氯化钠在渤海钻完井液体系中的应用

李凯 张利威 齐帅斌 彭三兵（中海油服油田化学事业部钻完井液业务部，天津 300450）

氯化钠在渤海钻完井液体系中的应用

李凯 张利威 齐帅斌 彭三兵（中海油服油田化学事业部钻完井液业务部，天津 300450）

氯化钠在渤海钻完井液体系中应用广泛。在钻井液体系中，氯化钠常作为抑制剂与加重剂使用，在综合阳离子钻井液、聚合物钻井液与EZFLOW钻开液中都有应用。在完井液体系中，则主要作为加重剂。使用氯化钠与氯化钾复配一般能收到更理想的抑制和加重效果。

氯化钠；钻完井液；抑制剂；加重剂；

1 氯化钠应用原因分析

1.1 氯化钠盐水钻井液

在渤海钻完井液配制过程中大多使用海水为溶剂，属盐水钻井液体系。传统观念认为其矿化度高，对钻具腐蚀性较大，维护工艺复杂，耗盐量大，配制工作量大，因此在一定程度上限制了它的应用[1]。但NaCl来源广，优点突出：

(1)矿化度高，抑制性强，能有效抑制泥页岩水化；

(2)抗盐侵能力及抗高温能力强，可在深井和超深井中使用；

(3)滤液性质与地层原生水比较接近，对油气层的损害小；(4)流动性好，性能稳定[2]。

与氯化钾盐水钻井液相比，其抑制性相对较弱，可用于大段软泥岩地层钻进，能有效抑制泥页岩水化，保证井壁稳定。如DN36-2区块明化镇层位。对于其他地层，可与KCl复配达到合适的抑制效果，如HD18-1区块中综合阳离子钻井液体系，应用效果好，钻井效率大大提高。

作用机理

抑制作用：降低滤液活度，减缓滤液向地层渗透，防止泥页岩膨胀。

②絮凝作用：Na+使黏土颗粒的扩散双电层受到挤压，Na+大量聚集在吸附层附近，扩散双电层和水化膜变薄，电位下降，颗粒间斥力趋近于零，颗粒相互聚结，产生絮凝。

1.2 氯化钠盐水完井液

氯化钠在完井液中主要作为加重剂使用，与KCl相比，成本低且加重效果好。

表1-1 氯化钠与氯化钾加重数据表

1．19 1．20 30 31 357．75 372．07

由此可见，相同条件下NaCl比KCl的加重能力高，且结晶点低，更有利于低温环境下使用。

2 氯化钠在渤海钻完井液中的应用实例

2.1 氯化钠在综合阳离子钻井液体系中的应用

综合阳离子钻井液体系在HD18-1区块应用较为成功，该区块先后使用了PEM、PEC及综合阳离子钻井液体系，PEM钻井液体系采用无机盐氯化钾作为主要抑制剂，存在环空憋压、返砂少、易形成岩屑床、起下钻憋泵憋扭矩耗时长等负载现象。PEC钻井液体系以氨基硅醇作为主要抑制剂，虽然减弱了蹩扭矩现象，但抑制性不够。而使用综合阳离子钻井液体系之后钻进过程中的返砂增多，且岩屑成型，倒划眼过程中的憋卡问题得到明显改善[3],且加入氯化钠后体系流变性能稳定，易于控制和调整。

该体系中PF-CPI降低粘土表面的负电荷，使粘土表面钝化，抑制粘土水化分散，避免地层的硬化；氯化钾压缩双电层，降低粘土活化能力，与PF-CPI共同使用达到抑制平衡效果[4]。而NaCl的加入使得体系的抑制性增强，流变性更易调控。综合阳离子钻井液体系是NaCl在渤海钻井液体系中成功应用的典范。

2.2 氯化钠在聚合物钻井液体系中的应用

在聚合物钻井液体系中，采用氯化钾与氯化钠复配使用的方式以达到良好的抑制效果。

该体系针对LK12-1区块地层特征，采用氯化钠与氯化钾复配使用。既能达到一定的抑制性，又保证井壁不过于坚硬，提高倒划眼速度。进入馆陶之后采用氯化钾与氯化钠复配使用，提高抑制性，保持井壁稳定。氯化钠在该体系中应用效果良好。

2.3 氯化钠在完井液体系中的应用

氯化钠在渤海完井液中作为加重剂使用，因其拥有更高的加重上限，较低的结晶点，且更符合环保的要求而被大量使用。

3 氯化钠使用的结论与建议

(1)聚合物钻井液加入适量NaCl，既不有改变原钻井液体系的基本特性，性能也无大的波动。

(2)加入NaCl前，保持钻井液粘切、MBT适中，若提粘困难，可以适当混入预水化好的膨润土浆。

(3)聚合物钻井液加NaCl时，注意控制Cl-含量，过高易引起粘切升高、失水变大，过低，则抑制性弱，效果不佳。

(4)施工中要勤监测，Cl-含量下降要及时补充。

(5)若单独使用氯化钠抑制性不理想，可与氯化钾复配使用。

(6)作为加重剂使用时注意加重上限与结晶点。

[1]赵静杰.鲁克沁油田钻井液设计与应用[B].西部探矿工程.2010.10:42-43+47.

[2]薛志飞，张永，雷志永，宋晓伟.阳离子钻井液在渤海油田的应用.中海油田工程技术2015.03：31-34.

[3]汪军英，李益寿，李云志，等.阳离子钻井液在土哈温西区块的研究与应用[J].钻井液与完井液，2008.25（3）：39-42.

[4]刘雨晴.阳离子聚合物钻井液的研究和应用[J].天然气工业，1992.12（3）：46-52.

李凯（1985-），工程师，学士，2009毕业于西南石油大学应用化学专业，现从事泥浆工程师工作。