勝利油田墾119區(qū)塊塑性泥巖鉆井模式研究

楊勝利

中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司 山東東營 257200

1 塑性泥巖特點(diǎn)

塑性泥巖具有易水化分散、膨脹能力強(qiáng)的特點(diǎn)，其成巖性差，返出的巖屑相互粘接成團(tuán)，易變形，用手可捏成任何形狀，用水沖洗很快分散消失，俗稱“軟泥巖”，鉆進(jìn)過程中泥質(zhì)巖屑不斷包裹鉆頭，導(dǎo)致泥包，加上其可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)，鉆頭不易破碎巖層，致使機(jī)械鉆速慢，同時(shí)泥巖吸水蠕動(dòng)不斷侵入井筒，造成井眼縮徑，起下鉆困難。根據(jù)其蠕變速率的大小，軟泥巖分為不同的等級(jí)，對(duì)于超強(qiáng)蠕變地層甚至需要用膨脹管、套管鉆井技術(shù)，并存在嚴(yán)重?cái)D損套管的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

2 塑性泥巖影響

施工的同臺(tái)第一口井墾119-斜32井從1118米-1340米鉆遇大段棕紅色軟泥巖，其中1270-1340有70米情況特別嚴(yán)重，鉆時(shí)特別慢，最慢時(shí)達(dá)4.5小時(shí)1根單根，鉆穿該70米純鉆進(jìn)耗時(shí)達(dá)17.97小時(shí)，由于對(duì)該地層沒有提前的預(yù)判，導(dǎo)致該井段施工比較被動(dòng)，中間起鉆更換螺桿鉆具和鉆頭，起出發(fā)現(xiàn)鉆頭泥包嚴(yán)重，后期完鉆后起鉆時(shí)該井段不好起，摩阻大，鉆具結(jié)構(gòu)241.3mmHAT127牙輪+172mm1.25度螺桿+止回閥+定向坐鍵+177.8mm無磁鉆鋌+127mm加重15根+偏心擴(kuò)眼器。該井提前定性處理泥漿，1110米開始處理鉆固一體化，為保證加入潛活性材料后鉆井液具有良好的流變性，加入降失水劑處理，失水降到8ml，但抑制劑加量不夠，導(dǎo)致坂含量高，泥漿發(fā)稠，后期施工伴隨著鉆進(jìn)大段塑性泥巖段，鉆井液粘度一直難以控制。

3 優(yōu)化鉆井措施

首先是鉆井液考慮采取強(qiáng)抑制、低坂含、低粘切的措施，從1000米開始停用氯化鈣，補(bǔ)充膠液，由鈣處理鉆井液逐步轉(zhuǎn)換為聚合物鉆井液體系，泥巖段1100米開始放開失水，大量跟進(jìn)膠液維護(hù)，充分抑制坂土水化分散，雖然失水大，泥巖易吸水膨脹，但抑制劑及時(shí)跟進(jìn)使黏土絮凝篩除，黏土的分散和抑制達(dá)到平衡，及時(shí)分散清除，并且低粘切保證了井徑的擴(kuò)大率。該井要求使用鉆固一體化技術(shù)，但潛活性材料需要提前處理鉆井液，該井推遲到1340米開始第一次定性處理。

其次是鉆進(jìn)參數(shù)采取低鉆壓、高轉(zhuǎn)速、高排量，鉆遇到軟泥巖段前將排量從正常鉆進(jìn)排量32L/S提高到35L/S，但鉆進(jìn)時(shí)仍有鉆頭泥包現(xiàn)象，鉆壓從0逐步加到12噸，扭矩一直維持在2KNm-4KNm低扭矩狀態(tài)，而正常非軟泥巖段扭矩5KNm-8KNm，鉆頭無法吃入地層而打滑，鉆時(shí)變慢，將鉆頭提離井底0.1米，大排量反沖鉆頭，同時(shí)轉(zhuǎn)盤110轉(zhuǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，5-10分鐘后重新下放鉆具，鉆壓控制在0-2噸，鉆時(shí)明顯變快。整個(gè)軟泥巖段一直采取低鉆壓、高排量的方式鉆進(jìn)，偶爾有泥包現(xiàn)象，但在鉆時(shí)變慢初期及時(shí)處理，能解決鉆頭泥包問題，機(jī)械鉆速得到提高。

鉆穿軟泥巖段后還有泥巖蠕動(dòng)問題，上口井軟泥巖段起鉆困難，增加了井下施工風(fēng)險(xiǎn)。墾119-斜29井在鉆過軟泥巖段1340米后，及時(shí)第一次定性處理泥漿，使聚合物鉆井液逐步降失水至15ml，第二次處理失水降至8ml后，混入甲基葡萄糖甙，同時(shí)配合KFT、燒堿使用調(diào)整流型，粘度控制在42-48s，失水降到4ml，轉(zhuǎn)化為MEG強(qiáng)抑制鉆井液體系，防止塑性泥巖吸水水化膨脹，向井筒侵入。為預(yù)防完鉆起鉆不好起，在定性處理完后先進(jìn)行試探短起，起鉆順利[2]。

4 對(duì)比分析效果

施工第二口井墾119-斜29井在采取一系列措施后，鉆時(shí)得到了明顯的提高，兩口井鉆時(shí)分布表見表1，第一口井墾119-斜32井在1118米第一次定性處理完后鉆時(shí)明顯變慢，鉆時(shí)上升到132分鐘每根，后期鉆過該小段泥巖后鉆時(shí)才變快，而第二口井墾119-斜29井將第一次定性處理點(diǎn)推后，在該泥巖段沒有鉆時(shí)明顯變慢現(xiàn)象。后期在鉆遇大段軟泥巖1270米-1340米時(shí)，第一口井墾119-斜32井鉆時(shí)平均達(dá)154分鐘每根，而第二口井墾119-斜29井的平均鉆時(shí)75分鐘每根，鉆時(shí)有明顯改善，其中有明顯波動(dòng)井段是由于處理鉆頭泥包引起。同時(shí)第二口井墾119-斜29井完鉆起鉆順利，為后期完井作業(yè)提供了有力保障。兩口井鉆穿泥巖段總用時(shí)見表2，第二口井墾119-斜29井用時(shí)1093分鐘，第一口井墾119-斜32井用時(shí)1767分鐘，用時(shí)明顯減少，減少率 38.14%。

圖1 兩口井鉆時(shí)分布表

圖2 兩口井鉆穿泥巖段總用時(shí)

5 結(jié)語

墾119區(qū)塊有大段的軟泥巖段，通過施工確定了軟泥巖的具體位置，為井隊(duì)今后在該區(qū)塊施工提供參考。

墾119-斜29井針對(duì)軟泥巖所采取的一系列措施效果明顯，為今后在該區(qū)塊施工提供借鑒意義。

雖然施工效果明顯，但機(jī)械鉆速仍然不是很理想，有待進(jìn)一步改善[3]。