鉀鹽共聚物鉆井液在達(dá)深X井的應(yīng)用

李景龍

摘要：達(dá)深X井位于徐家圍子斷陷安達(dá)凹陷北部，是大慶油田一口重點(diǎn)的預(yù)探井。介紹了該井的鉆井液技術(shù)難題和采用的鉆井液工藝技術(shù)措施。該井該井有二開是一段長裸眼井段，長達(dá)2452m，重點(diǎn)是抑制地層造漿、保持井壁穩(wěn)定、防止井塌和縮徑，選用了兩性離子聚合物低固相不分散鉆井液，滿足了上部井段施工需要。應(yīng)用結(jié)果表明，該套鉆井液技術(shù)對(duì)這一區(qū)塊有普遍的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鉀鹽共聚物鉆井液；井壁穩(wěn)定；泉三段

1 鉀鹽共聚物鉆井液性能室內(nèi)評(píng)價(jià)

1.1 鉀鹽共聚物鉆井液配方優(yōu)選

初步確定WDYZ-Ⅰ加量為0.2%～0.3%，然后對(duì)其它處理劑進(jìn)行優(yōu)選，經(jīng)實(shí)驗(yàn)初步確定出了鉀鹽共聚物鉆井液配方如下：

4.5%膨潤土+（0.2%～0.3%）WDYZ-Ⅰ+（1%～1.5%）YGT+（1%～1.5%）DYFT-Ⅰ+（1%～1.5%）NPAN+（2%～3%）KFT+3%（土量）純堿+1.5%（土量）KOH

1.2 抗溫性

鉀鹽共聚物鉆井液抗溫性能評(píng)價(jià)，在150℃下老化16h后，鉀鹽共聚物鉆井液流變性仍然很好，濾失量較低，完全可以滿足鉆井施工對(duì)體系抗溫穩(wěn)定性的要求。

1.3 抑制性能

取該區(qū)塊極易水化膨脹的青二、三段地層泥頁巖巖心進(jìn)行鉆井液熱滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)（100℃、16h），測得清水和鉀鹽共聚物鉆井液的滾動(dòng)回收率分別為22.3%和92.1%，這表明鉀鹽共聚物鉆井液具有良好的抑制性，能較好地控制泥頁巖的水化。

1.4 抗污染能力

鉀鹽共聚物鉆井液主要用于水敏性地層鉆進(jìn)，因此要求其抗劣質(zhì)土污染能力高，鉀鹽共聚物鉆井液抗污染實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，不同濃度的青山口組巖心粉污染鉀鹽共聚物鉆井液后，其塑性粘度和表觀粘度均略有上升，濾失量減小，但仍然具有良好的流動(dòng)性，可以滿足現(xiàn)場鉆井施工的需要。因此，鉀鹽共聚物鉆井液具有良好的抗污染能力。

2現(xiàn)場應(yīng)用

2.1一開（0～351m）

防止井口垮塌、井漏是該井段重點(diǎn)。為保證大井眼鉆井液的攜巖性和井壁穩(wěn)定性，用預(yù)水化膨潤土漿（200m?水+8t膨潤土+0.4t純堿）開鉆。鉆井液黏度為50s，密度1.05g/cm?。鉆進(jìn)速度不大于，每打完1個(gè)單根劃眼2遍。完鉆后大排量洗井。套管下入順利。

2.2二開（351～2802m）

二開井段裸眼段長達(dá)2452m，重點(diǎn)是抑制地層造漿、保持井壁穩(wěn)定、防止泥包、縮徑卡鉆要、防止井壁坍塌、防止井漏。為滿足各層段特殊地質(zhì)條件對(duì)鉆井液的要求，選用鉀鹽共聚物鉆井液。

上部井段（351～1370m）主要為泥巖，造漿能力強(qiáng)，易縮徑而造成起下鉆困難。鉆井液以鉀鹽共聚物控制造漿為主，保持低密度、低黏度；鉆井工程方面保證大排量洗井，讓鉆井液在環(huán)空中成紊流狀態(tài)，以提高鉆井液對(duì)井壁的沖刷能力，使井眼更加清潔。二開鉆井液配方與實(shí)驗(yàn)一致如下：

4.5%膨潤土+（0.2%～0.3%）WDYZ-Ⅰ+（1%～1.5%）YGT+（1%～1.5%）DYFT-Ⅰ+（1%～1.5%）NPAN+（2%～3%）KFT+3%（土量）純堿+1.5%（土量）KOH

鉆井液密度為1.05～1.15 g/cm?，黏度為40～50s，慮失量為6mL，塑性黏度13mPa.s，動(dòng)切力為7Pa。在鉆進(jìn)過程中，根據(jù)鉆井速度、鉆井液性能和振動(dòng)篩上返出的鉆屑特征，細(xì)水長流地及時(shí)補(bǔ)充預(yù)水化處理劑膠液（3.00% KFT +1.50% YGT +0.40%WDYZ-1+0.3 %HX-D+1.00 %NPAN），使WDYZ-1、HX-D、NPAN的含量不低于0.3%、0.3 %、0.8 %。該井段鉆速塊，本井段400米左右出現(xiàn)虛泥餅，在增加WDYZ-1、HX-D、NPAN至上線，增強(qiáng)了鉆井液的抑制性，有效的修整井壁，使在下段地層鉆進(jìn)時(shí)，沒有受到影響，井壁穩(wěn)定，返砂正常，起下鉆通暢，沒有發(fā)生阻卡現(xiàn)象。

嫩江組二段底部、青山口組底部黑褐色油頁巖為松遼盆地區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)層。鉆至井深1370m（嫩二段底部）時(shí)，短程起下鉆調(diào)整鉆井液密度為1.20g/cm?，黏度55s左右，排量55l/s，正常鉆進(jìn)。

下部井段青山口組（1580～1955m）存在大段黑褐色油頁巖，為防止掉塊井塌造成井壁不穩(wěn)定，必須嚴(yán)格控制慮失量。以高濃度WDYZ-1、HX-D水溶液配制的藥液來提高鉆井液的抑制能力和防塌能力，保持鉆井液密度在1.20～1.22 g/cm?，黏度為50～70s，慮失量不大于4mL。使用方法如下：2.5%HX-D水溶液兩方以兩個(gè)循環(huán)周的時(shí)間均勻加入循環(huán)罐中，1.25% WDYZ-1水溶液兩方以兩個(gè)循環(huán)周的時(shí)間均勻加入循環(huán)罐中，1.25% NPAN水溶液兩方以兩個(gè)循環(huán)周的時(shí)間均勻加入循環(huán)罐中，這三種方法可以交替使用，也可視鉆井液性能選擇使用，以前兩種為主，同時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充正常濃度膠液，改善鉆井液性能。

泉頭組（1955～2770m）及登婁庫組頂端（2770～2802m）存在大段泥巖，易造漿，且存在大段硬脆性泥巖，易掉塊，需調(diào)整好鉆井液性能，減少掉塊程度，下鉆時(shí)容易遇阻。本口井在2650長起換牙輪鉆頭時(shí)，下鉆時(shí)在2170～2400m遇阻，環(huán)空不暢，進(jìn)行劃眼，劃眼及循環(huán)時(shí)井口返出大量片狀、塊狀、球形頁巖，井下情況復(fù)雜，分析為井壁不穩(wěn)所造成的，密度偏高（1.27 g/cm?）導(dǎo)致井壁產(chǎn)生的虛泥餅偏厚，導(dǎo)致縮徑。在下鉆到底后，井里砂子返出干凈后，進(jìn)行正常打鉆。經(jīng)分析研究決定，在鉆進(jìn)時(shí)將鉆井液密度由1.27 g/cm?降至1.24 g/cm?，黏度由劃眼時(shí)70s降至55s，慮失量小于4 mL。為了保證鉆井液在高溫的穩(wěn)定性，加入1.00 %GWJ、1.00 %SF260，提高鉆井液的表面活性，阻止鉆井液在高溫和高PH值條件下的溶膠化程度。

二開使用的鉀基共聚物鉆井液體系對(duì)泥頁巖的包被效果好，抑制造漿能力強(qiáng)，流動(dòng)性好，通過嚴(yán)格控制鉆井液性能，從鉆井液的密度、黏度、慮失量、環(huán)空流型等方面采取了正確的措施，鉆井過程優(yōu)質(zhì)快速。

3效果評(píng)價(jià)

3.1井壁穩(wěn)定效果

該井用密度為1.05～1.28 g/cm3鉆井液進(jìn)行二開鉆進(jìn)，中途進(jìn)行了三次短起下鉆，沒有發(fā)生井壁剝落現(xiàn)象和遇阻劃眼等復(fù)雜情況，鉆進(jìn)施工中起下鉆無阻卡，沒有發(fā)生任何事故和復(fù)雜，平均井徑擴(kuò)大率為8.82%。這表明鉀鹽共聚物鉆井液抑制能力強(qiáng)，能較好地抑制泥頁巖水化膨脹，解決低密度下井壁穩(wěn)定問題。

3.2井眼凈化效果

該井在鉆井過程中，動(dòng)塑比保持在0.5Pa/ mPa·s以上，井口返出巖屑代表性強(qiáng)，起下鉆未發(fā)生阻卡現(xiàn)象，完井電測均為一次測完。這表明鉀鹽共聚物鉆井液懸浮攜砂能力強(qiáng)，井眼凈化效果好。

3.3抗高溫、抗污染效果

該井在整個(gè)施工過程中，性能都是比較穩(wěn)定的，抗污染能力較強(qiáng)。井深到3000m以后，性能沒有出現(xiàn)大的波動(dòng)，這表明鉀鹽共聚物鉆井液在高溫條件下性能基本不受影響，抗高溫效果好。

4認(rèn)識(shí)和建議

（1）鉀鹽共聚物鉆井液在井壁上形成結(jié)構(gòu)致密、薄而韌的泥餅，具有良好的穩(wěn)定井壁能力，能滿足鉆井施工的要求。

（2）鉀鹽共聚物鉆井液無熒光，不干擾地質(zhì)錄井，地質(zhì)卡層準(zhǔn)確率為100%，適用于探井施工，具有良好的懸浮攜砂能力，可用于定向井施工，具有良好的頁巖抑制能力，適宜于任民鎮(zhèn)斷陷中淺層鉆井施工。

（3）復(fù)合抑制劑現(xiàn)場水化效果較實(shí)驗(yàn)室水化效果差，建議在今后使用鉀鹽共聚物鉆井液時(shí)，對(duì)復(fù)合抑制劑分子量進(jìn)行優(yōu)化，使其更適于現(xiàn)場應(yīng)用。

（作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井一公司）