钻井泥浆消泡剂在页岩气水平井施工中的使用经验
一、页岩气水平井施工中的泡沫问题
页岩气水平井钻井因其水平段长、井眼轨迹复杂、钻遇地层多样等特点,对钻井泥浆性能提出了较高要求。在实际施工中,泡沫问题是影响泥浆性能和钻井效率的常见困扰,尤其在大斜度井段和水平段表现突出。
1、水平井泡沫产生的特殊原因
页岩气水平井施工中,泡沫产生的原因与直井存在明显差异。首先,水平段长距离钻进过程中,钻屑在环空中的运移距离大幅增加,钻屑与泥浆的长时间机械搅拌促进了空气的卷入。其次,水平井段常采用油基泥浆或合成基泥浆体系,这些体系中乳化剂和润湿剂等表面活性物质含量较高,为泡沫的形成和稳定提供了条件。再者,水平井施工中常需频繁起下钻和处理井下复杂情况,泥浆在循环罐和井眼中反复剪切,进一步加剧了泡沫的生成。
2、泡沫对水平井施工的具体影响
泡沫对泥浆性能的劣化在水平井施工中尤为明显。泥浆密度下降会导致水平段的岩屑携带能力减弱,钻屑床清理困难,增加卡钻风险。泡沫还会造成泥浆泵上水效率降低,泵压波动,影响钻进参数的稳定性。此外,泡沫在振动筛上形成致密的气泡层,干扰固相控制设备的正常工作,使有害固相难以有效清除。
二、钻井泥浆消泡剂的使用时机
在页岩气水平井施工中,选择合适的加药时机是发挥钻井泥浆消泡剂效果的关键。
1、泥浆配制阶段的预消泡处理
在配制新泥浆或对泥浆进行性能调整时,建议在泥浆搅拌循环稳定后加入钻井泥浆消泡剂。新配泥浆由于搅拌卷入大量空气,初始泡沫量往往较大。此时加入适量的消泡剂,可以在泥浆进入井眼前消除大部分气泡,保证入井泥浆密度的准确性。对于油基泥浆体系,由于起泡倾向更强,配制阶段更应重视消泡处理。
2、钻进过程中的实时消泡
当钻进中出现密度下降、泵压波动或振动筛上泡沫明显增多时,需要及时补充消泡剂。在水平段钻进过程中,建议每钻进一个立柱后检查泥浆罐面的泡沫状况,发现泡沫聚集应及时处理。对于泡沫严重的工况,可采用连续滴加的方式,将钻井泥浆消泡剂按设定比例加入到泥浆循环系统中。景宇生物科技的钻井泥浆消泡剂具有良好的分散性能,可在泥浆循环槽的湍流区域快速分散,迅速发挥作用。
3、固控循环系统维护时的消泡
振动筛、除砂器、除泥器等固控设备的正常工作对泡沫高度敏感。在固控循环维护时,如发现筛面泡沫覆盖面积超过30%,应先进行消泡处理再启动设备。此时可在泥浆罐面喷洒稀释后的消泡剂乳液,快速破除筛面泡沫层,确保固相控制效率。
三、用量控制与泥浆性能维护
1、消泡剂用量的确定方法
钻井泥浆消泡剂的用量应根据泥浆体系的类型和泡沫严重程度来确定。对于水基泥浆体系,推荐起始用量为泥浆总量的0.05%-0.1%;对于油基泥浆体系,由于表面活性剂含量较高,起始用量可提高至0.1%-0.2%。实际施工中可采用间隔递增法:先加入推荐量的低值,观察30分钟效果,若泡沫未明显减少,则逐步增加直至泡沫得到有效控制。
2、过量使用的风险控制
消泡剂并非用量越大越好。过量使用可能导致泥浆流变性异常,如表观黏度下降或切力降低。更重要的是,过量的消泡剂会在泥浆中积累,影响泥饼质量和滤失性能。在施工中应注意记录每次的加药量和效果,建立针对本井泥浆体系的剂量-效果档案。宿州市景宇生物科技有限公司(简称景宇生物)的产品应用工程师可为现场提供加药方案指导,帮助施工队伍精准控制消泡剂用量.
研发的DR-26/DR-50油田钻井消泡剂,是由有机羟基化合物、白炭黑、特种增效剂和分散剂组成 ;对于消除作业中顽固细小泡沫有明显效果 ,并具有良好的消泡、抑泡和脱气效果。本品分散性好,用量少,能很好地分散在浆料中,抑止泥浆中的因其它助剂等原因产生的顽固性泡沫。因本品具有耐高温高剪切性,所以在钻井时不会因高温而失去消泡性能。对泥浆及相关助剂无副作用。保障石油开采安全正常生产。DR-100石油钻井液消泡剂同时也可以满足现场使用要求。
3、消泡剂对泥浆性能的综合影响评价
在页岩气水平井施工中,加入钻井泥浆消泡剂后应密切关注泥浆的流变参数变化。建议在加药后15分钟、30分钟和1小时分别测量泥浆的密度、表观黏度、塑性黏度和动切力等关键参数。若发现流变参数出现异常波动,应及时调整消泡剂种类或用量。合理的加药方案能够在有效消泡的同时维持泥浆性能的稳定,保障水平井的安全高效钻进。
四、现场使用中的其他注意事项
1、消泡剂的储存与预处理
钻井现场环境多变,消泡剂应储存在阴凉干燥处,避免阳光直射和高温暴晒。冬季施工时,受低温影响消泡剂黏度增大,流动性变差,建议在使用前将消泡剂置于温暖环境或采用温水浴加热,待恢复流动后再加入泥浆体系。
2、与其他化学药剂的配伍顺序
在泥浆处理过程中,消泡剂的加入顺序也值得关注。一般建议在加入其他处理剂之前或之后间隔一段时间再加消泡剂,避免消泡剂被其他处理剂的高浓度活性组分所包裹而降低效果。如需在同一循环周期内添加多种处理剂,消泡剂应优先加入,待泡沫消除后再加入增黏剂、降滤失剂等其他药剂。
在页岩气水平井施工中,钻井泥浆消泡剂的合理使用是保障泥浆性能和钻井效率的重要环节。通过掌握正确的加药时机、控制合理的用量范围、关注泥浆性能变化,并结合油田固井消泡剂在固井作业中的配合使用,可为页岩气水平井的安全高效开发提供有力保障。




