鉆井液用甲酸鉀國外九十年代末開始把甲酸鉀應(yīng)用于鉆井完井液，特別是應(yīng)用在高密度鉆井完井液體系中，取得了很好效果。用甲酸鉀配制鉆井液體系，具有強(qiáng)抑制、配伍性好、環(huán)境保護(hù)、油層保護(hù)等突出優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，甲酸鉀抑制粘土水化分散膨脹能力強(qiáng)，返出的鉆屑呈小圓粒狀，內(nèi)部呈干性，鉆井液不糊振動(dòng)篩，不跑漿，具有抑制性強(qiáng)、失水造壁性好、潤滑性好、機(jī)械鉆速快、成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。使用甲酸鉀泥漿，有利于提高聚合物穩(wěn)定性，穩(wěn)定頁巖，降低對巖層的破壞，保證鉆井、完井、油井維修處于最佳的工作狀態(tài)。主要用于配制含水油井加注液，它能夠?qū)崿F(xiàn)高密度，并保持低粘度，提高鉆井速度，延長鉆頭使用壽命，是石油開采技術(shù)領(lǐng)域的一種優(yōu)質(zhì)材料。甲酸鉀是鉆井完井液的新型添加劑，具有抑制性強(qiáng)、高溫穩(wěn)定性和配伍性好、腐蝕性低、環(huán)境保護(hù)和油層保護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn).室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究了甲酸鉀濃度、溶解溫度和溶解時(shí)間對氯化鈉、硫酸鈣溶解度的影響情況.結(jié)果表明:溫度對硫酸鈣在甲酸鉀溶液中的溶解度影響較大,在同一濃度的甲酸鉀溶液中硫酸鈣溶解量隨溫度的升高而增加;溫度對氯化鈉溶解量的影響也很大，在同一濃度的甲酸鉀溶液中氯化鈉溶解量隨溫度的升高（從25到65°C）,先增加,到一個(gè)峰值后開紿降低，最后趨于某一恒定值;當(dāng)甲酸鉀溶液濃度低于20%時(shí)，硫酸鈣溶解量隨甲酸鉀濃度增大而增加，當(dāng)甲酸鉀溶液濃度高于20%時(shí),硫酸鈣溶解量隨甲酸鉀濃度增大而減小，當(dāng)甲酸鉀濃度達(dá)到50%時(shí)，甲酸鉀的濃度增加對硫酸鈣溶解量的影響程度變小;在溫度相同時(shí)，隨甲酸鉀濃度增加,氯化鈉溶解量減小.甲酸鹽鉆井液體系評價(jià)甲酸鹽鉆井液是無機(jī)鹽水鉆井液體系的一種。與常規(guī)的無機(jī)鹽水鉆井液相比具有密度可調(diào)（1.00?2.30g/cm3），對地層損害小、固相含量低、泥餅薄而韌且可酸化、井眼清潔能力好，抑制性強(qiáng)，腐蝕性低，對環(huán)境污染小，能增加聚合物的高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。與常規(guī)的聚合物鉆井液相比，其顯著特點(diǎn)是不用膨潤土配漿，從根本上克服了鉆井液保持體系膨潤土細(xì)分散的膠體性質(zhì)和泥頁巖的地層穩(wěn)定，抑制鉆屑在鉆井液中分散所表現(xiàn)出來的矛盾。國外已在強(qiáng)水敏地層、易卡鉆地層、深井小井眼地層和復(fù)雜壓力層系的井中使用了甲酸鹽鉆井液，最常見的是甲酸鉀，密度可達(dá)到1.60g/cm3以上.國內(nèi)西南石油學(xué)院、石油大學(xué)等都進(jìn)行了研究，大慶和大港油田已現(xiàn)場應(yīng)用，收到明顯效果。有資料顯示，甲酸鹽能夠提高生物聚合物的能力，更好地實(shí)現(xiàn)巖屑的傳輸和井眼清潔。根據(jù)這一特性，再結(jié)合冀東油田特點(diǎn)（甲酸鹽暫時(shí)無法回收利用），采用G104-5區(qū)塊淺井地層特性，化驗(yàn)中心用甲酸鹽+生物聚合物、再配合陰離子纖維素等，進(jìn)行了無膨潤土相配方實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用石灰石粉調(diào)節(jié)密度，從體系的抑制性、攜巖性和油氣層保護(hù)幾個(gè)方面進(jìn)行了評價(jià)，評價(jià)得出該體系各方面的性能都較好，具體性能見附表。具有代表性的配方：水+0.3%XC+0.5%陰離子纖維素+4%甲酸鉀+0.5%淀粉+10%石灰石粉+5%巖面密度為1.15g/cm3，表觀粘度23MPa.s，動(dòng)塑比0.7，失水能夠控制在6mL以下，巖屑回收率達(dá)到93.6%，膨脹降低率為78.8%，滲透率恢復(fù)值95.2%，能夠滿足淺井施工需要。更主要的是：由于無粘土相，體系粘度穩(wěn)定，而較高的回收率、膨脹降低率和滲透率恢復(fù)值是順利鉆進(jìn)和保護(hù)油氣層的主要因素。由于甲酸鉀價(jià)格比較昂貴，現(xiàn)在市場上的甲酸鹽大都是甲酸鉀和甲酸鈉的混合物，因此我們對甲酸鈉和甲酸鉀用7：3和6：4的配比進(jìn)行了復(fù)核實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本不變，動(dòng)塑比略有降低可達(dá)到0.65，回收率92.6%，滲透率恢復(fù)值99.5%。從各種性能看，甲酸鹽體系除了失水略大于聚合物黑膠體系外，其他性能都有所改善。用甲酸鹽鉆井液鉆高溫高壓井Huldra油田是一個(gè)凝析油田，從挪威北海海域的30/2區(qū)塊延伸30/3區(qū)塊。1979?1991年在該油田共打了3口探井，已證實(shí)該油田產(chǎn)天然氣和凝析油。Huldra油田的鉆井條件接近于高溫和高壓條件，儲(chǔ)層壓力為675bar，溫度為150oC,關(guān)井壓力為535bar?？紫秹毫εc破裂壓力梯度之間的差很小，約為0.12?0.14。該油田產(chǎn)出氣中含3%?4%的CO2和9ppm?14ppm的H2S。選擇甲酸艷鉆井液的原因鉆第一口生產(chǎn)井時(shí)使用的是油基鉆井液，當(dāng)下濾沙網(wǎng)時(shí)發(fā)生了井涌，是由漏失和重晶石沉降雙重原因造成的。與油基鉆井液相比，甲酸艷/甲酸鉀鉆井液的主要優(yōu)點(diǎn)是：不會(huì)發(fā)生沉降；當(dāng)量循環(huán)密度低；由于鉆井液體系中的固相含量低以及固相沉降的可能性小，所以防砂網(wǎng)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)低；鉆井液中的堵漏材料為碳酸鈣顆粒；對天然氣的溶解度低；可以往海洋排放；具有很好的熱穩(wěn)定性。甲酸艷和甲酸鉀的成本要比標(biāo)準(zhǔn)鉆井液體系高得多，這意味著一旦發(fā)生漏失會(huì)大幅度增加鉆井成本。其他需要考慮的問題是：根據(jù)恢復(fù)滲透率實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，甲酸艷/甲酸鉀鉆井液的地層損害是可以接收的；地層評價(jià)問題是容易處理的；估計(jì)不會(huì)發(fā)生與橡膠件和地層水不相容的問題。甲酸艷/甲酸鉀鉆井液的使用4口井的95/8in套管下到油層頂部以上約20?30m處。油層由砂頁巖互層以及煤層和石灰?guī)r層組成。在鉆井作業(yè)和安裝濾沙網(wǎng)期間沒有遇到井眼失穩(wěn)問題。在鉆油層時(shí)，使用了隨鉆壓力測量短節(jié)來監(jiān)測靜態(tài)鉆井液密度、當(dāng)量循環(huán)密度和井眼清潔情況。為了降低漏失的風(fēng)險(xiǎn)，把當(dāng)量循環(huán)密度控制在1.96g/cm3，井下靜態(tài)鉆井液密度控制在1.90?1.91g/cm3,排量控制為900?1100L/min。鉆粘土層時(shí)的當(dāng)量循環(huán)密度要高于鉆砂巖層的當(dāng)量循環(huán)密度。因?yàn)檎惩翆訒?huì)產(chǎn)生低密度固相，而這些低密度固相很快變成鉆井液的增粘材料。根據(jù)鉆井液設(shè)計(jì)，低密度固相的含量應(yīng)保持在20kg/m3左右。而實(shí)測的MBT值指出，低密度固相的含量低于10kg/m3。在使用甲酸艷/甲酸鉀鉆井液鉆井期間，鉆井液處于剪切稀釋狀態(tài)。據(jù)估計(jì)，過高的黃原膠生物聚合物含量可能影響井眼清潔的效果。在8i/2in井眼中的總漏失量為25?30m3。4口井油層段的平均長度為25?30m。沒有發(fā)現(xiàn)碳酸鈣的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)沉降。使用甲酸艷/甲酸鉀鉆井液可以節(jié)省鉆機(jī)占用時(shí)間的原因是：起下鉆速度快；下套管速度快；與常規(guī)鉆井液相比，鉆井液調(diào)整少而且短起下鉆少。使用甲酸艷/甲酸鉀鉆井液后，鉆柱的最低摩擦系數(shù)為0.22,比油基鉆井液的摩擦系數(shù)高得多，與水基鉆井液相似，但套管磨損情況與使用油基鉆井液類似。鉆速似乎令人滿意，平均機(jī)械鉆速為6m/h。如果使用更加具有攻擊性的鉆井參數(shù)，提高機(jī)械鉆速的可能性會(huì)更大?；謴?fù)滲透率用甲酸艷/甲酸鉀鉆井液和Huldra油田的巖心進(jìn)行了地層損害實(shí)驗(yàn)。巖心試樣的滲透率分別下降了30%?70%，但巖心經(jīng)有機(jī)酸浸泡之后，巖心的恢復(fù)滲透率為100%。試驗(yàn)結(jié)果表明，甲酸艷/甲酸鉀鉆井液侵入地層的深度不大，不會(huì)對油井產(chǎn)能造成影響。使用甲酸艷和甲酸鉀鹽水完井的經(jīng)驗(yàn)在鉆油層時(shí)，使用了210和230目的振動(dòng)篩。鉆穿油層后立即停止加碳酸鈣