ICS 75.020 NB E 13 备案号：57306—2017 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 140092016 页岩气 钻井液使用推荐作法 油基钻井液 The recommended method of drilling fluids for shale gas- Oil-based fluids 2016-12-05发布 201705-01实施 国家能源局 发布 NB/T 140092016 目 次 前言 范围 规范性引用文件 3基本要求 技术准备 3.1 3.2 设备配套 3.3 测试仪器与化学试剂配备要求 3.4 油基钻井液材料要求 4 推荐性能指标 5 现场施工 5.1 配制 5.2 人井转换 5.3 维护处理 5.4 现场管理 6 油基钻井液的回用与处置 6.1 回用方式 6.2 回收利用 6.3 油基钻井液的处置 安全环保要求 7.1 安全要求 7.2 环保要求 NB/T 140092016 前言 起草。 本标准由能源行业页岩气标准化委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司。 本标准参加起草单位：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、中国石油化工股份有限 公司江汉石油工程有限公司、中国石油化工股份有限公司胜利石油工程公司。 本标准主要起草人：冯学荣、王显光、马光长、彭碧强、李晓阳、林永学、章文斌、侯业贵。 本标准参加起草人：何恕、廖清清、李舟军、万伟、邓宇。 II NB/T 14009—2016 页岩气钻井液使用推荐作法 油基钻井液 1范围 本标准规定了页岩气水平并油基钻井液的基本要求及推荐性能指标，规范了页岩气水平井油基钻 井液的配制、人井转换、维护处理、回收利用等工艺，提出了页岩气水平井油基钻井液的安全、环保 要求。 本标准适用于页岩气水平井、大斜度、大位移定向井等使用油基钻井液的作业过程。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T5005钻井液材料规范 GB/T16783.2石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液 SY/T5225石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T5974钻井井场、设备、作业安全技术规程 SY/T6223 钻井液净化设备配套、安装、使用和维护 SY/T6629陆上钻井作业环境保护推荐作法 3基本要求 3.1技术准备 3.1.1依据钻井设计，收集页岩地层的矿物组成、微裂缝等地质资料以及所在区域的实钻资料，按钻 并液设计要求开展油基钻井液封堵性评价。 3.1.2根据钻井工程设计要求及油基钻井液封堵实验结果，开展油基钻井液流变参数优化评价。 3.2设备配套 3.2.1循环罐有效容积不低于200m²。 3.2.2基础油储备罐容积应不低于40m3，并配置流量计（或计量标尺）、转油泵、管线、阀门等。 3.2.3循环系统至少应有2个可独立配制油基钻井液的循环罐，每个罐至少应配备2台、单台功率不 低于7.5kW的搅拌器。 3.2.4储备罐容积不低于400m²，与钻井泵、加重泵相连的上水管线直径应不小于250mm。 3.2.5循环罐、储备罐和循环槽应有防止外来水源侵人的措施。 3.2.6接触油基钻井液的密封橡胶件应使用耐油材料。 3.2.7振动筛处至少应配备防爆排风扇1台，循环罐区至少应配备防爆排风扇2台。 3.2.8环境温度低于-5℃时，循环罐、循环槽、储备罐及其外接管线等应采取保温措施。 1 NB/T14009---2016 3.2.9 钻井液净化设备执行SY/T6223，应包括振动筛、除砂及除泥一体机、离心机等，处理速度不 低于施工要求。 3.2.104 锥形罐至循环罐的封闭过渡槽，其开窗间隔应小于1.5m。 3.2.11 宜配备排量不低于20m3/h的防爆隔膜泵1～2台。 3.3测试仪器与化学试剂配备要求 按照GB/T16783.2—2012的规定配备测试仪器及化学试剂。 3.4油基钻井液材料要求 油基钻井液材料种类、数量应满足配制的油基钻并液达到设计性能要求，并充分考虑性能的可调 配性。材料可根据设计要求和配方实验情况选择。 通用钻井液材料执行GB/T5005。 4推荐性能指标 页岩气水平井用油基钻井液的主要性能推荐指标见表1。 表1推荐油基钻井液性能参数 性能指标 推荐值 密度，g/cm 0.95 ~ 1.60 1.60 ~ 1.90 1.90 ~ 2.20 5 ~ 15 屈服值，Pa 4 ~ 13 6 ~ 15 切力（10s/10min），Pa/Pa 1 ~ 5/4 ~ 15 1 ~ 5/5 ~ 18 1 ~ 5/5 ~ 20 破乳电压，V ≥ 400 ≥ 400 ≥ 400 高温高压（120℃）滤失量，mL ≤5 ≤5 ≤5 含砂量，% < 0.3 < 0.5 s0 > 石灰含量，kg/m 6 ~ 12 6 ~ 12 5 ~ 10 水相氟化钙含量，% 20 ~ 30 20 ~ 30 20 ~ 30 低密度固相含量，% ≤10 ≤8 ≤8 4.1性能指标测试方法执行GB/T16783.2。其中，流变性能的测试温度为50℃，当需要使用其他温 度作为测试温度时，可根据推荐参数进行修正。 4.2水相氯化钙含量可根据区域页岩活度进行修正，若需将氯化钙替换成其他盐类，其含量以满足 实际需要为准。 5现场施工 5.1配制 5.1.1清洗循环罐、管线、循环槽及储备罐，排净积水。 5.1.2按照油基钻井液配方比例，将基础油打入配浆罐，开动搅拌器，从加料漏斗处按配方加人主乳 化剂、辅乳化剂和润湿剂，搅拌、循环60min以上。 5.1.3按照配方，在另一循环罐中加入配制水相部分所需的清水，开动搅拌器，从加料漏斗处加人所 需数量的盐类原料，揽拌剪切30min。 2 NB/T 14009-2016 5.1.4按照油水比例，用钻井泵、加料泵、泥浆枪等设备，边搅拌边将盐水溶液趁热均匀地加入到装 有油相的配制罐中，充分剪切、搅拌油水混合体系60min～90min。 5.1.5向油水混合体系中加入有机土、降滤失剂、石灰和流型调节剂，每种材料加人后均剪切、搅拌 30min～60min，所有材料加完后再搅拌60min，直至形成稳定的乳化体系。 5.1.6根据实际所需的钻井液密度，加入加重剂至设计密度，充分循环60min。 5.1.7根据需要在钻井液中添加封堵剂及其他材料。 5.1.8油基钻井液配制完毕后，按照GB/T16783.2的要求测定性能。 5.2入井转换 5.2.1准确计算井简容积，推荐采用一次性替浆的方式替出井筒内的水基钻井液。 5.2.2首先泵入3m²～4m²或能形成150m～200m段塞的基础油作隔离液。 5.2.3回收水基钻井液，测试出口处的钻井液破乳电压，当返出的水基钻井液与油基钻井液的混合流 体的破乳电压达到100V±10V时停泵。 5.2.4排放或回收混浆到专用的废液收集池，清洁锥形罐、过渡槽等容器。 5.2.5开泵循环2周以上，用振动筛清洁油基钻井液，直至振动筛上无杂物为止。 5.3维护处理 5.3.1在油基钻井液参与循环期间，每4h监测一次流变性，每12h监测一次全套性能。特殊情况或 调整性能期间可根据需要加密监测。 5.3.2根据钻井液水分消耗或降油水比的需要补充盐水相，同时，根据油基钻井液性能，适量补充乳 化剂、润湿剂及加重材料。 5.3.3加入亲水性材料（加重材料等）时，应适当补充基础油、润湿剂和乳化剂。 5.3.4可通过调整油水比、乳化剂、流型调节剂等来调整钻井液流变性。 5.3.5需要提高乳化稳定性时，应通过实验补充乳化剂。 5.3.6当油基钻井液滤失量增大时，应适当补充降滤失剂、封堵剂。 5.3.7 钻进中宜采用四级固控，振动筛筛布应不小于150目。 5.3.8 破乳电压下降、有水相的侵入、滤液出现游离水时，应适当补充乳化剂和基础油。 5.3.9水侵时，宜提高密度压稳水层，并适当补充乳化剂和基础油。 5.3.10当硫化氢、二氧化碳等酸性气体侵入时，应根据需要向油基钻井液中补充除硫剂和石灰。 5.4现场管理 5.4.1 四级固控后钻屑含油量的质量分数宜控制在25%以内。 5.4.2 应避免用水冲洗钻台、钻具、振动筛筛布、仪器等设备。 6油基钻井液的回用与处置 6.1回用方式 根据生产需求，宜选择直接回收利用、性能调配后利用、临时存储待用等方式回用油基钻井液。 6.2回收利用 6.2.1作为直接或处理后回用的油基钻井液，其性能要满足钻井工程设计要求，低密度固相含量应小 于10%。 3 NB/T14009—2016 6.2.2布 检测回收到的油基钻并液，其性能满足设计要求时，可直接使用。 6.2.3 当回收的油基钻井液达不到设计性能要求时，宜通过固控处理、性能调整等方式，使之达到设 计要求后再人井使用。 6.2.4待用的油基钻井液应进行固控处理后再存放。 6.2.5 油基钻井液储存期间，应避免雨水等杂物的污染。 6.2.6 油基钻井液储存期间，每天应搅拌油基钻井液60min以上，或每5～7d循环一次，每次循环 2周。 6.3油基钻井液的处置 当油基钻井液性能严重恶化后，不具备直接或间接利用条件时，宜采用热脱附、萃取等资源化利 用方式处置油基钻井液。 7安全环保要求 7.1 安全要求 7.1.1 禁止使用潜水泵转移油基钻井液。 7.1.2当出口油基钻井液温度高于50℃时，循环系统的排风扇应连续运转。 7.1.3 循环及储备系统的防火防爆措施应符合SY/T5225的规定。 7.1.4 循环及储备系