永1平1井四開鉆井液施工技術(shù)探討

馬法群

摘要：永1-平1井位于新疆昌吉州境內(nèi)，是永進(jìn)油田的第一口超深科學(xué)實(shí)驗(yàn)水平井，設(shè)計(jì)井深7491m。鉆探目的是勘探侏羅系西山窯組油、氣藏。該地區(qū)在鉆井施工過程中，因地層極其復(fù)雜，易發(fā)生掉快、阻卡、井塌等復(fù)雜情況，引起長井段劃眼、甚至卡鉆等復(fù)雜事故。針對(duì)該井的復(fù)雜情況和難點(diǎn)，采取了陽離子聚磺混油鉆井液體系?，F(xiàn)場實(shí)鉆表明：該套鉆井液體系抑制性能好、懸浮攜帶、封堵防塌、潤滑防卡能力強(qiáng)，避免了該區(qū)塊易發(fā)生的阻卡、掉快、井塌、卡鉆等復(fù)雜事故，克服了井深、井斜大攜砂難問題，滿足了該井四開小井眼、高密度、深水平井鉆探的要求。

關(guān)鍵詞：

永1平1井；四開鉆井液；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2012）02-0284-01

1施工情況簡介

永1-平1井四開后旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向定向鉆進(jìn)至井深6172.48米，井斜89度，井下情況較為復(fù)雜，進(jìn)度很慢。但鉆井液性能均勻穩(wěn)定：密度：1.96g/cm3；粘度：72s；塑性粘度：64mPa?s；屈服值：15 Pa；初終切：5/15Pa/Pa；中壓失水1.0 mL；固相含量：32%；含砂量：0.3%；MBT：18g/L；pH：9.5；CL-:7240mg/L；HTHP:5.6mL /mm；Kf：0.043；含油：9%。

2鉆井液維護(hù)處理措施

（1）遵照中石化對(duì)永1-平1井四開鉆井液施工的建議和設(shè)計(jì)的要求，在三開鉆井液基礎(chǔ)上，配合小型試驗(yàn)，把鉆井液體系定為陽離子聚磺混油鉆井液體系。從施工情況看，該體系抑制性高、抗溫性好、封堵防塌和潤滑防卡能力強(qiáng)，能滿足目前井下施工的需求。

（2）加強(qiáng)固控設(shè)備的使用，振動(dòng)篩使用160目篩布，保證除砂器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合理使用離心機(jī)，嚴(yán)格控制鉆井液低密度固相含量，保證鉆井液中合理的粒度分布。

（3）采用磺化酚醛樹脂、磺化瀝青、聚硅醇DS-302乳化石蠟等處理劑增強(qiáng)鉆井液的抑制防塌能力。保證合適的鉆井液密度，在易塌井段嚴(yán)格控制起下鉆速度，避免壓力激動(dòng)保持井壁穩(wěn)定。鉆井液的日常維護(hù)處理以膠液形式，細(xì)水長流，配合起鉆打封閉液，以保證鉆井液中足夠的處理劑含量，確保鉆井液性能的穩(wěn)定。

（4）針對(duì)西山窯組底部的砂巖段，容易形成厚泥餅，易發(fā)生粘附卡鉆的特點(diǎn)，我們采用合理封堵，保證潤滑劑含量，確保泥餅優(yōu)質(zhì)，達(dá)到潤滑防卡的目的。

3四開鉆井液施工中存在的困難

（1）泥巖段井壁穩(wěn)定問題（5725-5765m垂深5613-5635m）。

西山窯組泥巖井段巖性以泥巖為主，夾薄層砂巖，壓力高，地溫高，應(yīng)力不均，泥巖易掉塊，且掉塊不易破碎，易造成井下復(fù)雜；砂巖井段易形成厚泥餅，造成粘附卡鉆。加之鉆井液的長期浸泡，地層壓力的周期性釋放等各種客觀因素嚴(yán)重影響了該段泥巖井壁的穩(wěn)定，給后續(xù)的鉆井施工造成隱患。

（2）砂巖段的粘卡問題（5765-6172m垂深5635-5638m）。

西山窯組砂巖段巖性主要是灰色細(xì)砂巖和棕褐色細(xì)砂巖，滲透性好，容易形成厚泥餅，易發(fā)生粘卡。由于前期造斜率低，四開使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具增斜效果差，在施工中被迫使用了2.0度的螺桿全力增斜，導(dǎo)致井身軌跡很差。隨著水平位移越來越長，鉆進(jìn)中的傳壓、粘卡、巖屑床等問題會(huì)越來越突出。

（3）鉆井液性能的穩(wěn)定問題。

鉆井液處理劑的高溫老化、分子鏈斷鏈，低密度固相的累積。由于受環(huán)空間隙的限制，循環(huán)排量較低，導(dǎo)致循環(huán)周時(shí)間長（一個(gè)鉆井液循環(huán)周需要6~7小時(shí)）。加上下鉆灌漿灌入大量空氣，混油鉆井液剪切稀釋時(shí)間長等不利因素，使得保證鉆井液性能穩(wěn)定越來越困難。

4鉆井液應(yīng)對(duì)技術(shù)措施

（1）泥巖段井壁的穩(wěn)定問題。

①在施工中我們發(fā)現(xiàn)該段泥巖對(duì)密度的變化比較敏感，因此我們控制鉆井液密度在設(shè)計(jì)的上限，并且嚴(yán)防大起大落；在保證鉆井液懸浮穩(wěn)定的前提下，盡量控制較低的粘切，以降低環(huán)空壓耗，減小各種工況下引起的壓力激動(dòng)。

②加入醇類、瀝青類防塌劑提高鉆井液的封堵防塌能力。根據(jù)井底的實(shí)測溫度，優(yōu)選具有合適軟化點(diǎn)的瀝青處理劑，通過瀝青的“軟化點(diǎn)”機(jī)理和醇的鍵合作用，封堵地層的微裂縫和空隙，增強(qiáng)鉆井液體系的抑制防塌能力。此外，足量加入SMP-1、FD-1等抗高溫材料，嚴(yán)格控制高溫高壓失水，以確保井壁穩(wěn)定。

③通過化學(xué)“鍵合”作用防塌。使用高效硅醇抑制劑DS-302，高溫下，DS-302能夠和粘土的端面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在井壁形成憎水膜，能有效保持井壁穩(wěn)定，防止坍塌。

（2）砂巖段的粘卡問題。

①提高泥餅質(zhì)量。通過加入超細(xì)碳酸鈣、瀝青和乳化石蠟對(duì)砂巖地層進(jìn)行有效封堵，嚴(yán)格控制鉆井液高溫高壓失水，保證鉆井液顆粒度的合理分布，形成薄而韌的優(yōu)質(zhì)泥餅。

②加入足量潤滑劑。保證鉆井液中原油含量在9%左右，配合加入SP-80，使之充分乳化；每趟鉆起鉆前，用防塌和抗高溫材料配合乳化石蠟封井，以提高鉆井液的潤滑防卡能力。

③在保證高密度鉆井液沉降穩(wěn)定性的前提下，盡量控制鉆井液的粘切，降低環(huán)空壓耗，提高排量，配合工程上的短程起下鉆措施，盡量避免巖屑床的形成。

（3）鉆井液的高溫穩(wěn)定問題。

①保證鉆井液中抗高溫材料含量。優(yōu)選SMP-1、FD-1等抗高溫材料以確保鉆井液的抗高溫穩(wěn)定性，并保持其足夠的含量。每趟鉆堅(jiān)持做鉆井液高溫老化、高溫沉降和鉆井液容水限等實(shí)驗(yàn)，以判斷鉆井液的抗高溫穩(wěn)定性和抗高溫材料是否充足，以便及時(shí)補(bǔ)充。

②對(duì)鉆井液進(jìn)行部分置換并給以凈化。在施工中，發(fā)現(xiàn)鉆井液有老化或劣質(zhì)固相增多跡象，先是對(duì)鉆井液進(jìn)行清罐，后是在循環(huán)罐里配制與井漿性能完全一致的新的鉆井液進(jìn)行部分置換，以確保鉆井液干凈且性能穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

［1］徐同臺(tái)，陳樂亮，羅平亞.深井泥漿［M］.東營:石油大學(xué)出版社，1994.

［2］鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)［M］.東營:石油大學(xué)出版社，2001.