隨著鉆井作業(yè)中目標(biāo)油氣儲(chǔ)層深度的增加，井下高溫、反相乳液等問題頻繁出現(xiàn)，行業(yè)對(duì)穩(wěn)定水基鉆井液的需求日益迫切。當(dāng)作業(yè)溫度在300℉（149℃）附近時(shí)，常規(guī)生物聚合物在短期內(nèi)就會(huì)失效，標(biāo)準(zhǔn)的合成聚合物雖然在高溫條件下較為穩(wěn)定，但不能改善鉆井液流變性以保持固體顆粒懸浮。如果在高溫條件下鉆井液不能保持穩(wěn)定性，那么鉆井過程中就需要繁復(fù)的流體調(diào)節(jié)操作。
為此，斯倫貝謝子公司M-I SWACO推出了全新耐高溫水基鉆井液VeraTherm，耐受溫度達(dá)400℉（204℃），即使在高溫環(huán)境中也能保持理想的流變性能和井筒清潔效果，同時(shí)降低鉆井液漏失量。VeraTherm與油氣行業(yè)通用的完井液兼容，包括清水和低飽和度鹽水，其可在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配置，應(yīng)用靈活性更高。
VeraTherm適用于高溫、水基環(huán)境，包括鉆井、測(cè)井、下篩管、深水作業(yè)、連續(xù)油管（CT）鉆井以及鉆井液漏失控制等。該水基鉆井液可承受高達(dá)400 ℉（204℃）的溫度，且隨作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)性能不會(huì)損失，無需后續(xù)處理，一次使用即可進(jìn)行多次測(cè)井作業(yè)，消除高溫環(huán)境中多次下鉆的必要，節(jié)約作業(yè)時(shí)間。它與常見的鉆井液添加劑兼容，例如頁巖抑制劑，緩蝕劑和H?S清除劑。
VeraVis合成聚合物增粘劑和降濾失添加劑是VeraTherm的主要成分，具有雙重功能，可同時(shí)保持流變特性和降低漏失量。由于其在高溫條件下也具有出色的固體懸浮能力，還能消除了沉降問題。與行業(yè)應(yīng)用歷史長(zhǎng)達(dá)50多年的合成聚合物不同，VeraVis添加劑包含獨(dú)特的化學(xué)成分。合成聚合物的性質(zhì)保證了VeraTherm具有與常規(guī)生物聚合物相似的鉆井液性能，與市場(chǎng)上線性合成聚合物相比，此功能可顯著降低地層損傷。
常規(guī)的水基鉆井液都含有黏土，高溫條件下會(huì)發(fā)生膠凝問題。VeraTherm是無黏土系統(tǒng)，因此在整個(gè)溫度和密度范圍內(nèi)都不會(huì)發(fā)生此類問題。通過添加合適的潤(rùn)滑劑，可產(chǎn)生與油基泥漿（OBM）和合成基泥漿（SBM）系統(tǒng)同樣的鉆井性能。
高溫水基鉆井液具有出色的鉆井液參數(shù)性能，包括流變性、低泵壓、濾失量控制、低摩擦系數(shù)和出色的頁巖抑制性能，它在高溫下可長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。
圖1 VeraTherm鉆井液性能明顯由于其它高溫、常規(guī)水機(jī)鉆井液系統(tǒng)
在SBM作業(yè)中使用VeraTherm可以幫助開發(fā)商降低作業(yè)成本，同時(shí)，在整個(gè)油藏作業(yè)中保持鉆井液的一致有助于降低環(huán)境影響。
01. 案例分析
M-I SWACO已針對(duì)全球不同地區(qū)和各種應(yīng)用（包括CT鉆井、測(cè)井、高溫鉆井和HP / HT鉆井）的高溫水基鉆井液成功完成了幾次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。案例研究涵蓋了從290℉（143℃）至380℉（193℃）的溫度范圍以及8.8 lbm / gal（1.05 SG）到16.5 lbm / gal（1.98SG）的密度條件。
在東南亞一口8-1/2in的鉆井作業(yè)中，高溫地層、斷層和裂縫等問題導(dǎo)致每口井損失5000-10000 bbl的鉆井液。開發(fā)商需要一種具有成本效益的高溫水基流體系統(tǒng)，VeraTherm可提供與合成鉆井相當(dāng)?shù)你@井液性能。該鉆井液需要在高達(dá)365℉（185℃）的溫度下保持五天的穩(wěn)定性，同時(shí)還要鉆探高溫儲(chǔ)層段，面臨巨大挑戰(zhàn)。理想的流變性能可實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的井筒清潔效果，并最大程度降低等效循環(huán)密度和鉆井漏失。
結(jié)果表明，高溫水基鉆井液VeraTherm在365 ℉（185℃）下保持了穩(wěn)定的流變性能五天。添加1％的潤(rùn)滑劑后，使流體的摩擦系數(shù)從老化前的0.21降至0.143，在365℉（185℃）條件下應(yīng)用五天后降至0.128。流體的摩擦系數(shù)與SBM相似，為0.125。與基于合成鉆井也系統(tǒng)的浸沒現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相比，VeraTherm表現(xiàn)出更好的頁巖抑制作用。VeraTherm系統(tǒng)的流變性保持恒定，并在整個(gè)鉆井過程中保持良好的流體穩(wěn)定性。
在另外一個(gè)案例研究中，中東一家開發(fā)商需要一種具有高穩(wěn)定性的高溫水基鉆井液來完成高溫鉆井作業(yè)。臨井?dāng)?shù)據(jù)顯示重晶石沉降問題普遍存在，測(cè)井未成功，同時(shí)存在嚴(yán)重的漏失問題。在該項(xiàng)目中，預(yù)計(jì)石灰?guī)r地層中的環(huán)流會(huì)有所損失，所以高溫OBM系統(tǒng)不適用。
該井包含8-1/2in和6-1/4in的井段，由于井底溫度較高，要在330℉（166℃）和375℉（191℃）井底靜態(tài)溫度條件下的活性極高的頁巖地層中進(jìn)行七天的電纜作業(yè)，必須要保持鉆井液的性能在理想范圍內(nèi)。根據(jù)開發(fā)商的目標(biāo)，作業(yè)人員對(duì)VeraTherm進(jìn)行了定制設(shè)計(jì)和測(cè)試。
結(jié)果表明，在以上兩種溫度條件下，高溫水基鉆井液在超過7天的時(shí)間內(nèi)都保持了穩(wěn)定的流變性能，并且兩種配方的沉降指數(shù)均低于0.52。整個(gè)鉆井作業(yè)系統(tǒng)在鉆進(jìn)過程中沒有發(fā)生卡鉆、井筒不穩(wěn)或井眼清潔不良等問題。最終，375℉（191℃）條件下的電纜測(cè)井操作順利完成，在為期7天的測(cè)井作業(yè)中，流體保持了良好的流變和漏失控制特性。
圖2 井下溫度為375℉條件下，6in井段成功完成了電纜測(cè)井，無需干預(yù)作業(yè)，一次下鉆完成，鉆井液性質(zhì)保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)分辨率較高
高溫水基鉆井液對(duì)環(huán)境影響較小，符合環(huán)境法規(guī)。除了在東南亞和中東地區(qū)，VeraTherm還可以在含有過量二價(jià)鹽、采出水過多的地區(qū)應(yīng)用，幫助開發(fā)商提高收益，而目前的大多數(shù)水基鉆井液都無法滿足該要求。
由于VeraTherm可在含有二價(jià)鹽的采出水環(huán)境應(yīng)用，作業(yè)人員可以使用采出水代替淡水，從而降低鉆井作業(yè)對(duì)其他資源的需求。由于CT鉆井需要配合使用低摩擦力的聚合物，VeraTherm還可改善CT鉆井等作業(yè)的效果，在此開發(fā)商的作業(yè)中，VeraTherm滿足CT鉆井液的要求，成功地完成兩口高溫井鉆井作業(yè)。
02. 結(jié)論
大位移井電纜作業(yè)和高溫井鉆井過程中鉆井液要長(zhǎng)時(shí)間保持出色的熱穩(wěn)定性，以提供流變性，降低流體損失。如果選擇常規(guī)生物聚合物進(jìn)行上述作業(yè)，可能耗費(fèi)量巨大才能滿足要求，而包含VeraVis和少量其它添加劑的VeraTherm完全可以滿足作業(yè)要求。此外，VeraTherm具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期，可在多種作業(yè)和較大溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用，為其他高溫、水基鉆井液或合成基鉆井液作業(yè)提供了一種有效、經(jīng)濟(jì)的替代方案。
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