冀中晉45斷塊鉆井液技術(shù)

曹成 侯建慶 侯躍 譚春 彭舒

摘 要：冀中束鹿凹陷荊丘構(gòu)造帶晉45斷塊，沙一下部為特殊巖性段，以膏鹽巖、鹽巖、含膏泥巖為主，采用聚合物鉆井液易發(fā)生膏、鹽污染，鉆井液性能變差，流變性不易調(diào)控，易發(fā)生井壁縮徑、井塌劃眼等復(fù)雜情況。經(jīng)選用KCl-有機(jī)鹽鉆井液體系，具有強(qiáng)抑制、抗污染、強(qiáng)封堵等特性，現(xiàn)場應(yīng)用表明，該體系的應(yīng)用解決了晉45區(qū)塊施工井膏鹽污染造成的流變性差、濾失量高導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、縮徑、井塌劃眼等難題，完成井井徑擴(kuò)大率<12%，施工中起下鉆、電測、下套管順利。

關(guān)鍵詞：KCl;抑制性;含膏泥巖;鹽巖;流變性

1 地質(zhì)描述

Ed厚層紫紅色泥巖夾淺棕（灰）色細(xì)砂巖為主，呈不等厚互層，紫紅色泥巖極易造漿，鉆井液處理有一定困難。Es1下部為特殊巖性段，為區(qū)域標(biāo)志層。巖性以膏鹽巖，鹽巖，含膏泥巖的巖性組合，自然電位有較大異常，電阻曲線體現(xiàn)為特高阻特征。因此要做好鉆井液膏、鹽侵預(yù)案。做好井眼軌跡控制和泥漿體系的優(yōu)選，及防污染防漏防垮塌防卡鉆事故。

2 難點(diǎn)

膏鹽污染后鉆井液粘切和濾失量升高，性能調(diào)控困難。在晉45-115X，晉45-116X等井采用聚合物鉆井液至特殊巖性井段時，鉆井液粘度由46秒上升至200秒以上，API失水由3.2mL漲至8mL以上，同時切力上升;其次，鹽溶后Cl?含量升高，井徑擴(kuò)大率增大。資料顯示在晉45-106X井在2820m測得Cl?含量531.75mg/L，在3170m測得Cl-

含量35450mg/L，地層含鹽量很高，對鉆井液污染很嚴(yán)重，同時鹽溶帶來井徑擴(kuò)大，完成井膏鹽巖段平均井徑擴(kuò)大率35.7%，最大井徑達(dá)80%以上。

3 技術(shù)對策：

3.1 KCl-有機(jī)鹽鉆井液選用

KCl-有機(jī)鹽鉆井液使用的有機(jī)鹽主要為多種低碳堿金屬有機(jī)酸鹽、有機(jī)酸銨鹽、有機(jī)酸季銨鹽以及它們的復(fù)合物。這些有機(jī)鹽在水中有較高溶解度，可以形成密度較高的水溶液，利用有機(jī)鹽的密度調(diào)節(jié)作用，減少加重劑用量，降低鉆井液的固相含量。

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選與KCl-有機(jī)鹽鉆井液相配伍處理劑，優(yōu)化處理劑加量，調(diào)整鉆井液的流變性和抗溫能力。

3.2 KCl-有機(jī)鹽鉆井液配方

（膨潤土30-40g/l）+0.3%NaOH+2%KJAN+2%WFT-108+

1% Redu1+2%SN+2%SMP-2+0.3%CFB+8%KCl+15%有機(jī)鹽weigh2+加重劑。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 處理原則

以KCl、有機(jī)鹽提高鉆井液抑制性，抑制造漿，控制膨潤土含量上升;CFB大分子控制粘度和切力;KJAN、Redu1、

SMP-2、SN降低濾失量;白瀝青NFA-25，WFT-108，固壁劑配合改善泥餅質(zhì)量，控制高溫高壓失水;并根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整密度，達(dá)到控制鹽巖和含膏泥巖的塑性蠕動，穩(wěn)定地層。根據(jù)鉆井液性能變化情況補(bǔ)充各組分的消耗量。KCl、有機(jī)鹽及各處理劑應(yīng)配制成膠液進(jìn)行補(bǔ)充。使用好固控設(shè)備，清除有害固相。隨著密度增高，應(yīng)相應(yīng)降低體系中的膨潤土含量。鉆進(jìn)一定井段后，鉀離子將被消耗而減少，須檢測鉆井液中的鉀離子及氯根含量，補(bǔ)充KCl。KCl-有機(jī)鹽鉆井液體系含鹽量高，為促進(jìn)各處理劑水化基團(tuán)的電離，應(yīng)補(bǔ)充燒堿保持鉆井液pH值在9～10。在KCl-有機(jī)鹽鉆井液體系配置性能方面，現(xiàn)場在（晉45-154X、155X、153X井）配漿完測試性能，鉆井液性能穩(wěn)定，流型好，能滿足現(xiàn)場需要。

4.2 現(xiàn)場維護(hù)

①KCl-有機(jī)鹽體系在晉45斷塊東營段施工中凸顯了KCl-有機(jī)鹽鉆井液非常優(yōu)良的抑制造漿能力，和井壁穩(wěn)定能力。鉆井液粘切非常穩(wěn)定，也沒有發(fā)生井垮等井壁不穩(wěn)定的現(xiàn)象。從巖屑中可以看出鉆頭打出齒印，巖屑保存很好而且不分散，證明KCl-有機(jī)鹽鉆井液具有很強(qiáng)的抑制性?；九浞饺缦拢呵逅?0m3+2%KJAN+1-2%WFT-108+0.8-1%

Redu1+1-2%SN+1-1.5%SMP-2+8%KCl+15%有機(jī)鹽;

②進(jìn)入沙河街地層后，進(jìn)入膏鹽巖、鹽巖、含膏泥巖地層后，同時再次優(yōu)化處理劑配方，提高鉆井液的成膜護(hù)壁性能，達(dá)到穩(wěn)定井壁抑制垮塌的目的。具體配方如下：清水10m3+3%KJAN+3%WFT-108+1.5%Redu1+2%SN+2-3%NFA-

25+2%SMP-2+8%KCl+15%有機(jī)鹽;

③KCl-有機(jī)鹽體系實(shí)測膏泥巖，鹽巖出現(xiàn)后性能變化：見上表?？梢苑治龀觯菏褂肒Cl-有機(jī)鹽鉆井液體系，在晉45-154X，155X，153X在井深膏泥巖，鹽巖出現(xiàn)后，鉆井液流型穩(wěn)定，鉆井液性能基本無變化，應(yīng)用表明KCl-有機(jī)鹽鉆井液有著良好的抗污染能力。KCl-有機(jī)鹽鉆井液體系在晉45-154X，155X，153X應(yīng)用表明，該體系能有效解決東營組泥巖和沙河街組大段膏泥巖、鹽巖、灰色泥巖井壁穩(wěn)定問題，應(yīng)用的施工井沒有發(fā)生過較嚴(yán)重的劃眼現(xiàn)象，沒有發(fā)生過任何事故與復(fù)雜，確保了鉆井施工順利。應(yīng)用表明該體系穩(wěn)定性好，抗溫能力強(qiáng)，抗污染能力強(qiáng);流變性易于調(diào)節(jié)，懸浮攜砂能力強(qiáng);泥餅質(zhì)量易于改善，潤滑防卡能力強(qiáng)。

5 完成井情況

采用聚合物鉆井液和KCl-有機(jī)鹽鉆井液體系在晉45區(qū)塊對比分析：其中在晉45-154X，155X，153X，采用KCl-

有機(jī)鹽鉆井液體系，在平均井深增加22.27m，平均鹽膏層厚度增加26.33m情況下，平均鉆井周期縮短6.23d，平均完井周期縮短5.53d;平均機(jī)械鉆速提高4.53m/h;井徑擴(kuò)大率降低8.74%。減少井下復(fù)雜情況的發(fā)生，保證了安全鉆井。使用井段的井徑規(guī)則，應(yīng)用該體系施工的井，創(chuàng)造了施工區(qū)域多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。該體系在降低事故復(fù)雜，減少事故損失;提高鉆井速度，確保施工作業(yè)順利方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，綜合經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

6 總結(jié)和認(rèn)識

①KCl-有機(jī)鹽鉆井液具有很強(qiáng)抑制分散能力，鉆井液性能穩(wěn)定，處理簡單;

②該體系抗鹽、抗鈣污染能力強(qiáng)，出現(xiàn)膏巖，鹽巖鉆井液性能基本無變化;

③該體系施工的井完井周期明顯縮短，減少對油層的浸泡，具有油層保護(hù)作用;

④該體系施工的井，井徑比較規(guī)則，完成井井徑擴(kuò)大率<12%。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

曹成（1984- ），男，工程師，畢業(yè)于西南石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，主要從事鉆井液技術(shù)研究及管理工作。