鉆井液及油氣層保護技術

劉登偉

摘 要：做為施工方我們始終認清目前勝利油田嚴峻的勘探形勢，為了達到尋找更多油氣資源儲量的目的，我們在鉆井過程中，本著更好的發(fā)現(xiàn)油氣層、保護油氣層的原則，采用了諸多行之有效地油氣層保護技術措施，取得了一定的成效。

關鍵詞：水化分散、聚丙烯酰胺、聚合醇防塌劑、抑制性、油氣層

一、現(xiàn)場應用效果較理想的鉆井液及油氣層保護技術措施：

1、開鉆前認真學習鉆井工程設計，領會勘探意圖，探區(qū)地層特點，鄰井鉆探資料。在此基礎上做出合理的、切實可行的施工預案，現(xiàn)場技術交底。

2、嚴格按照鉆井工程設計中鉆井液密度范圍施工，做到“壓而不死，活而不噴”實現(xiàn)近平衡壓力鉆井。加強座崗觀察，每次起下鉆監(jiān)測油氣活躍情況，從而確定合理的鉆井密度值。開鉆前嚴格驗收井控設備的安裝情況，必須保質保量。另外必須做好一次井控工作，按設計要求儲備重晶石和重泥漿、輕泥漿（這部分成本在鉆井液中所占比重也很大，應在設計中單列）。

3、鉆井液體系選擇極為重要，按設計中提供的鉆井液體系，優(yōu)選鉆井液材料，按其配伍、配方、加量來滿足各個探區(qū)不同井型的井下情況需要。預防各種井下復雜和井下事故的發(fā)生，以提高探井的鉆井速度。上部地層選用利于保護儲層強抑制性低固相鉆井液。探井施工中，要保持上部井眼暢通，首先要增強鉆井液的抑制性，降低固相含量。針對上部地層巖性的特點，選用質量優(yōu)良的聚丙烯酰胺和有機高分子強力抑制劑，加強鉆井液中的抑制性，抑制鉆屑水化分散，并通過四級凈化系統(tǒng)及時清除無用固相，控制基漿密度在設計下限左右，這樣不但減少了亞微米顆粒的含量，保持井眼暢通，又避免了泥餅過厚造成的井眼不暢通，同時提高了鉆井速度，充分顯示了強抑制性低固相鉆井液的優(yōu)越性。完成的孤北345井，完鉆井深3350m，控制鉆井液基漿密度1.10g/cm3，完鉆密度為1.15 g/cm3井身質量優(yōu)良。

沙河街組及以下地層的泥頁巖及中生界地層的煤層是井壁坍塌的重點層位，針對易塌地層巖性特點，選用聚硅醇潤滑防塌鉆井液，配合使用復合防塌鉆井液技術，成功地防止了坍塌掉塊情況的發(fā)生。聚硅醇鉆井液以聚丙烯酰胺、聚合醇防塌劑、有機硅醇井壁穩(wěn)定劑為主要抑制劑；以聚合醇防塌劑、有機硅醇井壁穩(wěn)定劑和高效硅氟降粘劑作為流變參數(shù)調節(jié)劑，鉆井液的潤滑性、乳化性好，有效降低了摩阻和鉆井液界面張力，使鉆井液流變參數(shù)易于調整，即能有效懸浮攜帶巖屑，又不易沖蝕井壁，切力值容易控制較合適的范圍內，不易造成較大井內壓力激動；所選用處理劑質量穩(wěn)定、效果好，如：HQ-6、KFT、SD-101、ZX-8等，鉆井液高溫高壓失水易于控制在設計范圍內，抗污染能力強，熱穩(wěn)定性好，有力保障了井下穩(wěn)定與安全。鉆探完成的樁古60井、大北14-斜更4井、義7-斜9井、樁斜140井，鉆穿沙河街易塌地層，完井井深均在3500m以上，通過選用聚硅醇潤滑防塌鉆井液，較好地控制了鉆井液粘度、切力、濾失量等性能參數(shù)在合適的范圍內，有效穩(wěn)定了井壁，保障施工安全優(yōu)質順利完成。

4、用好四級固控設備，加足絮凝劑和包被劑，嚴格控制固相含量小于8%，滿足設計要求。以減少亞微米級固相顆粒對油氣層的損害。強化固控設備的使用和維護，控制無用固相含量和含砂量，目的層鉆進，控制低密度固相含量小于10%，黏土含量30-45g/l，含砂量小于0.3%，降低鉆井液中固相顆粒對儲層的損害。

淺探井鉆探，注重控制井徑擴大率，二開小循環(huán)開鉆，鉆井液固相控制難度大，首先將一開鉆井液調整至黏土含量30～45g/l，鉆進中及時補充低濃度聚合物膠液，確保鉆井液的抑制性，正常維護鉆井液的處理劑按比例配成膠液加入，使用好固控設備，搞好鉆井液凈化，控制鉆井液自然密度<1.10g/cm3。油層前100m將鉆井液濾失量降至5ml以內，并適當提高粘度和降低排量，以保證適當?shù)木畯綌U大率。

5、油氣儲層的蓋層多為致密、硬脆的老泥巖。為泥巖坍塌掉快，控井徑擴大率小于15%，防止給后期固井封隔油水層帶來困難，采取如下防塌技術措施：一是東營組中部至沙一段，使用磺化樹脂類、抗鹽抗高溫類降失水劑，改變?yōu)V液性質，逐步控制高溫高壓失水至15毫升以下，速度要快，不能拖拉。二是沙一段前50-100米使用磺化瀝青類或納米乳液類封堵劑封堵泥巖微裂縫，暫堵油氣通道。三是使用硅醇類抗高溫深井防塌劑來配合穩(wěn)定井壁。四是執(zhí)行好設計中提供的鉆井液流變性能，適當保持偏高的粘切，以減少鉆井液對不穩(wěn)定地層的沖刷。多元協(xié)同防塌原理的合理應用在深井防塌工作中可以取得較為理想的效果。做好了防塌工作，才能有效地預防起下鉆遇阻劃眼等復雜情況的發(fā)生。

6、密度高于1.30g/cm3的鉆井液或者3000米以上的中深探井要適量加入無熒光潤滑劑，改善泥餅質量，增強鉆井液潤滑性能；斜探井、深探井的鉆井液中更要加足潤滑劑，一定要將粘卡的幾率降到零。充足的潤滑劑含量也能有效地降低高溫高壓失水，起到防塌和保護油氣層的目的。

7、打開目的層后為減少油氣層裸露浸泡時間，必須加強鉆井進度運行。搞好短起下，修理好井眼，保證井眼暢通。完鉆電測起鉆前用稠漿封深井段并加入潤滑材料，防止卡電纜、電測儀器等事故的發(fā)生，提高電測成功率，高質量完成各項電測資料的錄取項目。

8、全井自開鉆伊始，以設備保井下，以設備求井下安全，按設計要求的鉆井設備規(guī)格，保證設備完好率、使用率。以快制勝，從而加快探井鉆探速度，達到保護油氣層的目的。

二、油氣層保護技術：

1、古潛山油氣藏保護技術

我們應用一是無固相鉆井液，對較低地層壓力的古潛山油氣層既無正壓力損害，又無固相堵塞損害。二是對較高地層壓力的古潛山油氣層采用甲酸鹽鉆鉆井液欠平衡壓力鉆井技術，鉆井液密度為1.25-1.45g/cm3，同樣最大限度地解放了油氣層。

2、東營組沙河街組油氣藏保護技術

隨著鉆井技術的不斷提高，油氣通道暫堵技術正在普遍推廣應用；目前對不同探區(qū)不同油氣我們采用的暫堵劑也不同。使用較多的是聚合醇潤滑防塌劑、納米乳液、低熒光磺化瀝青、零滲透暫堵劑、非滲透暫堵劑等等，按照設計加量加入。以上暫堵劑對不同孔隙度的儲層形成了較理想的封堵，切實對油氣藏起到了保護作用。

3、淺探井油氣藏保護技術

儲層在館陶組的淺探井，由于上部地層松軟，成巖性差，很容易被沖蝕破壞；油氣通道孔喉半徑較大，油氣層保護工作難度也較大。我們常采用的油氣層保護技術是：進入儲層前200米開始降低API失水至5毫升以下，加入暫堵劑；另外迅速提高鉆井液粘切20-30秒，增加0.3%聚合物含量；降低排量5%。這樣可以有效降低軟地層的井徑擴大率，減少儲層侵害深度。唯一缺點是起鉆較困難，可以通過短起下修理井壁，解除井下情況。

4、低壓力易漏失儲層的保護技術

由于此類儲層地層壓力較低，當液柱壓力超過它的承受能力時，鉆井液漏失量不斷加大，進入儲層的鉆井液對儲層形成極大的危害，油氣層保護工作更顯得尤為重要。我們采用酸溶性膨脹堵漏劑ZX-12堵塞漏失通道，加量15-20%，將堵漏漿置于漏層上部靜止堵漏，在喉道處聚集形成橋堵， 提高儲層承壓能力?；謴豌@進后再補充細顆粒的隨鉆堵漏劑，這樣成功堵漏對儲層保護起到了巨大的作用。

5、實現(xiàn)近平衡壓力鉆井技術

在考慮井壁穩(wěn)定、井漏、井噴等地層因素的前提下，根據(jù)地層的預測壓力系數(shù)和鄰井的實鉆情況確定合理的密度范圍，鉆開油層前注重將鉆井液密度控制在設計下限，密度小于1.30g/cm3時使用青石粉做加重材料，鉆開目的層后控制鉆液粘度、切力值在設計下限，起下鉆和開泵平穩(wěn)操作，以減小壓力激動，避免井下復雜，減輕對儲層的損害；完井鉆井液密度附加值控制在規(guī)定范圍內，配合使用屏蔽暫堵技術，減輕油氣層損害。