鉆井液技術(shù)應(yīng)用探討

魏奇

【摘要】結(jié)合某井鉆井過程中存在的問題，明確了分段鉆井液體系與配方，重點(diǎn)論述了導(dǎo)管、一開井段，二開井段，三開井段及西山窯、八道灣組煤層段的鉆井液技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用情況，并形成了結(jié)論與建議，以期為該地區(qū)鉆井施工提供鉆井液技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】鉆井工程 鉆井液技術(shù) 實(shí)踐應(yīng)用

某井一口預(yù)探井，設(shè)計(jì)井深4730.00m，二開設(shè)計(jì)井深3682.00m，二開實(shí)際完鉆井深3775.00m，實(shí)際完鉆井深4821.00m，鉆井、電測(cè)、下套管、固井順利，本井段未發(fā)生井控和HSE安全事故。

1 鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

1.1 預(yù)防上部地層坍塌、地層造漿、井眼縮徑

該井導(dǎo)管、一開地層新近系地層成巖性差，松散，易垮塌，防坍塌卡鉆；二開到頭屯河組上部紅泥巖易造漿，該井段應(yīng)注意加強(qiáng)鉆井液的抑制性；二開主要鉆遇白堊系、侏羅系中通。地層巖性為砂（礫）巖、厚泥巖不等互層，可能鉆遇硬石膏、膏質(zhì)泥巖，注意防漏、防塌、防卡。二開選用聚合物封堵防塌鉆井液體系。

1.2 二開西山窯組煤層段掉塊

西山窯組存在長(zhǎng)煤層段，由于煤層硊，易被鉆頭破碎，鉆遇長(zhǎng)煤層段時(shí)極易發(fā)生掉塊現(xiàn)象，因此預(yù)防煤層段掉塊是二開次的關(guān)鍵。

1.3 三開井段防剝蝕、碰撞掉塊、坍塌和漏失

三開侏羅系地層地層以砂巖為主，鉆遇多套煤層及瀝青、層碳質(zhì)泥巖、含礫巖層，防剝蝕、碰撞掉塊、坍塌和漏失是本開次的難題。隨著地層溫度升高提高鉆井液的高溫穩(wěn)性也是該井段的關(guān)鍵。

2 分段鉆井液體系

2.1 導(dǎo)管、一開井段鉆井液體系（0～507.27m）

設(shè)計(jì)體系：預(yù)水化膨潤(rùn)土漿；基本配方：淡水+（5～8）%膨潤(rùn)土+（0.3～0.5）%純堿；添加劑：HV-CMC；現(xiàn)場(chǎng)體系：預(yù)水化膨潤(rùn)土漿；現(xiàn)場(chǎng)配方：井場(chǎng)水+8%膨潤(rùn)土+（0.3～0.4）%NaOH+（0.2～0.3）%Na2CO3；主要助劑：HV-CMC。

2.2 二開井段鉆井液休系（507.00～3775.00m）

設(shè)計(jì)體系：聚合物封堵防塌鉆井液體系。

基本配方：（507～2800）m，（4～6）%膨潤(rùn)土+（1～2）%雙聚銨鹽+（0.3～0.5）%聚丙烯酞胺干粉+（2～3）%聚合物降濾失劑+（2～3）%褐煤樹脂+（2～3）%超細(xì)碳酸鈣；其它：燒堿、堵漏劑、加重劑等。

（2800～3775）m：（4.0～6.0）%膨潤(rùn)土+（0.3～0.6）%聚丙烯酞胺干粉+（2～3）%抗高溫抗鹽防塌降濾失劑+（1～2）%銨鹽+（5～7）%低熒光井壁穩(wěn)定劑+（3～5）%羧甲基磺化酚醛樹脂+（1～2）%無水聚合醇+（0.5～1）%非滲透+（2～3）%納米乳液+（0.5一1）%有機(jī)胺+（2～v3）%超細(xì)碳酸鈣。其它：燒堿、堵漏劑、硅氟稀釋劑、固體潤(rùn)滑劑、加重劑等?，F(xiàn)場(chǎng)體系：聚合物封堵防塌鉆井液體系

2.3 三開井段鉆井液體系（3775^4821）

設(shè)計(jì)體系：強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液體系。（4.0～6.0）%膨潤(rùn)土+（0.3～0.6）%聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%抗高溫抗鹽防塌降濾失劑+（5～7）%低熒光井壁穩(wěn)定劑+（3～5）%羧甲基磺化酚醛樹脂+（1～2）%無水聚合醇+（0.5～1）%非滲透處理劑+（2～3）%納米乳液+（0.5～1）寫有機(jī)胺+（2～3）%超細(xì)碳酸鈣。其它：燒堿、堵漏劑、硅氟稀釋劑、固體潤(rùn)滑劑、加重劑等?，F(xiàn)場(chǎng)體系：強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液體系。

3 分段鉆井液維護(hù)技術(shù)措施

3.1 導(dǎo)管、一開井段（0～507.00m）

開鉆前應(yīng)準(zhǔn)備足量預(yù)水化膨潤(rùn)土漿（（0.2～0.3）%NaOH+（0.1～0.2）%Na₂CO₃+6%膨潤(rùn)土），仔細(xì)檢查鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、加重系統(tǒng)、固控系統(tǒng)、鉆井液儲(chǔ)備系統(tǒng)，必須滿足鉆井施工需要。一開井段所鉆遇地層膠結(jié)松散，可鉆性好，鉆井液主要以攜帶巖屑、穩(wěn)定并壁，確保安全鉆進(jìn)為目的。鉆進(jìn)時(shí)采用稀膠液進(jìn)行維護(hù)，膠液配方：（0.2～0.4）%NaOH+0.2-0.3%HV-CMC+（0.2～0.3）%Na₂CO₃。鉆完表層進(jìn)尺后，充分循環(huán)，并配置高粘切封井漿封閉井眼保證下套管順利。

3.2 二開井段（507.00～3775.00m）

二開應(yīng)選用聚合物封堵防塌鉆井液體系，并重點(diǎn)落實(shí)好鉆井液的維護(hù)處理措施：開鉆前仔細(xì)檢查現(xiàn)有的鉆井設(shè)備，保證運(yùn)轉(zhuǎn)正常。為保證取芯鉆進(jìn)的順利進(jìn)行，使鉆井液性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在取芯前加足各種處理劑，對(duì)鉆井液進(jìn)行一次性調(diào)整；要降低鉆井液的濾失量，改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液的懸浮性，使鉆井液的性能能滿足取芯作業(yè)要求。

開鉆后，要補(bǔ)充新配的聚合物膠液維護(hù)鉆井液性能。上部地層應(yīng)保持適當(dāng)?shù)恼城小⒆銐虻呐帕?，提高鉆井液的攜帶能力，同時(shí)維護(hù)良好的鉆井液流動(dòng)性來沖刷虛泥餅。進(jìn)入頭屯河組底部及西山窯組后逐步補(bǔ)充SMP-2、褐煤樹脂、無水聚合醇、納米乳液、白油潤(rùn)滑劑、超細(xì)碳酸鈣、井壁穩(wěn)定劑等降低鉆井液濾失量，提高鉆井液的潤(rùn)滑防塌能力，配合NPAN調(diào)整鉆井液流型。

3.3 三開井段（3775～4821）m

三開鉆完水泥塞后，要徹底清洗循環(huán)罐，根據(jù)三開的地層特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)選強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液體系。要調(diào)整二開鉆井液性能，達(dá)到三開設(shè)計(jì)性能要求后，方可三開鉆進(jìn)。要嚴(yán)格控制膨潤(rùn)土含量，動(dòng)速比0.4左右，防止黏切過高造成壓力激動(dòng)以及黏切過低沖刷井壁，控制固相含量同時(shí)控制濾失量；保證鉆井液抑制性處理劑有效含量。要不間斷補(bǔ)充SMP-2和HQ-1，改善泥餅質(zhì)量和鉆井液流變性需加入超細(xì)碳酸鈣和SN-1等處理劑。

3.4 西山窯、八道灣組煤層段

該井在鉆進(jìn)到井段3661.00m～3663.00m時(shí)氣測(cè)值出現(xiàn)異常升高，巖屑中出現(xiàn)黑色有光澤小煤塊，現(xiàn)場(chǎng)判斷鉆遇侏羅系西山窯組煤層。煤層微裂縫多、巖性脆易破碎、易剝蝕掉塊。為確保煤層段順利鉆穿，防止復(fù)雜情況出現(xiàn)，進(jìn)入西山窯組后加大SMP-2、褐煤樹脂、無水聚合醇、納米乳液、白油潤(rùn)滑劑、超細(xì)碳酸鈣、井壁穩(wěn)定劑等處理劑的用量降低鉆井液濾失量形成良好的泥餅，提高鉆井液的潤(rùn)滑防塌能力和抑制性，加強(qiáng)鉆井液的封堵能力，保證煤層段并壁穩(wěn)定。同時(shí)，調(diào)整鉆并液流型，鉆井液動(dòng)速比保持在0.4-0.6之間保證鉆井液有良好的流變性，防止因鉆井液流型差而造成壓力激動(dòng)過大導(dǎo)致煤層段井壁坍塌掉塊。

4 結(jié)論與建議

在該地區(qū)鉆井應(yīng)注意上部地層防縮徑、防卡，鉆井液應(yīng)保持低粘、低切適當(dāng)?shù)氖?，工程?jiān)持做好短起下工作、保證排量。鉆進(jìn)至西山窯組，要提前加足防塌劑和降失水劑，同時(shí)鉆進(jìn)到煤層段應(yīng)適當(dāng)提高鉆井液粘切、合理的密度，適當(dāng)減小排量鉆進(jìn)，嚴(yán)防煤層掉塊。強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液滲透性低，有良好的流變性，能在井壁表面形成薄而富有韌性的泥餅，從而更有利于保護(hù)油氣層。要使用好振動(dòng)篩、除砂器、離心機(jī)等固控設(shè)備，控制鉆井液中的無用固相。進(jìn)入油層前要將失水降至設(shè)計(jì)值以內(nèi)，加足油層保護(hù)材料，減少鉆井液對(duì)油層的損害。要備足加重材料，進(jìn)入油層后密切監(jiān)測(cè)鉆井液密度變化，確保井下安全。完鉆后要充分循環(huán)，配制封井漿封井起鉆，以確保電測(cè)、下套管作業(yè)順利。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊賢有.保護(hù)油氣層鉆井液現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).鉆井液與完井液，2009（11）.

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