印尼KSO Benacat区块的油气储层属于低压低渗地层，压力系数极小，当量钻井液密度只有0.7～0.8 kg/L。该区块BD-193井在使用常规PLUS/KCl钻井液钻进过程中多次发生井漏，而且由此引发了卡钻，处理井漏和卡钻不但延长了钻井周期，造成钻井成本增加，还会对储层造成了很大程度的损害。与常规钻井液相比，微泡沫钻井液因为能够满足保护储层和安全施工的双重要求^{[1, 2, 3]}，在低压低渗或压力衰歇地层的应用越来越广泛。为此，笔者通过优选发泡剂和稳泡剂，配制出适用于印尼KSO Benacat区块的低密度微泡沫钻井液，并在BD-195井和SWD-15井进行了现场试验，2口井顺利钻至设计井深，钻井过程中未发生井下故障，且机械钻速得到显著提高，表明该钻井液完全满足该区块低压低渗地层安全快速钻井的需求。

微泡沫钻井液一般以低固相水基聚合物钻井液为基液，然后加入优选的发泡剂和稳泡剂。因此，配制微泡沫钻井液的关键是筛选出满足要求的发泡剂和稳泡剂^[4]。

发泡剂一般为表面活性剂。表面活性剂分为阴离子、阳离子、两性离子和非离子等4种类型。这4种类型表面活性剂作为发泡剂各有优点也都有不足。一般质量较好的发泡剂由不同类型的表面活性剂按照一定质量比配制而成。选择发泡剂的基本原则为：1)活性大，发泡能力强；2)泡沫致密、细小、均匀，具有较高的表面黏度和机械强度，稳定性强；3)有一定的抗污染能力，与地层水的配伍性好，遇到地层水性能稳定；4)基液用量少，来源广；5)抗温能力强。

常温下在室内对FBJ、GM-1、JM和SALS等4种发泡剂按Waring Blender法^[5]进行了发泡性能评价(所用仪器为一台高速搅拌器，试验时在量杯中加入100 mL水，然后加入0.5 g发泡剂后在11 000 r/min转速下搅拌1 min，测发泡体积，至底部出液达到50 mL的所耗时间为半衰期)，结果见表 1。

由表 1可知，在常温条件下，JM和SALS具有较好的发泡能力，而且半衰期较长。但通过抗温试验发现，发泡剂SALS的抗温能力只能达到85 ℃，而JM的抗温能力则可以达到150 ℃。由于KSO Benacat区块的井底预测温度达103 ℃，因此最终选用JM作为微泡沫钻井液的发泡剂。该发泡剂由阴离子表面活性剂(氨基酸)和两性离子发泡剂(椰子油)按一定质量比配制而成。

微泡沫钻井液是热力学不稳定体系，微气泡很容易由于重力排液而破裂。微气泡的破裂与液膜表面黏度有很大关系，表面黏度较大，液膜不易受外力作用而破裂，液膜的排液速度和气体穿过液膜的能力均较低，从而使微泡沫钻井液的稳定性较好^[6]。一般情况下，选用相对分子质量大的网状结构化合物作为稳泡剂，因为高分子化合物既能稳定泡沫又能改变基液的流变性，增大基液的聚结阻力。

在室内综合评价了生物聚合物PF-XC、羟甲基纤维素PF-CMC和聚阴离子纤维素PF-PAC(LV)等3种稳泡剂的稳泡效果，结果见表 2。评价体系为水+0.3%稳泡剂+0.5%发泡剂(KSO Benacat区块技术标书规定的稳泡剂评价体系，要求半衰期长于150 min)。

从表 2可以看出，在3种稳泡剂中，PF-XC的稳泡效果最好，满足半衰期长于150 min的要求，因此选择PF-XC作为微泡沫钻井液的稳泡剂。

微泡沫钻井液的基本组成为基液+发泡剂+稳泡剂+降滤失剂+增黏剂。经过调整和优选，最终形成的微泡沫钻井液配方为：基液+1.0% PF-PAC (LV)+0.3%JM+0.5% PF-XC+2.0% PF-SAT。其中：基液采用3.0%预水化膨胀土浆^[7]；PF-PAC (LV)为降滤失剂，JM为发泡剂，PF-XC为稳泡剂和增黏剂，PF-SAT为井壁稳定剂。

在室内采用3 000 r/min的搅拌速度配制微泡沫钻井液，在49 ℃(120 ℉，国际通用测量水基钻井液流变性能的统一温度)下测定了其主要性能：密度为0.93 kg/L，表观黏度为35 mPa·s，塑性黏度为24 mPa·s，动切力为11 Pa，滤失量为4.8 mL，润滑系数为0.15，岩屑滚动回收率为92.6%，岩心渗透率恢复率为91.6%。

按上述微泡沫钻井液配方配制钻井液，并对其稳泡性、抑制性、抗温性及储层保护性等进行了评价。

稳泡性(泡沫稳定性)是泡沫流体的主要性能，指的是泡沫存在时间的长短。泡沫稳定性关系着钻井的安全，因为在正常钻进过程中泡沫的生成和破裂基本平衡，泡沫能保持基本稳定，但当停止循环时钻井液的性能就会随着泡沫破裂发生较大变化^[8]。在室内测定了钻井液静置不同时间后的性能，结果见表 3。

从表 3可以看出，微泡沫钻井液静置96 h后的性能和初始性能基本一致，泡沫没发生变化，仍细小均匀，表明该钻井液的稳泡性能较好。

采用印尼KSO Benacat区块BD-193井的岩屑，将其烘干研磨，然后取过200目筛子的岩屑20.0 g制作成岩心，用FANN2100型线性膨胀仪测其在微泡沫钻井液中的线性膨胀率为13.4%(该岩心在清水中的线性膨胀率为67.0%)。另外，筛选出KSO Benacat区块现场6～10目岩屑25.0 g装入盛有300 mL微泡沫钻井液的老化罐中，然后在120 ℃温度下滚动老化16 h，再用40目筛过滤未分散的岩屑烘干后称重，计算其滚动回收率高达94.0%(该岩心在清水中的滚动回收率为8.0%)。线性膨胀率和滚动回收率试验结果充分说明微泡沫钻井液具有较好的抑制性^{[9, 10]}。

温度对微泡沫钻井液的稳定性有一定影响，随着温度升高，液膜黏度降低，排液速度加快，透气性增强，强度降低，从而导致稳泡性降低。为评价微泡沫钻井液的抗温性能，将微泡沫钻井液在60，80和100 ℃温度下滚动老化16 h，然后在49 ℃温度下测定其性能，结果见表 4。

从表 4可以看出，微泡沫钻井液在60，80和100 ℃温度下老化16 h后，各性能指标均变化不大，这说明微泡沫钻井液具有较好的抗温性能。

正常钻进中，微泡沫钻井液一定会遇到含盐地层水侵入问题的。地层水中含有大量的盐(如NaCl、CaCl₂等)，易对其性能造成很大的影响，由此造成井下复杂情况，严重时甚至引起井下事故^[11]。为此，分别在微泡沫钻井液中加入不同量的NaCl和CaCl₂，然后测定其性能，通过分析性能的变化情况，评价其抗盐性能，结果见表 5。

从表 5可以看出，随着NaCl和CaCl₂加量增大，钻井液密度、表观黏度和塑性黏度稍有增大，动切力和滤失量有所降低，但总体变化幅度不大。分析认为，密度、表观黏度、塑性黏度增大是由于这2种盐起到了加重剂的作用，滤失量和动切力变化幅度很小，表明该钻井液具有较好的抗盐性，能够很好地满足现场要求。

为评价微泡沫钻井液对储层的损害程度，根据石油天然气行业标准《钻井液完井液损害油层室内评价方法》(SY/T 6540—2002)，用制备的岩心对该钻井液进行了岩心渗透率恢复率试验。试验仪器采用国产JHDS-Ⅲ型高温高压动态失水仪和CLD-Ⅲ型岩心流动试验仪。该试验主要分为动态模拟(作业压差、储层温度和钻井液环空循环梯度)和静态模拟(作业压差和储层温度)2种，在室内采用动态模拟试验来测量岩心被钻井液污染前后的渗透率，从而计算出渗透率恢复率^[12]，结果见表 6。

由表 6可知，优选出的微泡沫钻井液能够很好地满足保护低渗透油气层的需求。

位于印尼KSO Benacat区块的BD-195井、SWD-15井，目的层地层压力当量密度只有0.7～0.8 kg/L。因此，为降低钻井过程中井漏发生的可能性，保护油气层，同时降低钻井液密度，提高机械钻速^{[13, 14]}，这2口井在钻进储层时试用了微泡沫钻井液。

使用前，现场配制了微泡沫钻井液：配制3.0%膨胀土浆预水化24 h备用，然后依次加入1.0% PF-PAC (LV)、0.3% JM、0.5% PF-XC和2.0% PF-SAT，循环均匀备用。

钻进过程中，适时补充各种处理剂以维持钻井液性能满足设计和钻进要求，尽量将所有处理剂都配制成胶液，然后缓慢加入到钻井液中，以保持钻井液性能稳定，并充分利用搅拌器和水枪保持微泡沫的稳定。

BD-195井和SWD-15井均顺利钻至设计井深，完钻井深分别为1 546.00和1 657.00 m。与采用PLUS/KCl钻井液钻进的BD-193井相比(见表 7)，这2口井的机械钻速平均提高29.7%以上，且井壁稳定，未发生井漏，起下钻正常。

1) 微泡沫钻井液密度低，可实现近平衡压力钻进，能够很好地解决KSO Benacat区块低压低渗地层钻进过程中的井漏问题，同时可以有效提高机械钻速和保护油气层。

2) 微泡沫钻井液性能稳定，气液不易分离，长时间静置性能不会变化，而且高温下的稳定性较好，能有效抑制黏土膨胀和页岩坍塌。

3) 微泡沫钻井液技术现场施工简单，便于维护处理，经济可行。