油田復雜壓力梯度井隨鉆測壓鉆井液技術(shù)的研究

陳教淼 張立權(quán) 彭天軍 敬毅(中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部， 廣東 湛江 524057)

油田管理

油田復雜壓力梯度井隨鉆測壓鉆井液技術(shù)的研究

陳教淼 張立權(quán) 彭天軍 敬毅(中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部， 廣東 湛江 524057)

潿洲12-1油田位于中國南海北部灣盆地，開采周期時間長，地層壓力系統(tǒng)復雜。WZ12-1-A3S1井鉆前預測可能鉆遇9套以上儲層且各層確切孔隙壓力系數(shù)不完善，預計儲層最低孔隙壓力系數(shù)僅0.55、最高孔隙壓力系數(shù)達1.11，復雜壓力梯度儲層鉆完井作業(yè)將面臨井漏、井控和壓差卡鉆等諸多嚴峻風險。為獲取各套儲層實際壓力數(shù)據(jù)，通過對油基泥漿體系的優(yōu)化升級，成功解決了以上難題。該井成功隨鉆測壓21個點，成功率100%，為南海西部海域進行隨鉆測壓作業(yè)首獲100%成功率。

北部灣盆地;油基泥漿;復雜壓力梯度;隨鉆測壓;超細碳酸鈣

經(jīng)湛江分公司研究，WZ12-1油田擬在將原注氣井A2井改為采油井的基礎上，部署A3S1井通過天然氣人工運移技術(shù)實現(xiàn)潿三段氣頂氣自流至潿二段進行能量補充，同時代替A2井在潿四段實現(xiàn)分層注氣，達到潿洲12-1油田中塊三井區(qū)綜合調(diào)整目的。

因此，該井鉆完井工藝需要實現(xiàn)上部多層間自流注氣和下部多層分層注氣開發(fā)要求，一口井實現(xiàn)2口井的開發(fā)功能；同時，該井鉆前預測可能鉆遇9套以上儲層且各層確切孔隙壓力系數(shù)不完善，預計儲層最低孔隙壓力系數(shù)僅0.55、最高孔隙壓力系數(shù)達1.11，復雜壓力梯度儲層鉆完井作業(yè)將面臨井漏、井控和壓差卡鉆等諸多嚴峻風險。嚴峻的風險對北部灣油基泥漿技術(shù)提出了更高的要求，為此油化湛江作業(yè)公司鉆完井液業(yè)務部對先有的油基泥漿優(yōu)化升級，在井壁穩(wěn)定、井眼防漏、防壓差卡鉆等方面進行專項研究，成功解決了該難題，是南海西部復雜壓力梯度井隨鉆測壓的一個成功案例，對后續(xù)開發(fā)類似井具有重要的借鑒意義。

1 技術(shù)難點

(1)井壁穩(wěn)定—潿二段存在大套的灰色、褐灰色泥巖，軌跡緊貼斷層，易發(fā)生井壁失穩(wěn)，隨鉆測壓風險高。

(2)地層防漏、防壓差卡鉆—存在復雜壓力梯度，預計儲層最低孔隙壓力系數(shù)僅0.55、最高孔隙壓力系數(shù)達1.11，高比重的泥漿極有可能在鉆完井期間發(fā)生井漏和壓差卡鉆。

2 室內(nèi)研究

2.1 油基泥漿井壁穩(wěn)定能力的研究

為了達到獲取儲層資料的目的，首先要做到井壁穩(wěn)定。油基泥漿抑制性強，能穩(wěn)定泥巖和頁巖類地層，防止垮塌[1]。針對潿洲12-1潿二段有大套灰色泥巖，微裂縫發(fā)育，且軌跡緊貼大斷層，井壁穩(wěn)定風險嚴峻，必須對傳統(tǒng)油基泥漿的封堵能力進一步提升。該套鉆井液技術(shù)日趨成熟，有較好的應用前景[2]。

室內(nèi)通過調(diào)整PF-MOLSF和PF-MORLF的加量，提高封堵能力。進過一系列的配比試驗，優(yōu)選出的油基泥漿配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT+

1.5%1740+3.0%PF-MOALK+10.0%PF-MOLSF

+5.0%PF-MORLF+飽和CaCl2鹽水

(油水比調(diào)整至95:5)+優(yōu)質(zhì)重晶石(比重加到1.40sg)

優(yōu)化后的泥漿性能如下：

表1 優(yōu)化后油基泥漿性能

掉塊浸泡試驗如下：

2.2 油基泥漿承壓能力的研究

油基鉆井液，儲層傷害輕[3]，為了達到防漏和獲取儲層資料的目的，必須對優(yōu)化后油基泥漿的承壓能力進一步提升。室內(nèi)通過加入不同目數(shù)比例的超細碳酸鈣PF-QWY的方法，提高承壓能力。經(jīng)過不同目數(shù)比例的搭配，最終承壓能力達到26MPa，達到了鉆完井和隨鉆測壓的要求。優(yōu)選出的配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT

+1.5%1740+3.0%PF-MOALK+ +10.0%PF-MOLSF

+5.0% PF-MORLF+飽和CaCl2鹽水(油水比調(diào)整至95:5)+3.0%PF-QWY(400目：800目=1:3)+優(yōu)質(zhì)重晶石(比重加到1.40sg)

3 現(xiàn)場應用3.1 維護要點

(1)井壁穩(wěn)定。井壁失穩(wěn)是鉆井工程中常遇到的井下復雜情況之一，嚴重影響地質(zhì)資料的錄取、質(zhì)量和成本[4]。根據(jù)室內(nèi)配方，在碼頭配制開鉆泥漿，到現(xiàn)場后，再進行調(diào)整封堵材料加量，達到室內(nèi)試驗的加量。鉆進過程中，持續(xù)維護消耗量。比重選擇方面，根據(jù)鉆參和返出情況，完鉆比重逐漸提高至1.44。維護破乳電壓穩(wěn)中有升，氯化鈣重量含量百分比在25-30%之間。

(2)地層防漏。根據(jù)室內(nèi)配方，在開鉆泥漿中目數(shù)比例加入PF-QWY(400目：800目=1:3)，提高承壓能力，鉆進過程中持續(xù)維護消耗。

(3)隨鉆測壓期間。隨鉆測壓期間保持開泵，靜止時間不超過15分鐘，及時活動鉆具，防止壓差卡鉆。

3.1 隨鉆測壓結(jié)果

該口井在潿洲組地層鉆遇24套儲層累計厚度達330余米，對主要儲層21個點進行隨鉆測壓作業(yè)，測得儲層孔隙壓力系數(shù)0.75、0.84、0.87、0.94、0.98和1.02等均有分布。在此次鉆井作業(yè)采用鉆井液密度1.44g/cm3，最大循環(huán)當量密度1.68g/cm3，最高鉆井壓差高達25MPa，整個隨鉆測壓作業(yè)順利，隨鉆測壓質(zhì)量顯示優(yōu)良，泵抽僅10s壓力即恢復，儲層保護效果優(yōu)異。

砂床試驗

油基泥漿承壓能力試驗

4 結(jié)語

(1)優(yōu)化封堵材料加量后的油基泥漿對潿洲12-1油田易垮地層具有很好的封堵能力，滿足作業(yè)井壁穩(wěn)定的需要。

(2)油基泥漿中通過加入不同目數(shù)不同比例超細碳酸鈣，改善泥餅質(zhì)量，防壓差卡鉆，提高地層承壓能力顯著，效果較好，隨鉆測壓收獲率100%。

(3)隨鉆測壓作業(yè)順利完成的同時，該套泥漿體系儲保效果優(yōu)異。

[1]《海洋鉆井手冊》編委會.海洋鉆井手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009.

[2]張克勤，陳樂亮.鉆井技術(shù)手冊(二)鉆井液[M].北京：石油工業(yè)出版社，1988.

[3]Bern P A,Zamora M,Slater K S,Hearn P J.The Influence of Drilling Variables on Barite Sag,SPE 36 670,1996.

[4]鄢捷年.鉆井液工藝學[M].山東：石油工業(yè)出版社，2001.

陳教淼(1985- )，女，2008年畢業(yè)于茂名學院化學工程與工藝，學士，助理工程師，現(xiàn)在從事鉆井液室內(nèi)研究工作。