張海忠,唐習之,李清磊,紀鳳園,趙開紅,張 魯,柏尚宇
(中石油西部鉆探國際工程公司,新疆烏魯木齊 830026)
克孜各油田上部井段地層的綠色膠質(zhì)泥巖,塑性好,遇水極易膨脹,施工中當鉆井液抑制性不足時,極易出現(xiàn)結(jié)團,從而導致環(huán)空鉆井液上返通道無規(guī)律堵塞,其處理不當很容易造成鉆井時效的耽誤。
(1)膠質(zhì)泥巖物理特性:見水易分散成粘糊狀,易膠結(jié)成大顆粒至塊狀,易粘附井壁及鉆具上。
(2)在鉆井施工中,如果鉆井液處理不當,首先井下會造成井下鉆頭泥包,影響鉆進機速;其次嚴重時,鉆具會粘附大量綠色膠質(zhì)泥巖,起鉆成拔活塞情形,甚至卡鉆出現(xiàn);第三返出的巖屑會大量粘連堆積在高架槽里,以至循環(huán)無法建立,影響鉆井施工。
(3)如果在二開施工中,碰到有高壓水層時,由于綠色膠質(zhì)泥巖導致的起鉆拔活塞情形,很容易因拔活塞引起強抽吸,從而將地層水抽出,造成井底壓力不平衡,引發(fā)溢流等情況,施工風險加大,增加了不必要的人力物力的投入。
針對以上出現(xiàn)的施工問題,在現(xiàn)場的施工中根據(jù)多口井施工經(jīng)驗和強造漿泥巖段鉆井液維護措施,提出提高鉆井液的抑制能力和封堵能力措施。
通過現(xiàn)場實際應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn),采用低濃度KCl+抑制劑鉆井液體系能較好地解決此類問題:
(1)合理進行前期基漿配方優(yōu)化(水+0.1%~0.2%NaOH+2%~3%土粉+0.5%~1.5%降失水劑+0.1%~0.3%PAC-H),調(diào)整適當?shù)幕鶟{性,保證后期加入KCl,鉆井液的結(jié)構(gòu)弱化不明顯,有利于巖屑攜帶。
(2)優(yōu)選維護配方:水+0.1%NaOH+0.5%~1%降失水劑+0.25%IND-30(抑制劑)+4%~6%KCl。
(3)一開配漿時重點突出鉆井液的抑制封堵能力,加入KCl提高鉆井液抑制能力,保持KCl含量達到3%~4%,現(xiàn)場鉆進時及時監(jiān)測Cl-含量,保證Cl-含量在30000左右。
(4)配漿時加入大分子IND-30提高鉆井液的包被性,考慮到鉆井液過篩能力,保持大分子在0.2%~0.3%,有效降低綠色泥巖結(jié)塊成團、糊篩跑漿和堵塞出口的可能性。
(5)嚴格控制鉆井液失水,防止失水過大致使綠色泥巖吸水膨脹過快。
(6)工程方面控制鉆進速度,適度提高泵排量,打完單根上下劃眼2~3次,及時帶出鉆屑,防止鉆屑過多堆積,導致堵塞井口,憋漏地層。
通過對四個主要油區(qū)不同井段或開次施工中出現(xiàn)的綠色膠質(zhì)泥巖進行該泥漿體系的配套試驗性使用,分析對比見表1。
根據(jù)表1統(tǒng)計結(jié)果可知:該鉆井液體系針對綠色膠質(zhì)泥巖地層井段施工能夠有效提高鉆井液抑制性,解放鉆井速度,對鉆井施工具有良好的成本控制和提速貢獻。不同油區(qū)該段地層施工中,口井周期平均節(jié)約1.3d,每米鉆井液成本平均節(jié)約5%。
表1 低濃度KCl+抑制劑鉆井液體系使用前后情況對比
后期的生產(chǎn)作業(yè)中,將繼續(xù)推行該泥漿體系的使用,并在使用中繼續(xù)跟蹤實際運用效果,為該泥漿體系的地層適應(yīng)性、施工安全性和高效性做好持續(xù)改善。
在不同油田區(qū)塊采用低濃度KCl+抑制劑鉆井液體系,通過整體施工表現(xiàn)可知:
(1)該體系鉆井液有效地遏制了表層膠質(zhì)泥巖膠結(jié)成塊,從而造成井內(nèi)環(huán)空擁堵或者鉆具吸附等現(xiàn)象,保證了現(xiàn)場施工的高效進行,降低了施工風險,節(jié)約了施工周期。
(2)該體系鉆井液性能穩(wěn)定性強,在增強抑制性的同時能夠合理配伍其他鉆井液添加劑,通過合理添加包被劑和嚴控失水,從而提高鉆井液的施工適應(yīng)性。