淺談蘇里格二開水平井鉆井液封堵性的重要性

王凱 韓佩章 侯博（川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西 西安 710018）

淺談蘇里格二開水平井鉆井液封堵性的重要性

王凱 韓佩章 侯博（川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西 西安 710018）

隨著蘇里格區(qū)塊不斷的開發(fā)，井型和井身結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，從直井、定向井轉(zhuǎn)移到水平井。為了蘇里格水平井鉆井提速及甲方優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、降低鉆井綜合成本發(fā)展需要，蘇里格第三項(xiàng)目經(jīng)理部在蘇5區(qū)塊進(jìn)行鉆井工藝革新，將三開結(jié)構(gòu)水平井優(yōu)化為二開結(jié)構(gòu)水平井。蘇里格區(qū)域二開結(jié)構(gòu)水平井在施工中存在裸眼井段長(zhǎng)、井壁浸泡時(shí)間長(zhǎng)、塌漏矛盾突出、鉆遇泥巖后極易發(fā)生垮塌等難題，要解決這些難題首先必須保證鉆井液的封堵性。

封堵性；井壁穩(wěn)定；二開水平井；鉆井液

1 蘇里格二開水平井技術(shù)難點(diǎn)

（1）蘇里格區(qū)塊劉家溝組與石盒子組地層承壓能力低。

（2）安定組、直羅組、延長(zhǎng)底部、紙紡組頂部及雙石層易垮塌。

（3）水平段鉆遇泥巖后極易垮塌，提高密度后劉家溝組易井漏，塌漏矛盾突出。

（4）二開結(jié)構(gòu)井斜井段入窗后不下技術(shù)套管直接進(jìn)入水平段鉆進(jìn)，裸眼井段長(zhǎng)，井壁浸泡時(shí)間長(zhǎng)。

2 鉆井液封堵性穩(wěn)定井壁機(jī)理及封堵材料選擇

2.1 鉆井液封堵性穩(wěn)定井壁機(jī)理

壓力傳遞是引起井壁坍塌的誘發(fā)因素，因此單靠鉆井液的抑制作用起不到防塌作用，必須采用鉆井液中固相粒子的物理封堵作用才能隔離井壁坍塌是鉆井過程中遇到的最棘手的井下復(fù)雜事故之一。由于鉆井液具備了攜帶和懸浮巖屑、平衡地層壓力、防止井壁坍塌等很多重要功能，保證了鉆井工程的順利實(shí)施，而被譽(yù)為鉆井工程的“血液”。然而鉆井液需要通過“物化封固井壁阻緩壓力傳遞—加強(qiáng)抑制水化—化學(xué)位活度平衡—合理密度有效應(yīng)力支撐”等多種作用方式，即所謂的“多元協(xié)同”穩(wěn)定井壁理論才能較好地實(shí)現(xiàn)井壁穩(wěn)定。該理論首先強(qiáng)調(diào)了“物化封固井壁阻緩壓力傳遞”，實(shí)際上是強(qiáng)調(diào)了鉆井液的封堵性能。

2.2 封堵效果的評(píng)價(jià)方法

目前中國(guó)有多種評(píng)價(jià)鉆井液封堵效果的方法，鉆井液是否對(duì)地層實(shí)現(xiàn)了封堵，本文采用中壓失水儀測(cè)試30分鐘鉆井液的濾失量、初失水時(shí)間（第一滴失水滴出時(shí)間）、透水量、初透水時(shí)間（透水實(shí)驗(yàn)第一滴失水滴出時(shí)間）

透水實(shí)驗(yàn)方法：將中壓失水儀測(cè)試30分鐘后泥餅取出，將過濾杯中鉆井液倒出，清洗干凈后倒入清水，泥餅蓋好再做失水。

2.3 封堵劑的優(yōu)選

表1 不同處理劑的封堵效果對(duì)比（API）

表2 高溫高壓不同處理劑的封堵效果對(duì)比（HTHP)

由表1、表2試驗(yàn)得出在井漿中加入不同的封堵劑SFT、ZDS、GD-K，由于原漿濾失量較低，加入不同的封堵劑降濾失效果不明顯。隨著處理劑加量的增大，0.5%SFT-1、1%ZDS、0.5% GD-K降濾失量效果較好。

不同配方鉆井液封堵性對(duì)比得出：基漿+0.5%SFT-1+1% ZDS+0.5%GD-K+1%白土，效果較好。

3 鉆井液配方

井下正常情況下，井斜15°轉(zhuǎn)化為低固相甲酸鈉鉆井液體系。

具體配方：清水+0.2-0.3%PAC+2-3%GD-K+0.2-0.3%JT-

1+1.5-2%SFT-1+3%ZDS，循環(huán)6-8小時(shí)后加入0.1%NaOH、5%甲酸鈉、3%KCL，鉆穿易造漿石千峰地層底部及石盒子地層上部的棕紅色泥巖后加入預(yù)水化白土漿30方（白土1.5-2噸），提高封堵性能。劉家溝地層存在滲漏現(xiàn)象，在無大型漏失的情況下，斜井段至水平段完鉆密度1.30-1.35 g/cm3，并且通過加大陽離子乳化瀝青粉和細(xì)目碳酸鈣的含量，SFT的累積含量達(dá)到3%，ZDS累積加量達(dá)到5%以上，可以再次對(duì)井壁微裂縫進(jìn)行膠結(jié)、封堵，達(dá)到穩(wěn)定井壁目的。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在蘇里格區(qū)域二開水平井蘇5-13-15H井成功應(yīng)用，特別是通過提高體系封堵性及抑制性有效降低鉆井液密度解決了水平段出現(xiàn)大段泥巖提密度過程中劉家溝組易漏失、斜井段及水平段泥巖段易垮塌等難題，并且在蘇里格區(qū)域首先在二開水平井使用裸眼封隔器完井方式，并成功下入。

表3 蘇5-13-15H井水平段泥巖及鉆井液性能

斜井段及水平段鉆進(jìn)過程中，劉家溝地層因承壓能力較低一直存在滲漏現(xiàn)象，隨著封堵性的提高，劉家溝地層承壓能力逐漸提高，至完井未出現(xiàn)大型漏失，并且滲漏量一直減小，從斜井段漏失量1-1.5方/小時(shí)降至完井漏失量0.5方/小時(shí)，說明通過提高鉆井液的封堵性，可以逐漸封堵微裂縫，使地層承壓能力逐漸提高。

5 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

1.蘇里格二開水平井在鉆進(jìn)過程中控制合理的鉆井液密度和較低濾失量，并加強(qiáng)封堵防塌是防止石千峰組、石盒子組泥巖垮塌的有效手段。

2.鉆井液防塌性能良好，能夠解決蘇里格地區(qū)泥巖水敏性垮塌和周期性垮塌的難題。增強(qiáng)鉆井液封堵性能，降低鉆井液濾失量，對(duì)于防止裂縫擴(kuò)展，保證井下安全有著重要的意義。

3.優(yōu)質(zhì)的泥餅加上合理復(fù)配潤(rùn)滑劑，降低摩擦阻力系數(shù)和扭矩，滿足了二開結(jié)構(gòu)長(zhǎng)水平段的潤(rùn)滑防托壓要求。

4.提高鉆井液的封堵性能夠封堵蘇里格區(qū)域劉家溝滲透性漏失的細(xì)微裂縫，提高承壓能力，有效防止大型漏失。

[1]王中華.頁巖氣水平井鉆井液技術(shù)的難點(diǎn)及選用原則[J].中外能源，2012，17（4）：43-47.

[2]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，

2006.

[3]王旭，張強(qiáng)，李兵剛，等.水平井水平段泥巖防坍塌技術(shù)試驗(yàn)效果探討[C].第九屆青年科學(xué)家論壇論文集，2013：435-

438.

王 凱（1984-）男，漢族，陜西西安人，鉆井液工程師，主要從事鉆井液技術(shù)服務(wù)管理工作。