石油圈
M-I SWACO公司的新型水基钻井液拥有热稳定性，在高温井中可维持流变性与失水抑制性。有助于作业者提高钻井效率、降低成本，并减轻对健康、安全与和环境的影响。
编辑 | 大安
随着深层油气藏钻井作业的增多，业内对水基钻井液提出了更高的要求，需要其能够承受井下的高温环境。在300华氏度左右，常规生物聚合物在短时间内就会失效，而标准的合成聚合物在高温下可保持稳定，但它不具备悬浮固体所需的低速流变性。在高温下无法维持稳定性的钻井液，则需要大量的添加剂。
斯伦贝谢旗下M-I SWACO公司的VeraTherm高温水基钻井液，在400华氏度以上具有稳定性，拥有优异的低速流变性，可确保井眼清洁与岩屑悬浮，还可降低高温下的钻井液损失。从淡水到接近饱和的盐水，这种钻井液兼容于大多数油田完井液。在井场即可配备这种钻井液，增加了作业的灵活性。
该钻井液适用于高温水基环境，包括钻井、测井、下筛管、深水作业、连续油管（CT）钻井作业，以及堵漏剂或屏蔽暂堵剂。该水基钻井液可承受400华氏度的高温，随着时间推移无需进行任何处理，也不会导致性能降低，并且能够在无循环的情况下进行多次测井作业，从而避免了起下钻。在高温作业中，每省去一趟钻，就可节约大约一天的钻机时间。它与常见的钻井液添加剂兼容，例如页岩抑制剂、缓蚀剂和硫化氢清除剂。
VeraVis支化合成聚合物增粘剂与失水剂是VeraTherm钻井液的主要成分，具有流变性与失水抑制双重功能。即使在更高的温度下，它也能提供优异的固体悬浮性能，避免岩屑堆积。五十多年来，油气行业通常在不同作业中使用合成聚合物，VeraVis添加剂与之不同，拥有独特的化学改性。这种合成聚合物的支化特性，使其具有与传统生物聚合物(如黄原胶、Diutan胶与淀粉)类似的钻井液性质。与市场上现有的线性合成聚合物相比，该特性可显著降低地层损害。
许多常规水基钻井液都含有黏土，这会在较高温度下引发胶凝问题。这种高温水基钻井液是无粘土体系，因此不同温度与密度下都不会发生胶凝问题。添加适当的润滑剂，就可产生可与油基泥浆(OBM)和合成基泥浆(SBM)体系相媲美的钻井性能。
这种高温水基钻井液具有优异的钻井液性能，包括低速流变性好、低泵压、优异的失水抑制性、摩擦系数低、优异的页岩抑制性。在高温下，它可维持较长时间的稳定性。(如图1)。
使用该钻井液替代合成基钻井液，可降低作业者的钻井液总成本。在中间井段与储层段使用同一种钻井液体系，可以减少环境足迹。
图1 VeraTherm钻井液比其他常规高温水基钻井液更耐久。(来源：斯伦贝谢)案例分析
M-I-SWACO公司在全球不同地区成功完成了这种耐高温水基钻井液的现场试验，包括连续油管钻井液、测井药剂、高温钻井液、高温高压钻井液。这些案例涵盖了从290华氏度至380华氏度的温度，以及从8.8磅/加仑(1.05sg)至16.5磅/加仑(1.98sg)的密度。
东南亚地区的一家油气公司，在钻进8.5寸井段时遭遇高温层位、断层以及裂缝，每口井平均损失5000桶至10000桶的钻井液。该公司寻求一种拥有与合成基钻井液类似的钻井液性能，而且经济效益高、耐高温的水基钻井液体系。在钻进温度高达365华氏度的储层段期间，钻井液会面临严重漏失，需要保持五天的稳定性。理想的流变性能可改善井眼的清洁状况，还可使钻井期间的当量循环密度与漏失量降到最低。
在365华氏度下，这种高温水基钻井液可连续5天保持稳定的流变性。添加1%的润滑剂，可使该钻井液的摩擦系数从老化前的0.21降至0.143，在365华氏度下循环5天后降至0.128。该钻井液的摩擦系数与合成基泥浆相似，为0.125。与合成基钻井液的浸泡试验相比，VeraTherm钻井液拥有更好的页岩抑制性。整个钻井作业期间，该体系的流变性能保持不变，并维持了很好的稳定性。
中东一家油气公司寻求一种耐高温、稳定性好的水基钻井液来钻进高温探井。邻井资料显示，普遍存在重晶石沉降、测井失败、严重漏失等风险。预计在石灰岩地层会发生漏失，因此，价格昂贵的耐高温油基泥浆不适合该项目。
这口井的8.5寸与6.25寸井段为潜在油藏。面临的挑战包括，钻遇活性高的泥岩段，并且需要在330华氏度与375华氏度的井底静态温度（BHST）下，额外进行7天的电缆测井作业，同时还需维持最小的沉降系数。定制并测试了这种高温水基钻井液在330华氏度与375华氏度下的稳定性。在超过7天的时间里，该钻井液保持了稳定的流变性，不同井段两种配方的沉降系数均低于0.52。利用该钻井液体系，钻进期间没有发生卡钻、井壁失稳或井眼清洁不佳等事故。375华氏度下的电缆测井作业已成功完成。在七天的测井作业中，该钻井液的流变性与失水性基本维持不变（图2）。
这种高温水基钻井液具有广泛的环境适应性。除了东南亚与中东地区，在含过量二价盐、采出水过多的地区，它也能大展身手。大多数水基钻井液与此类采出水不兼容。由于该钻井液与含二价盐的采出水兼容，因此作业者可以使用油田采出水代替淡水，从而减少了对其他资源的需求。该钻井液还为诸如连续油管钻井作业之类的应用提供了机会，因为连续油管钻井需要一种不产生高摩擦压耗的聚合物。该支化合成聚合物满足了连续油管钻井液的要求，已成功完成2口高温井的钻井作业。
结论
长时间电缆测井作业与高温井作业，需要可提供良好热稳定性的钻井液，以保持足够的流变性与失水抑制性。使用常规生物聚合物进行作业，可能需要大量产品才能产生这些特性。但是，VeraTherm钻井液仅包含主要的VeraVis添加剂以及少量需要最少处理即可保持特性的添加剂。该钻井液拥有很长的保质期，能够广泛应用于不同的作业与温度，凭借其物美价廉的特点，可替代其他水基或合成基高温钻井液。
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