聚胺对泥岩水化抑制性实验研究及现场应用

作     者：石祥超 胡云磊 孙莉 高雷雨 何超 王明华 杨昕昊 付华才 卓云 SHI Xiangchao;HU Yunlei;SUN Li;GAO Leiyu;HE Chao;WANG Minghua;YANG Xinghao;FU Huacai;ZHUO Yun

作者机构：油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 中国石油川庆钻探工程有限公司川东钻探公司 中海油能源发展工程技术公司中海油监督中心 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2023年第46卷第2期

页      面：126-132页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学重点项目(地区联合基金)“四川深部页岩气开采压裂技术关键问题与潜在地质灾害风险防控”(编号:U20A20266) 中国石油—西南石油大学创新联合体项目“深井复杂地层钻井方式优选及提速工艺技术”(编号:2020CX040103) 

主　　题：泥岩 水化膨胀 聚胺 微裂缝 抑制性能 力学性质 

摘      要：钻井作业期间,使用水基钻井液时,抑制泥岩水化是最关键问题。文章通过泥岩膨胀实验、常规单(三)轴压缩实验、以及显微镜观察泥岩微裂缝演化等实验手段,对比评价了聚胺抑制剂与氯化钾抑制剂对泥岩的抑制效果。结果表明,泥岩富含伊/蒙混层,遇水1 min内即产生微裂缝并不断延伸、扩展形成宏观裂缝,聚胺对泥岩微观结构损伤的抑制效果优于氯化钾。岩石力学实验表明,氯化钾浸泡使得泥岩强度降低幅度分别为35%~50%,而聚胺浸泡相同时间,降低幅度分别为20%~30%。膨胀率与强度呈现良好的负相关关系,3%聚胺对原状泥岩力学性质的抑制效果优于8%氯化钾。以聚胺为核心抑制剂的环保型BIODRILL A水基钻井液在渤海油田勘探开发区域已成功进行了52井次现场应用,可有效解决井筒膨胀和岩石强度弱化带来的井壁失稳问题。