BH—WEI抗三高鉆井液技術在克深2—1—14井的應用

李悅 李瑋 謝天 董智煜 許興華

摘 要：克深2-1-14井位于塔里木油田山前構造帶，由于地層傾角大，壓力系數(shù)高，鹽層厚度大，使得鉆井時極易發(fā)生井壁垮塌，石膏、膏泥巖吸水膨脹等多種復雜問題，極大地制約了鉆井提速。因此，針對克深2-1-14井鉆井液技術難點，結合其地層特點和巖性理化特性，研究和優(yōu)化了BH-WEI抗三高鉆井液技術?，F(xiàn)場應用表明，該鉆井液體系具有優(yōu)良的防塌防垮性能和潤滑能力，完全能夠滿足該區(qū)塊易垮、高溫高壓高密度、大段復合鹽層、噴漏同層等特點的鉆進需要，有效的改善了井壁的失穩(wěn)程度，抑制了鹽膏層“軟泥巖”蠕變，同時該體系優(yōu)良的流變性解決了窄壓力窗口條件下的壓力平衡問題，單井事故復雜率降為1.7%，鉆井速度同比提高30%以上，大幅度降低了勘探開發(fā)成本。

關 鍵 詞：鉆井；BH-WEI鉆井液；提速；鹽膏層；井下復雜問題

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）04-0773-03

Abstract： Keshen2-1-14 well is located in the piedmont area of Tarim Basin. High inclination angle， high pressure coefficient and thick salt bed make the problems occur easily， such as wall collapsing， gypsum and mudstone swelling， which restricts the drilling speed greatly. Therefore， according to the drilling fluid difficulties， formation conditions and physical and chemical characteristics of rock， BH-WEI three-high drilling fluid was researched and optimized. Field application showed that BH-WEI drilling fluid system has excellent anti-collapse performance and lubricating ability， which can absolutely meet the drilling needs， such as collapse， high temperature and high pressure and high density， multiple salt layer， blowout and loss in the same layer， and so on. It can improve the instability of the well effectively and repress the creep of salt and gypsum layer. Furthermore， the good rheological property can solve the pressure balance problem under the condition of narrow window， making the single well accident rate drop to 1.7% and the drilling speed increase by more than 30%， which will reduce the exploration and development costs significantly.

Key words： Drill； BH-WEI drilling fluid； ROP enhancement； Salt and gypsum formations； Borehole problems

塔里木油田山前構造帶，由于受多次造山運動和斷層影響，區(qū)域構造地應力大，地層裂縫、微裂縫發(fā)育，地層傾角大，部分地層傾角甚至達到90°，井壁穩(wěn)定性非常差。而且全井筒泥巖井段縮徑垮塌、膏泥巖層“軟泥巖”蠕變縮徑、目的層窄壓力窗口“非漏即噴”等井下復雜交織在一起，其鉆井液難度在國內外都少見，大大增加了鉆井難度，已完鉆井幾乎100%出現(xiàn)卡鉆、井漏、溢流等事故復雜事件，極大地制約了鉆井提速，不但造成了巨額的經濟損失，也嚴重阻礙了勘探開發(fā)進度[1-4]。因此，綜合分析塔里木山前井事故復雜原因，結合塔里木山前井地層特點和巖性理化特性，研究和優(yōu)化了BH-WEI抗三高鉆井液技術，并在克深2-1-14井應用，取得了顯著的效果。

1 鉆井液技術難點

克深2-1-14井是位于新疆塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構造帶克深區(qū)帶克深1-克深2號構造上的一口開發(fā)井，四開結構井。該區(qū)塊主要存在以下鉆井液技術難點[5-8]：

（1）由于在沉積過程中，受山體擴張和山體重力造成的擠壓作用，很多地區(qū)地層傾角高達15?-85°且地層非均質，含泥巖互層，壓力系數(shù)高達1.76，使得鉆井時極易發(fā)生井壁垮塌；

（2）大多數(shù)山前井均為鹽下井，鹽層厚度超過500 m，部分地區(qū)膏鹽層厚度甚至達到1 800 m，鉆井過程中極易發(fā)生膏鹽層“軟泥巖”蠕變縮徑，鹽溶后井壁坍塌，石膏、膏泥巖吸水膨脹等多種復雜問題；

（3）傳統(tǒng)的無機鹽水聚磺鉆井液體系由于自身固有的“三大”矛盾存在，其走的是強分散平衡流變性矛盾的思路，解決了流變性，但加劇了抑制與分散的矛盾，無法從質的方面解決三高難題以及鉆井提速的技術需求。

2 BH-WEI抗三高鉆井液體系的特點

BH-WEI抗三高鉆井液技術是以高密度復合鹽溶液為配漿基液，配合其它處理劑而形成的鉆井液技術，主要解決“三高一強一窄”等復雜地層鉆井液技術難點，具有如下特點[9-12]：

（1）抗溫度達220 ℃、抗鹽膏、只用重晶石加重密度達2.60 g/cm3以上；

（2）無需膨潤土配制鉆井液，解決了高溫、高礦化度條件下的流變難題；

（3）惰性固相含量低；

（4）油氣層保護效果好；

（5）實現(xiàn)鉆、完井液一體化，可回收重復利用，性價比優(yōu)；

（6）材料無熒光，對地質錄井、測井等無干擾，利于勘探發(fā)現(xiàn)；

（7）低腐蝕，對金屬、橡膠幾乎無腐蝕；

（8）低毒環(huán)保。

3 BH-WEI抗三高鉆井液技術現(xiàn)場應用

3.1 一開

一開使用BH-WEI鉆井液體系：開鉆前儲備200 t重晶石，配200 m3濃度10%的膨潤土漿，至少水化24h；用稠膨潤土漿開鉆，并使用低濃度的膠液（水+0.2%～0.3%MMH+0.2～0.5%小分子）維護，鉆進50～60 m過后將鉆井液粘度下調至50 s左右，有利于減少虛厚泥餅的形成，減少阻卡；當鉆井液的攜帶能力下降過多時再補加膨潤土漿（每次加2 m3）到井漿中，以提高屈服值和切力；每鉆進50～60 m使用高粘稠塞（井漿加1-2袋PAC-HV或BZ-HXC）洗井攜砂一次，該稠漿可回收再重復利用；如果鉆進地層泥巖較多，要補充低濃度的BZ-BYJ1，適當包被鉆屑，防止泥巖過度分散；強化固控設備的使用，振動篩使用目數(shù)不宜太高（60目最好）；多放三角罐，置換部分鉆井液，降低鉆井液中的劣質固相；放掉除砂器（除泥器）底流；根據臨井資料控制好鉆井液的密度，如果許可，盡量使用低密度鉆進；根據進尺，每50 m補加1噸潤滑劑，下套管之前徹底清洗井眼，在鉆井液中加入1 t潤滑劑，在封閉漿中加入1噸潤滑劑提高潤滑性能，保證下套管順利。

3.2 二開

二開使用BH-WEI鉆井液體系：固井多出的部分鉆井液儲備起來，用一開鉆井液鉆塞，并加純堿處理，鉆完塞后，用儲備的鉆井液（一開井漿），替換掉井漿，并大量補充膠液，稀釋（降低）鉆井液的膨潤土含量；膠液配方：水25 m3+MMH 0.2 t+小分子（0.2～0.5%）+REDU0.05T+BZ-BYJ-10.2 t，剛開始鉆井液消耗少，膠液量補得少，第一罐膠液配濃一些；有進尺后根據巖屑包被情況更改膠液配方：適當加大BZ-BYJ1的用量（0.2～0.5%）；井溫40℃后可以考慮加入BZ-YRH替代液體潤滑劑；二開一開始就做好加BZ-WYJ1的準備，控制好鉆井液量配好高濃度的膠液，在兩天時間左右將全井鉆井液中BZ-WYJ-1的含量提高到20%以上，并在以后的鉆進中根據需要及時調整鹽的濃度；膠液維護基本配方：BZ-REDU（0.5～1%）+BZ-YRH（0.5～2%）+BZ-YFT（1～3%），根據井下情況和失水大小控制各處理劑的加量；根據井溫和泥巖成巖情況，逐漸減少BZ-BYJ1的加量，但不能停用；在滿足攜砂的情況下，實施低粘切，改善鉆井液失水造壁性，預防井眼阻卡；井底溫度超過80 ℃后，控制好高溫高壓失水，不超過8 mL，并提前加入封堵劑，適當提高鉆井液粘切，鉆井液密度走上限；強化固控設備的使用，振動篩使用目數(shù)根據鉆井液過篩情況及時調整，盡量使用高目數(shù)篩布；快速鉆進時多放三角罐，置換部分鉆井液，降低鉆井液中的劣質固相；放掉除砂器底流；鉆進硬地層前，鉆井液密度走上限，鉆井液中BZ-WYJⅠ型和Ⅱ型總含量不低于35%。

3.3 三開

三開使用BH-WEI鉆井液體系：新配漿，如果上部井段鉆井液密度和含鹽量較高，且鉆井液中無用固相較少的情況下，也可以進行老漿轉化；配置無土相新漿，鉆井液中Ⅰ型鹽含量為55～60%，Ⅱ型鹽含量為50%；其他主處理劑為：BZ-REDU（0.5～1%）+BZ-YRH（2%）+BZ-YFT（3%）。

3.4 四開

四開使用BH-WEI鉆井液體系：采用老漿轉化和配新漿相結合的方式，降低鉆井液中的劣質無用固相，加入BZ-DVIS，提高BZ-YRH的含量，改善鉆井液的流變參數(shù)，降低鉆井液觸變性，工程配合好施工參數(shù)，減少壓力激動程度；鉆井液密度試走低限，起鉆前測量地層壓力系數(shù)與井漿密度差，壓重塞，平衡地層壓力，避免溢流；下鉆采用分段循環(huán)的方式，替出重塞，防止井漏。

4 應用效果

BH-WEI抗三高鉆井液體系本身具有極強的抑制性和抗鹽抗膏能力，可以有效抑制膏鹽層“軟泥巖”蠕變縮徑。同時通過優(yōu)選配方，改善性能指標，對鉆井液技術細節(jié)進行優(yōu)化，使之適應對“窄壓力”密度窗口地質條件下的安全鉆進?？松?-1-14井使用了BH-WEI抗三高鉆井液體系，全井段鉆進平穩(wěn)，井壁穩(wěn)定，單井事故復雜率降為1.7%，特別是全井筒無阻卡，鉆井機速明顯快于臨井，同比提高了30%以上，有效的提高了鉆井時效（如表1）。

5 結 論

（1）BH-WEI抗三高鉆井液技術在塔里木油田山前克深2-1-14井的成功應用，充分體現(xiàn)出該體系優(yōu)良的防塌、防垮性能和潤滑能力，完全能夠滿足該區(qū)塊易垮、高溫高壓高密度、大段復合鹽層、噴漏同層等特點的鉆進需要，有效的改善了井壁的失穩(wěn)程度，抑制了鹽膏層“軟泥巖”蠕變。

（2）BH-WEI鉆井液體系優(yōu)良的流變性解決了窄壓力窗口條件下的壓力平衡問題，單井事故復雜率降為1.7%，鉆井速度同比提高30%以上，大幅度降低了勘探開發(fā)成本，具有廣闊的推廣應用前景。

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