深井水平井鉆井液優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

摘要：受地質(zhì)特征復(fù)雜、鉆井液設(shè)計不合理以及水平井本身特點制約，G區(qū)塊水平井二次開發(fā)過程中存在井壁穩(wěn)定性差問題，影響開發(fā)效果，為此開展室內(nèi)鉆井液體系優(yōu)化研究，包括降濾失性能評價和抑制性評價等，最終確定KH-931降濾失劑性能最佳，指導(dǎo)實施6口水平井，未出現(xiàn)井壁不穩(wěn)問題，生產(chǎn)效果較好，可為同行提供借鑒經(jīng)驗。

主題詞：深井水平井 ?鉆井液 優(yōu)化研究

1.前言

隨油田勘探開發(fā)不斷深入，水平井二次開發(fā)技術(shù)廣泛應(yīng)用于深層油藏中。G區(qū)塊油藏埋深2200～3500m，縱向上發(fā)育多套砂體，儲層特征多樣，東營組上部泥巖硬度低，東營組下部和沙河街組泥巖脆性大，潛山地層存在風(fēng)化殼和裂縫性，導(dǎo)致鉆井過程中井壁出現(xiàn)坍塌、縮徑以及漏失等問題，井壁穩(wěn)定性差，影響水平井開發(fā)效果。

2.井壁穩(wěn)定性差因素分析

根據(jù)油藏地質(zhì)特征和鉆井液參數(shù)分析，造成井壁不穩(wěn)定的主要因素有四方面，一是裸眼井段長，鉆井液與井壁接觸時間長;二是鉆遇的地層復(fù)雜，如脆性大易坍塌，軟泥巖層易縮徑等，沈北地區(qū)東營組軟泥巖發(fā)育，易縮徑;三是同一井筒存在不同壓力層系，高低壓并存;四是為保護油層，鉆井液設(shè)計密度值偏低，未能平衡地層壓力。

同時水平井的特點使得井壁穩(wěn)定問題更加復(fù)雜，首先是水平井井斜大，在同一層位中與直井相比井段較長;其次是巖屑床導(dǎo)致環(huán)空有效空間變小，巖屑濃度大，液流阻力變大;三是鉆井過程中頻繁短起下鉆，井壁承愛壓力交替變化;四是水平井鉆井周期長，鉆速慢，鉆井液對地層浸泡時間長，導(dǎo)致井壁穩(wěn)定性差。

3.技術(shù)對策研究

3.1技術(shù)路線

根據(jù)上述影響井壁穩(wěn)定性因素分析，G區(qū)塊深井水平井鉆井需要同時解決力學(xué)和化學(xué)不穩(wěn)定問題，才能提高水平井井壁穩(wěn)定性。對于力學(xué)方面，需要優(yōu)化鉆井液密度，鉆井過程中上力求平穩(wěn)，平衡地層壓力;在化學(xué)方面，需要優(yōu)選濾失劑，降低鉆井液泥漿濾失量，提高對泥頁巖水化分散的抑制力。

3.2化學(xué)藥劑優(yōu)選

HA樹脂、KH-931、SMP和PSP是廣泛用于深井的降濾失劑，與硅氟鉆井液有良好的配伍性。通過在硅氟鉆井液中加入以上降濾失劑，對濾失劑性能進行評價。

3.3室內(nèi)性能評價

（1）降濾失性能評價

采用清水滲透的方法評價各種降濾失劑在硅氟鉆井液中所形成泥餅的質(zhì)量。在硅氟鉆井液中分別測量HA樹脂、KH-931、SMP和PSP的清水濾失量，并對結(jié)查進行對比，如圖1～圖2所示，無論在常溫和高溫下（95℃）清水中，KH-931降濾失劑濾失量都最低，形成的泥餅質(zhì)量優(yōu)于其他三種降濾失劑。

（2）抑制性評價

①頁巖抑制性評價

將山東土粉烘干，在4.0MPa壓力下壓制巖心，測定2%的HA樹脂、SMP、KH-931、PSP的膨脹量，KH-931頁巖抑制能力最強，PSP最差，HA樹脂與SMP基本相同。

②巖屑回收試驗

在SF井漿中按1.5%分別加入PSP、KH-931、HA樹脂和SMP，用40目篩測試巖屑回收率，KH-931巖屑回收率最高達98.4%，抑制性最強;其余三種均未達到原井漿的97%，抑制性相對較差。

綜上所述，KH-931降濾失劑濾失量都最低，形成的泥餅質(zhì)量最佳，巖屑回收率最高，

4.實施效果

根據(jù)上述研究成果，2019年以來，G區(qū)塊先后實施6口水平井，鉆井過程中未出現(xiàn)井壁不穩(wěn)問題，測井資料顯示井眼未出現(xiàn)擴徑、縮徑現(xiàn)象，常規(guī)投產(chǎn)后，平均單井初期日產(chǎn)油15.5噸，目前日產(chǎn)油12.8噸，生產(chǎn)過程中無出砂問題，階段累產(chǎn)油4.2萬噸，生產(chǎn)效果較好。

5.結(jié)論

（1）受地質(zhì)特征復(fù)雜、鉆井液設(shè)計不合理以及水平井本身特點制約，G區(qū)塊水平井二次開發(fā)過程中存在井壁穩(wěn)定性差問題，影響開發(fā)效果。

（2）通過室內(nèi)實驗，開展鉆井液體系優(yōu)化研究，包括降濾失性能評價和抑制性評價，最終確定KH-931降濾失劑性能最佳。

（3）指導(dǎo)實施6口水平井，未出現(xiàn)井壁不穩(wěn)問題，生產(chǎn)效果較好。

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作者簡介：張升峰，男，1986年9月出生湖南邵陽，回族，工程師，2012年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京），現(xiàn)于中石油遼河油田公司鉆采工程技術(shù)部從事鉆井管理工作。