聚合鹽鉆井液體系在準(zhǔn)噶爾盆地阜東區(qū)塊應(yīng)用

劉祥國(guó) 芮長(zhǎng)山 劉永熹 王長(zhǎng)征

【摘要】新疆準(zhǔn)噶爾盆地阜東地區(qū)第三系膏泥巖地層縮徑散塌嚴(yán)重，阻卡頻繁，時(shí)有大段劃眼，下部侏羅系地層壓力異常，易粘卡，電測(cè)一次成功率較低。針對(duì)以上問(wèn)題采用聚合鹽鉆井液體系，并配合相應(yīng)的鉆井工程技術(shù)措施，減少了膏泥巖地層膨縮引起的井下復(fù)雜情況，實(shí)現(xiàn)了井壁穩(wěn)定，井徑規(guī)則，同時(shí)提高了電測(cè)一次成功率，縮短了鉆井周期，取得相應(yīng)經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】阜東 聚合鹽鉆井液 抑制 封堵 潤(rùn)滑

1 地質(zhì)概況

阜東區(qū)塊井位于準(zhǔn)噶爾盆地阜康凹陷（新疆阜康縣境），工區(qū)內(nèi)地表農(nóng)田、荒漠。

該區(qū)地層自下而上依次有二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、新老第三系。

2 工程問(wèn)題

該區(qū)探井鉆揭資料表明，地表第四系發(fā)育松散礫石層約60～260m不等，易塌、漏、竄；第三系膏質(zhì)泥巖因易吸水導(dǎo)致塌卡縮并存，提鉆困難，下鉆劃眼。白堊系及下部侏羅紀(jì)系壓力異常，該區(qū)鉆井鉆井液密度上提快，曾多次卡鉆、電測(cè)粘電纜。

3 技術(shù)難題

承上可知該區(qū)鉆井技術(shù)難點(diǎn)在于：

表層礫石層竄槽垮塌卡鉆。

第三系膏質(zhì)灰質(zhì)泥巖污染泥漿性能，縮徑、散塌阻卡，泥包鉆頭。應(yīng)提前處理。

白堊系及侏羅地層壓力異常，下部鉆井液密度使用1.65g/cm³時(shí)局部壓差造成粘附卡鉆及電測(cè)卡電纜。

4 鉆井液技術(shù)

4.1 阜東地區(qū)第三系泥巖水化特征分析

（1）巖心礦物成分分析，巖樣中蒙脫石礦物絕對(duì)含量為23%，其相對(duì)含量則可達(dá)60%以上，表明該巖樣具有很強(qiáng)的水化膨脹和水化分散潛在能力。

4.2 抑制水化實(shí)驗(yàn)研究

（1）泥巖浸泡實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

巖心浸泡實(shí)驗(yàn)再次表明了巖樣本身異常強(qiáng)烈的分散性質(zhì)。

經(jīng)4#溶液浸泡的巖心，其穩(wěn)定性明顯高于經(jīng)其它溶液浸泡的巖心，幾天后仍未剝落，表明其抑制性良好。

4.3 鉆井液體系的選擇

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比，室內(nèi)多次試驗(yàn)優(yōu)化鉆井液體系配方：

鉆井液配方為：

4%坂土+0.2% KOH+10～15%JN-2+0.3%PM0HA+3%～5% PHT+1%～2%LVCMC-1+2%～3%RSTF+1%～2%MFG+5%～7%KCl+1%～2%QCX+0.1%CaO+1%潤(rùn)滑劑+重粉。

鉆井液性能見(jiàn)表2。

5 阜東區(qū)塊鉆井液體系現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

5.1 鉆井液技術(shù)措施

（1）一開(kāi)采用高坂含-CMC鉆井液鉆穿礫石層，保證攜巖，防竄、防漏，確保下套管及后續(xù)完井作業(yè)順利。

（2）二開(kāi)按設(shè)計(jì)配方轉(zhuǎn)化鉆井液，依次加入LVCMC、RSTF、PHT、JN-2、KCL等；

JN-2轉(zhuǎn)化加量15%，KCl轉(zhuǎn)化時(shí)加量為7%，鉆井中依次保證含量在10%，7%。鉆進(jìn)中隨時(shí)采用膠液的方式補(bǔ)充維護(hù)，進(jìn)入膏泥巖地層前加大聚合鹽加量到20%，同時(shí)引入PMHA、CaO，保證鉆井液的強(qiáng)抑制性及性能穩(wěn)定；

上部井段要求加足5%防塌劑PHT，適當(dāng)加入輕鈣，保證鉆井液的防塌、封堵性；井深1500m以下井段以PHT和MFG加強(qiáng)鉆井液的防塌、封堵性，保證濾餅有較好的防透性，混入1%潤(rùn)滑劑，提高鉆井液的潤(rùn)滑性，同時(shí)嚴(yán)格控制鉆井液HTHP不大于12mm，利用好四級(jí)固控設(shè)備，及時(shí)清除鉆井液中的有害固相，降低摩阻防止粘附卡鉆。

鉆揭膏泥巖地層鉆井液密度提至1.20g/ cm³以上，進(jìn)入白堊系提至1.35g/cm³，下部根據(jù)地層DC指數(shù)使用好鉆井液密度，保證安全鉆進(jìn)。

在鉆井完井液性能達(dá)標(biāo)的情況下，各種防塌劑、封堵劑、油層保護(hù)劑必須按設(shè)計(jì)足量加入，確保井下正常，完鉆后洗井干凈打入固體潤(rùn)滑劑墊漿封隔裸眼保證完井電測(cè)順利。

工程、鉆井液各項(xiàng)措施提前預(yù)案，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)措施，量化短程提下鉆制度、按時(shí)活動(dòng)鉆具制度、遇阻卡劃眼制度和進(jìn)入復(fù)雜段前試驗(yàn)預(yù)防制度，避免操作不當(dāng)造成井下復(fù)雜。

5.2 鉆井液應(yīng)用效果

阜東區(qū)塊井采用聚合鹽鉆井液體系，并配合相應(yīng)的鉆井工程技術(shù)措施?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，聚合鹽鉆井液體系具有較強(qiáng)的抑制性，有效地減輕了膏泥巖地層的水化分散，減少其引起的井下膨縮阻卡，實(shí)現(xiàn)了井壁穩(wěn)定，井徑規(guī)則，提高了電測(cè)一次成功率；鉆井液流變性均衡穩(wěn)定，便于維護(hù)處理；通過(guò)強(qiáng)化鉆井工程技術(shù)措施，縮短了鉆井周期，提高了鉆井時(shí)效，獲得一定經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)阜東區(qū)塊地層泥巖水化特征的全面分析、抑制性實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)選出滿(mǎn)足該區(qū)塊施工要求的聚合鹽鉆井液配方。

（2）該體系抑制性強(qiáng)，能有效抑制膏泥巖地層的水化膨縮、分散造漿，性能均衡穩(wěn)定，保證了該區(qū)井順利進(jìn)行。

（3）該體系具良好的封堵能力，能夠有效封堵散塌及地層發(fā)育膠結(jié)不好的地層，井壁穩(wěn)定，井眼規(guī)則。