高性能水基鉆井液在WX-P1井的應(yīng)用

謝盛濤

(中石化中原油田分公司物資供應(yīng)處，河南 濮陽 457001)

WX-P1井是位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造的一口開發(fā)水平井。目的層位為沙三上4。設(shè)計(jì)井深4407m/垂深3340 m，實(shí)際完鉆井深3934 m/垂深3295 m，實(shí)際最大井斜度89.1°/3603m。預(yù)計(jì)地層壓力系數(shù)1.20～1.30左右，實(shí)測地層溫度90～120℃。設(shè)計(jì)鉆井液密度為1.30～1.45 g/cm3，實(shí)際完井階段鉆井液密度為1.72 g/cm3。

1 工程地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)巖性與儲(chǔ)層特征

WX-P1三開井段鉆遇沙二下和沙三上地層，2850～3170m層位為沙二下，主要巖性為紫紅色泥巖和淺灰色粉砂巖；3170～3934 m層位為沙三上，主要巖性為灰色泥巖和淺灰色粉砂巖。目的層孔隙度為14%～16%，滲透率為2～4 mD。

1.2 工程概況

WX-P1井地面-2850 m技術(shù)套管直徑244.5 mm，三開井段鉆頭直徑為215.9 mm，進(jìn)尺1084 m，其中造斜段為582 m，水平段為502 m。排量25～28 L/s左右，鉆壓為30～50kN，泵壓為15～18 MPa，電測和下套管一次成功。

2 鉆井液技術(shù)難點(diǎn)解析

2.1 井眼清潔

WX-P1井采用三開井深結(jié)構(gòu)，三開實(shí)鉆裸眼井段1084 m，完鉆井斜87.7°，最大井斜為89.1°。鉆井液必須滿足上部環(huán)空和裸眼段的懸浮帶砂和水平段的沖刷帶砂。采用低粘高切型鉆井液，一方面盡可能降低循環(huán)壓耗，另一方面保持良好的攜砂和懸浮能力。當(dāng)有掉塊發(fā)生的時(shí)，可適當(dāng)提高鉆井液的粘度并配合一定體積的稠塞鉆井液有利于掉塊的返出，保持井眼清潔，滿足鉆井工程的需要。

2.2 潤滑防卡

較高濃度的WJ具有較好的潤滑效果，隨著鉆入裸眼段的加長，摩阻逐漸升高，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充WJ、聚合醇、石墨粉和水化瀝青粉SFT等，均可有效降低鉆井液的摩阻。實(shí)鉆過程起下鉆和拉井壁平均摩阻為12～14 t，通井可帶出較多的掉塊和減少巖屑床，降低鉆井液的摩阻，電測完通井摩阻24～30t，下套管摩阻為12～15 t。

2.3 鉆遇泥巖出現(xiàn)掉塊

沙二下(2850～3432 m)紫紅色泥巖含量約為70%，沙三上(3498～3596 m)為整段灰色泥巖，其他井段含有小段的泥巖。需要鉆井液具有合適的鉆井液密度和良好的抑制和封堵能力來防止泥頁巖的坍塌掉塊。調(diào)整合理的鉆井液密度為1.49～1.72 g/cm3，按消耗量及時(shí)補(bǔ)充WJ、氯化鉀和SFT等，保持鉆完井過程的井壁穩(wěn)定，井眼暢通，未出現(xiàn)阻卡現(xiàn)象。

3 高性能水基鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 鉆井液的配制

鉆井液現(xiàn)場配方為：(10%～15%)WJ+(0.3%～0.5%)降濾失劑LVT+(0.8%～1.0%)流型調(diào)節(jié)劑HVT+(3%～4%)封堵劑ZLT+(2%～3%)聚合醇+(0.4%～0.6%)NaOH +25%無機(jī)鹽+重晶石。

3.2 鉆井液的維護(hù)

通過補(bǔ)充流型調(diào)節(jié)劑HVT提高鉆井液粘切，補(bǔ)充含有WJ和降濾失劑LVT的稀膠液可降低鉆井液的粘切；適當(dāng)補(bǔ)充降濾失劑LVT可降低API濾失量，補(bǔ)充封堵劑ZLT可維持鉆井液封堵能力，同時(shí)可控制API和HTHP濾失量；鉆進(jìn)過程中維持WJ的含量和K+離子含量可有效抑制泥頁巖的水化剝落，完井作

業(yè)前使用膏狀瀝青等處理好鉆井液，提高鉆井液的抑制和封堵能力；鉆進(jìn)過程中維持WJ的含量可保持鉆井液良好的潤滑性，隨著鉆入水平段裸眼段的加長，適當(dāng)補(bǔ)充聚合醇亦可有效降低鉆井液的摩阻。

4 效果評(píng)價(jià)

WX-P1三開段分段鉆井液性能如表1所示。

表1 WX-P1井水平段鉆井液性能

注：HTHP測試溫度為130℃。

4.1 井眼清潔效果

高性能水基鉆井液為低粘高切型優(yōu)質(zhì)鉆井液，有利于保證較高的鉆井速度和良好的攜巖帶砂效果。有效地控制了固相含量，水平段低密度固相含量為5.6%～9.0%，保持了井眼清潔，降低了鉆井液的水平段小井眼循環(huán)壓耗。

4.2 潤滑防卡效果

維持WJ的含量在10%～15%，并配合一定量的聚合醇，相互增效，鉆井液仍保持了良好的潤滑性，后期補(bǔ)充少量石墨粉彌補(bǔ)進(jìn)入長裸眼水平段帶來的摩阻升高，實(shí)鉆過程起下鉆和拉井壁平均摩阻為12～14 t。

4.3 抑制性和井壁穩(wěn)定

該井三開返出的巖屑棱角清楚，代表性強(qiáng)，因部分使用回收鉆井液，膨潤土含量保持在14.3～28.6 g/L，鉆井過程及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，并適當(dāng)補(bǔ)充瀝青粉，井壁通暢，較好地穩(wěn)定了井壁。

5 認(rèn)識(shí)及建議

(1)高性能水基鉆井液在攜巖帶砂能力、潤滑能力、濾失造壁性等方面較好，抗溫穩(wěn)定性較高，滿足長水平段鉆井的需要。

(2)該鉆井液強(qiáng)抑制性解決了鉆屑水化分散污染鉆井液的問題，有效控制了固相含量，降低了鉆井液的水平段循環(huán)壓耗；同時(shí)抑制了地層水敏性礦物的水化膨脹，降低了液相損害。

參考文獻(xiàn)

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