復(fù)合鹽鉆井液體系提速提效鉆井技術(shù)

王勁松

摘 要：自石油勘探開發(fā)工業(yè)形成以來，提高鉆井速度一直是鉆井施工中亙古不變的主題。有研究資料表明，鉆井速度提高一倍，鉆井費(fèi)用將減少50%。近年來，勝利工程公司大力推廣復(fù)合鹽鉆井液體系，該體系具有強(qiáng)抑制特點(diǎn)，解決了大部分區(qū)塊的井壁失穩(wěn)難題，但針對(duì)該體系的提速提效技術(shù)的研究，仍是空白。本文通過對(duì)復(fù)合鹽鉆井液中亞微米顆粒的含量、瞬時(shí)濾失量的大小進(jìn)行研究，尋找合理的無機(jī)鹽加量，并進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，取得了良好的提速效果。

關(guān)鍵詞：復(fù)合鹽鉆井液 提速 亞微米顆粒 瞬時(shí)濾失量

一、復(fù)合鹽鉆井液的提速優(yōu)勢

復(fù)合鹽鉆井液體系依靠各種無機(jī)鹽提高鉆井液的抑制能力，通過壓縮擴(kuò)散雙電層度，能有效抑制地層造漿，使固相維持在較大的粒徑范圍，有明顯的提速優(yōu)勢。復(fù)具有更為良好的流動(dòng)性。固相顆粒的水化膜被壓縮，自由水含量增加，固相顆粒間、固相顆粒與液相間的摩擦得到大幅度降低，流動(dòng)性大幅提高。由于復(fù)其強(qiáng)抑制能力，以及K+的晶格固定作用，自由水難以進(jìn)入晶層，從而提高了地層穩(wěn)定性。同時(shí)減少了井下復(fù)雜情況的發(fā)生，使鉆井周期大幅降低。復(fù)合鹽鉆井液的瞬時(shí)濾失量較高，能大幅提高機(jī)械鉆速。

二、復(fù)合鹽鉆井液提速配方優(yōu)化

2.1含鹽量對(duì)亞微米顆粒含量的影響

利用SALD-1100激光粒度儀測定不同鹽含量中鉆井液中固相顆粒的粒度分布。使用淡水鉆井液快速鉆進(jìn)基漿，加入不同含量的NaCl、KCl，并測定鉆井液中的固相分布情況。

2.2含鹽量對(duì)瞬時(shí)濾失量的影響

從保證鉆井液具有較高的瞬時(shí)濾失量以提高機(jī)械鉆速的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：

取不同含鹽量的鉆井液，使用LV-CMC分別將鉆井液API濾失量調(diào)整至4ml，并依據(jù)公式：

V30min=2（V7.5min-Vsp）+Vsp

計(jì)算鉆井液的瞬時(shí)濾失量，計(jì)算數(shù)據(jù)如表1所示。

2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，增加無機(jī)鹽的含量，可滿足控制亞微米顆粒含量的要求。當(dāng)NaCl超過4%、KCl超過8%后，亞微米顆粒含量降低速率明顯降低。由表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨著含鹽量的增加，鉆井液的瞬時(shí)濾失量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，當(dāng)NaCl的含量達(dá)到4.8%時(shí)，鉆井液瞬時(shí)濾失量達(dá)到最大，當(dāng)KCl的含量達(dá)到7.5%時(shí)，鉆井液瞬時(shí)濾失量達(dá)到最大?？芍?，當(dāng)NaCl的含量達(dá)到4.8%、 KCl的含量達(dá)到7.5%時(shí)，可同時(shí)滿足鉆井液控制亞微米顆粒含量、增加瞬時(shí)濾失量，從而達(dá)到提高機(jī)械鉆速的目的。

三、復(fù)合鹽鉆井液體系提速提效技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用

3.1邵古斜201井應(yīng)用

3.1.1鄰井施工情況對(duì)比：

邵古斜201井附近，有邵古2-11井、邵古2-斜12井、義東301井在井深和層位上具有較好的參考性，四口井的鉆頭鉆速參數(shù)如表2：

3.1.2應(yīng)用效果分析

由圖4可知，通過應(yīng)用復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)，機(jī)械鉆速得到有效的提高，在東營組以下非常明顯：

①在館陶組及以上地層的小循環(huán)鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速已經(jīng)接近清水鉆進(jìn)機(jī)械鉆速水平；②進(jìn)入東營組后，復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)的優(yōu)勢得到明顯體現(xiàn)；③除邵古斜201井在沙一段定向造斜造成機(jī)械鉆速下降外，進(jìn)入沙河街組后，復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)的應(yīng)用在各地層使機(jī)械鉆速有不同程度提高，在沙四段效果尤為明顯。

綜上，復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了地層水敏性泥巖造漿造成的機(jī)械鉆速下降的問題，相比常規(guī)聚合物鉆井液體系提速效果顯著，機(jī)械鉆速同比提高27.32%，鉆井周期同比提高2.1天，且施工井井壁穩(wěn)定，復(fù)雜情況的發(fā)生得到控制，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

四、結(jié)論

復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)，通過邵古斜201井現(xiàn)場應(yīng)用表明：復(fù)合鹽鉆井液提速提效技術(shù)具有配方簡單、操作方便，對(duì)鉆井液性能無破壞性影響，能有效提高全過程小循環(huán)上部地層的機(jī)械鉆速，有效抑制東營組的大段水敏性泥巖水化分散，降低鉆井液中亞微米顆粒的含量，增加瞬時(shí)濾失量，切實(shí)提高機(jī)械鉆速，并能提高強(qiáng)水敏性地層的穩(wěn)定性，降低井壁垮塌等復(fù)雜情況發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井綜合成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。