頁巖油水平井技套優(yōu)快鉆井技術(shù)

付來福

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司 黑龍江大慶 163411）

GL頁巖油主要賦存在Q組一段和二段下部，主要發(fā)育5大類巖性：頁巖、泥巖、粉砂巖、白云巖、介殼灰?guī)r，其中頁巖包括層狀頁巖和紋層狀頁巖。施工井的技套深度一般為1900-2300 m，上白堊系地層，水敏性強，鉆屑聚結(jié)，吸附井壁，鉆頭起出后被泥餅包裹；上部起鉆困難，抽吸力大，加劇了地層失穩(wěn)的概率，起鉆后不同程度出現(xiàn)跨塌情況。

1 施工難點

（1）技套施工層位巖性以泥巖為主，水敏性強，上部地層大段發(fā)育，巖性多為軟泥巖，巖屑易互相吸附聚團堆集；返砂不充分時，巖屑集中易聚團，如不能及時帶出井筒，隨鉆具旋轉(zhuǎn)拍擊夯實在井壁形成泥環(huán)。

（2）上部井壁形吸附鉆屑后形成不規(guī)則井眼，影響鉆井液返砂效果，巖屑堆集更加嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)，起鉆過程螺扶、鉆頭被軟泥包裹，井壁吸附的鉆屑形成假泥餅，起鉆過程中，被強行刮掉或劃掉，會導(dǎo)致出現(xiàn)井壁掉塊的情況，引起井下復(fù)雜或降低機械鉆速。

（3）定向時滑動鉆進，工具接觸面積大（308螺扶），摩阻大；淺層定向，鉆屑易在井筒。

2 技術(shù)對策

2.1 鉀鹽共聚物鉆井液的優(yōu)化與措施

2.1.1 優(yōu)化配方

在保障鉆井液抑制劑含量的條件下，在上部地層優(yōu)化鉆井液降濾失材料的用量和種類，避免有降濾失材料影響鉆井液粘切，采用1%銨鹽、1%JS-1降慮失劑、1%SPNH降濾失劑。該抑制高聚物含量的配方，經(jīng)過評價泥巖滾動回收率高達93.5%，鉆井液抑制性完全滿足現(xiàn)場施工要求。現(xiàn)場試驗2口井鉆井液性能見表1所示。

表1 現(xiàn)場試驗2口井配漿性能及抑制性

降低S組施工的鉆井液密度、土粉加量，有利于實現(xiàn)低粘低切，提高鉆井液的沖刷能力；提高鉆井液抑制性，提高大分子聚合物的加量，增強鉆井液抑制性，優(yōu)化鉀鹽共聚物的配方，開鉆配漿時提高環(huán)保油+潤滑劑的含量至5%以上，主要目的改變鉆屑、井壁的表面性質(zhì)，油相憎水，在鉆屑吸附，降低鉆屑的吸附概率，避免泥包問題，減少鉆屑吸附井壁問題，開鉆配方為：

2.1.2 鉆井液優(yōu)化措施

（1）密度：根據(jù)地質(zhì)分層分段調(diào)整鉆井液密度，保證足夠的液柱壓力，防止地層坍塌縮徑。失水：嫩江組以上地層控制API失水小于6ml，進入N組之后至完鉆控制API失水小于4ml。

（2）流變性：利用降粘劑和增稠劑調(diào)控流變性，維持鉆井液粘切在設(shè)計范圍內(nèi),保持鉆井液的高攜帶能力，保證井眼凈化,同時保證泥漿足夠的切力，防止重晶石沉降。

（3）抑制性：配新漿的時候，銨鹽、包被劑和抑制劑加量按設(shè)計下限配制（新配鉆井液溫度低，沒有經(jīng)過水眼剪切，溶解不充分），開鉆以后，隨著鉆井液溫度升高，逐步提高抑制劑含量至設(shè)計上限，根據(jù)實際消耗情況補充，使其含量一直維持在上限0.4%.

（4）鉆進過程中要將粘度維持在40s-50s左右，鉆進過程中鉆井液抑制劑含量始終保持上限抑制造漿，控制鉆井液失水小于4mL，提高封堵劑加量，保證鉆井液中瀝青類封堵劑含量達到2%。進入N二段之前進行一次鉆井液大處理，一次性加入封堵劑超細碳酸鈣和瀝青總含量達到4%，提高鉆井液封堵能力，確保井壁穩(wěn)定。

（5）Q組地層易吸水水化膨脹剝落產(chǎn)生大的泥頁巖掉塊，鉆井中要增強鉆井液封堵性，降低中壓濾失量，補充防塌封堵劑HX-A和瀝青類封堵劑，保持瀝青類封堵劑濃度在2%以上，加強地層封堵并改善泥餅質(zhì)量。Q組地層應(yīng)用超細鈣替換非滲透封堵劑，減少非滲透封堵劑的纖維產(chǎn)生的增粘現(xiàn)象，可有效提高封堵材料的；Q組巖性較脆易剝落，進入Q組鉆井液密度使用1.30g/cm3，完井起鉆前，提高到1.35 g/cm3，平衡起鉆抽吸，維持當(dāng)量密度，依據(jù)鉆進及起鉆情況及時調(diào)整鉆井液密度，防止Q組剝落。

（6）完鉆前調(diào)整流變性，調(diào)整鉆井液粘度至50-60s，控制鉆井液API失水小于4ml。

（7）整個井段的鉆進過程中，使用盡量高目數(shù)振動篩篩布，開鉆前各振動篩使用60-80目篩布，待鉆井液剪切成型后，及時更換成120目及以上的篩布，確保一級固控的效率，一體機篩布目數(shù)達到200目以上，減少劣質(zhì)土粉侵入和降低含砂量。根據(jù)需要及時開啟離心機，保證固控設(shè)備的使用效率，降低鉆井液中有害固相含量。

2.2 工程優(yōu)化措施

2.2.1 加入清砂接頭

采用清砂用的φ300mm方接頭，在600m處加第1個，然后每400m加1個，完鉆后短起400米可有效清除井筒中的虛泥餅。

2.2.2 優(yōu)化參數(shù)

鉆完水泥塞后前150m頂驅(qū)轉(zhuǎn)速控制在40-50轉(zhuǎn)/分（直井，無螺桿），如定向井帶螺桿頂驅(qū)轉(zhuǎn)速控制在30-40轉(zhuǎn)/分，待大鉆具完全通過表套底腳后逐漸調(diào)高轉(zhuǎn)速，防止因大鉆具與表套環(huán)空間隙小，鉆屑易堆積在表套底腳處。鉆進時控制鉆速，并均勻送鉆，確保每米鉆時不低于1-1.5min/m。M組和S組地層較軟，成巖性差，可鉆性強，適當(dāng)降低頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，建議不超過80轉(zhuǎn)/min（直井，無螺桿），如定向井帶螺桿頂驅(qū)轉(zhuǎn)速控制在30-40轉(zhuǎn)/分，防止鉆具高速旋轉(zhuǎn)拍擊井壁，預(yù)防將巖屑夯實在井壁形成泥環(huán)。每次接完立柱，開泵后鉆頭接觸井底循環(huán)0.5-1min，然后啟動頂驅(qū)恢復(fù)鉆進，防止井底因巖屑沉降過多鉆進時產(chǎn)生泥包。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

技套施工周期為技套開鉆到固井完的時間，GY1-Q3-H1和GY1-Q1-H1兩口井的施工周期比前之前施工的5口井平均施工周期16.2天少5.57天，縮短周期34.4%，跟同樣井底位移為400m的GY1-Q3-H4縮短了12.85天。而且鉆井液性能穩(wěn)定，返砂良好，鉆進時均無異常，短起下鉆均無阻卡，技術(shù)套管下入順利。

4 結(jié)論與建議

（1）優(yōu)化過的鉀鹽共聚物鉆井液體系完全可以滿足大慶古龍頁巖油技套施工，達到攜巖返砂的目的，能夠保證井眼凈化，較少施工中的各種復(fù)雜。

（2）通過改進工程參數(shù)及措施，形成了一套滿足頁巖油技套施工的安全鉆井技術(shù)，完全可以進一步提高鉆井施工效率。