高性能水基鉆井液在水平井中的應(yīng)用探討

李明

摘 要：隨著水平井鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，水平位移越來越長，因此在水平井施工中如何保證鉆井施工安全是關(guān)鍵，因此也就需要鉆井液具有良好的性能，為此在水平井施工中應(yīng)用了高性能水基鉆井液體系。在確定該鉆井液體系配方的基礎(chǔ)上，對施工中不同階段的鉆井液處理情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹，保證了施工安全。

關(guān)鍵詞：高性能；鉆井液體系；水平井；現(xiàn)場應(yīng)用

在水平井施工中鉆井液必須解決井眼凈化、井壁穩(wěn)定、潤滑防卡、保護(hù)油氣層等技術(shù)難題。油基鉆井液可以很好地解決上述水平井施工的問題，但是油基鉆井液具有配比成本高、對環(huán)境污染大、后期鉆屑處理困難等缺點，因此急需研制一種新型高性能水基鉆井液（胺基鉆井液）體系來替代油基鉆井液，以此來降低鉆井施工的綜合成本、保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 高性能水基鉆井液配方的確定

以抑制劑聚胺、包被劑聚合物FA367、降慮失劑PAC-LV為實驗因素進(jìn)行三因素正交實驗，以此來確定各種處理劑的合理加量；以表觀粘度和API最低失水量為主要目標(biāo)來對鉆井液體系進(jìn)行極差分析，最終形成了高性能水基鉆井液體系的基礎(chǔ)配方：3-5%膨潤土+0.35%純堿+0.05%氫氧化鉀+0.4-0.7%聚胺+0.3-0.5%包被劑FA367+1.5-2.5%降慮失劑PAC-LV+2%石墨+5%潤滑劑+適量消泡劑。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

以我公司施工的某口井為例，分不同開次對鉆井液處理情況進(jìn)行分析與描述。

2.1 一開鉆井液技術(shù)

開鉆前用電阻率10Ω·m以上的清水60m3加膨潤土3000kg、純堿240kg，預(yù)水化24h后，按配方依次加入復(fù)合抑制劑、HX-D、HA、NPAN、SAKH、DYFT-1，將鉆井液粘度調(diào)整到設(shè)計要求，才進(jìn)行開鉆。完鉆后及時進(jìn)行通井作業(yè)，保證了表層大套管的順利下入。

2.2 二開（三開）直井段鉆井液技術(shù)

本井從二開開始應(yīng)用高性能水基鉆井液，在上部井段存在大段泥巖，泥巖造漿能力強，并且泥巖水化膨脹，因此控制地層造漿，保證井壁穩(wěn)定是該段施工的重點。因此在該段施工中加入0.2%的有機胺溶液提高鉆井液的抑制能力，防止坍塌，同時使用離心機控制鉆井液中的膨潤土含量，由于二開初期地層比較軟，鉆井速度非?？欤虼诵枰a充大量的水和膠液來維護(hù)鉆井液的總體性能，為后期的施工做好準(zhǔn)備。在下部地層成巖性逐漸增強，造漿能力減弱，但是依然存在有大段的黑色泥巖和灰色泥巖，因此一定要控制好鉆井液的濾失量，所以加入0.5%降濾失劑PAC-LV、0.7%聚合醇鋁和1%包被劑FA367，保證井壁的穩(wěn)定性和井眼清潔的效果。鉆井液性能為：密度1.15-1.20g/cm3，漏斗粘度：50-70s，PV：9-13MPa.s，YP：4-9Pa，F(xiàn)L：3.5mL，初切：2.5-5.5Pa，終切：11-15Pa。

2.3 三開造斜段鉆井液技術(shù)

造斜段施工主要是在N組地層，這一段鉆井液處理工藝的重點是保證鉆井液的潤滑性和攜砂能力，在井斜角45°以前，一次行加入固體潤滑劑石墨0.5t，保證液體潤滑劑SR-1的加量在2%左右，提高鉆井液的潤滑性，當(dāng)井斜角超過45°后，逐漸向鉆井液中補充液體潤滑劑，使液體潤滑劑在入靶前達(dá)到3%左右，保證造斜段施工的順利進(jìn)行。

2.4 水平段鉆井液技術(shù)

水平段施工中逐漸調(diào)整各種處理劑的加量，保證鉆井液中各項處理劑加量，鉆井液配方為：4%膨潤土+0.4%純堿+0.05%氫氧化鉀+0.6%聚胺SDJA+1-2%抑制劑聚合醇鋁+0.5%包被劑FA367+2.5%降濾失劑PAC-LV+2%石墨+5%液體潤滑劑SR-1+適量消泡劑。通過地面四級固控設(shè)備循環(huán)調(diào)整鉆井液的性能和流變性，清除上一井段施工鉆井液中殘存的有害固相含量，使鉆井液的各項性能指標(biāo)達(dá)到鉆井工程設(shè)計要求。在水平段鉆井施工過程中根據(jù)鉆井速度和鉆井液中各種處理劑的消耗情況，以及鉆井液的性能指標(biāo)，隨時補充各種處理劑的用量，確保其鉆井液整體性能優(yōu)良，具有良好的流變性和潤滑性，同時適當(dāng)提高鉆井液的粘度和屈服值，保證鉆井液具有良好地攜帶和懸浮巖屑的能力。該井段施工的鉆井液性能指標(biāo)為：密度：1.10-1.15g/cm3，漏斗粘度55s-75s，PV13-18MPa.s，YP：5-9Pa，F(xiàn)L：2.8mL，初切：3-5Pa，終切：12-17Pa，Kf：0.05，施工中根據(jù)井下摩阻和實際測量的扭矩情況，以及振動篩返砂情況，及時進(jìn)行短起下鉆，破壞巖屑床，保證井下的安全。

3 結(jié)束語

鉆井液被稱為鉆井的血液，特別是在水平井鉆井施工中，鉆井液除了要有直井的所有功用以外，還需要鉆井液具有良好的潤滑性，這樣才能保證在定向鉆進(jìn)中不發(fā)生粘吸卡鉆，才能保證鉆井施工安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔德虎.泥頁巖水化對井壁穩(wěn)定的影響規(guī)律研究[D].大慶：東北石油大學(xué)，2010.

[2]楊龍波.有機胺鉆井液的研究與應(yīng)用[D].東營：中國石油大學(xué)，2010.

[3]侯杰，劉永貴，李海.高性能水基鉆井液在大慶油田致密油藏水平井中的應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43（4）：59-65.

[4]張增福，陸平，馬世清，等.小陽離子-聚合醇鉆井液技術(shù)研究及應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2005，22（2）：47-49.

[5]梁為，陳志學(xué)，孫夢慈，等.青西地區(qū)復(fù)雜深井鉆井液技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2006，23（3）：47-50.