強(qiáng)抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系在蘆1—9H井的應(yīng)用

楊世超 王曉琛

摘要：蘆1-9H 井是吐哈油田在三塘湖盆地馬中構(gòu)造帶蘆1井塊所布的一口重點水平井，該區(qū)塊井鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)井漏、掉塊、坍塌、井壁失穩(wěn)等復(fù)雜情況。針對該井的技術(shù)難題，結(jié)合室內(nèi)研究，采用強(qiáng)抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系，大大提高了鉆井速度，縮短了施工周期，節(jié)約了鉆井成本。應(yīng)用效果表明，該體系具有良好的抑制、防塌及潤滑性能，維護(hù)簡單，安全環(huán)保，為該區(qū)塊水平井的鉆井液施工提供了參考。

關(guān)鍵詞：防漏；防塌；潤滑；攜巖；強(qiáng)抑制

蘆1-9H井位于三塘湖油田馬中區(qū)塊牛東1號與牛東2號構(gòu)造之間南部下傾的斜坡部位，目的層為二疊系中統(tǒng)條湖組。該區(qū)塊鉆井施工井段長，鉆遇地層多，并且?guī)r性及壓力體系復(fù)雜多變，鉆井過程中漏、塌、卡等事故及其它復(fù)雜情況多，施工難度大。

1 地質(zhì)及工程簡況

蘆1-9H 井鉆遇地層從上到下依次為新生界第四系、第三系，中生界白堊系，侏羅系齊古組、頭屯河組、西山窯組，三疊系小泉溝組，二疊系條湖組。水平段所鉆地層二疊系條湖組。

蘆1-9H 井采用“二開”井身結(jié)構(gòu)，井身結(jié)構(gòu)為：一開：Φ375mm×302m（Φ273×301m）；二開：Φ215.9×3347m（Φ139×3345m）。本井從二開2170m 造斜，2637m進(jìn)入水平段，水平段長708m，水平位移798m，最大井斜96°，完鉆井深3347m。

2 鉆井液技術(shù)難點

2.1 井漏

井漏一直是三塘湖油田馬中區(qū)塊蘆1井區(qū)鉆井過程中遇到的一個突出問題，而且不易堵住。堵漏浪費了大量的時間，嚴(yán)重地影響了鉆井施工的正常運行。蘆1井區(qū)白堊系地層（900-1320m）發(fā)生井漏后堵漏存在以下技術(shù)難點：地層破碎、膠結(jié)性差，承壓能力低；存在誘導(dǎo)性裂縫、易重復(fù)漏失；地層壓力系數(shù)懸殊，承壓要求高。

2.2 井壁失穩(wěn)。

蘆1-9H井二開裸眼段長3000多米，壓力損耗比較大，壓力激動也容易引起地層坍塌；條湖組地層層理、微裂縫發(fā)育，地層被鉆開后，濾液沿層理和微裂縫侵入，粘土礦物吸水膨脹后膠結(jié)強(qiáng)度降低，在地應(yīng)力作用下易坍塌；鉆井周期長，裸眼浸泡的時間長，井壁失穩(wěn)的幾率增加。

2.3 井眼凈化

蘆1-9H井斜井段長500多米，水平段長700多米，隨著井斜的增大，在下井壁形成巖屑床、上井壁形成鍵槽，而且?guī)r屑床存在著下滑的潛在危險，造成高的扭矩和阻力，施工中產(chǎn)生托壓、蹩泵等現(xiàn)象。

2.4 潤滑防卡

蘆1-9H井較深，在大井斜和水平段鉆進(jìn)，鉆具整體躺在下井壁上，鉆具與井壁的軸向摩擦造成起下鉆具的阻力大，易出現(xiàn)起鉆遇卡、下鉆遇阻等現(xiàn)象，發(fā)生粘卡的幾率高；同時滑動鉆進(jìn)時常發(fā)生“托壓”現(xiàn)象，導(dǎo)致不能繼續(xù)鉆進(jìn)。

2.5 保護(hù)氣層問題

蘆1井區(qū)屬于低滲透性油層，極易受到鉆井液的污染，為此，要求所使用的鉆井液體系具有強(qiáng)抑制性，良好的懸浮攜帶能力、潤滑性和一定的防漏能力，同時保護(hù)儲集層。

3 鉆井液體系選擇

根據(jù)該井的地層特點和對鉆井液的要求，結(jié)合以往成功經(jīng)驗，在定向水平段采用強(qiáng)抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系。

強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系：3～5%膨潤土+ 0.2～0.4%燒堿+ 0.2～0.5%聚合物+0.2～0.3%有機(jī)胺+ 4～5%磺化酚醛樹脂+ 3～5%磺化瀝青+3～4%超細(xì)+5～6%液體潤滑劑+ 3～5%固體潤滑劑。

4 現(xiàn)場鉆井液施工措施及處理簡介

結(jié)合蘆1-9H井的現(xiàn)場施工情況，可從以下技術(shù)難點來分析評價該鉆井液體系。

（1）井壁穩(wěn)定技術(shù)。

針對這種情況，為實現(xiàn)安全鉆進(jìn)，采取了以下措施：①嚴(yán)格控制濾失量，使用抗鹽抗高溫降失水劑KFT、TSH-2、SMP-1等降濾失劑，有效形成優(yōu)質(zhì)致密泥餅，使全井段API濾失量小于3.2mL，滿足了井下安全要求；②繼續(xù)補充強(qiáng)抑制聚合物，保持聚合物的含量在0.3%以上，并隨著水平段的不斷增加，相應(yīng)聚合物濃度適當(dāng)提高來提高鉆井液的抑制性；③添加封堵類防塌劑磺化瀝青，封堵地層微裂縫；④加入潤滑劑有利于優(yōu)質(zhì)泥餅的形成，使泥餅更光滑致密。

（2）固相控制與井眼清潔技術(shù)。

針對二開定向段及水平段長，攜巖與井眼凈化困難的難題，調(diào)整鉆井液漏斗粘度在50-70s之間，初終切力控制在3～5/10～12Pa左右，動塑比基本保持在0.5以上，增強(qiáng)體系的攜巖能力；適當(dāng)增加排量，盡量使鉆井液達(dá)到紊流狀態(tài)，保持較高的上返速度；充分利用好固控設(shè)備，使用180目振動篩和高效離心機(jī)，盡量清除鉆井液中的無用固相；適時打入鉆井液稠塞，清潔井眼；配合工程的短起下、通井等措施破壞巖屑床、鍵槽等井眼不利因素。

（3）潤滑減阻技術(shù)。

采用強(qiáng)抑制包被劑控制粘土過度細(xì)分散，補充防塌降濾失劑的加量，保證了鉆井液具有低失水、高質(zhì)量泥餅的特性。通過液體潤滑劑與固體潤滑劑的協(xié)同作用以降低鉆井液的潤滑系數(shù)，配合高質(zhì)量的泥餅及鉆井液較高的液相粘度以保證了鉆井液優(yōu)良的潤滑性。

（4）油層保護(hù)技術(shù)

在水平段鉆進(jìn)過程中，采取了以下保護(hù)油氣層的措施：①鉆井過程中使用好四級固控設(shè)備，在保證井下安全的前提下盡可能降低鉆井液密度來降低井底壓力，盡量減少由壓差引起的對地層的污染。②油層段鉆進(jìn)嚴(yán)格控制鉆井液的濾失量，全井段鉆井液中壓濾失量始終小于3.2ml，減少濾液的侵入達(dá)到減少儲層傷害的目的。③使用具有較強(qiáng)抑制性的有機(jī)胺，抑制儲層中粘土顆粒的膨脹和分散，減少水敏損害和顆粒運移堵塞損害。

施工期間鉆井液各項性能參數(shù)為：密度1.20～1.30g/cm3，漏斗粘度50～70s，中壓失水3～3.2ml，PH值8～9，含砂0.2～0.3%，固含10～13%，塑粘15～20mpa.s，動切力8～11pa，初終切力3～4pa/8～14pa，MBT 40～60g/L。

5 應(yīng)用效果

在蘆1-9H井整個鉆井施工中鉆井液性能指標(biāo)符合鉆井液設(shè)計要求，二開定向段及水平段使用強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系，在保證井下安全的前提下鉆井液密度和HTHP濾失量均控制在要求范圍內(nèi)，并且井壁穩(wěn)定，潤滑效果好，滿足了鉆井工藝的要求；強(qiáng)抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系，抗溫性好，攜巖能力強(qiáng)，潤滑性好，鉆井液整體性能穩(wěn)定，不僅保證了鉆井施工的安全、快速、高效、環(huán)保，還滿足了地質(zhì)錄井的需要，比設(shè)計周期縮短的了三分之一，節(jié)約了鉆井成本。

6 結(jié)論與建議

（1）強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系較好滿足了本井的鉆探施工，保證了該體系的抑制防塌和攜巖性能，對井眼起到良好的清潔作用。

（2）在水平段，一定要加強(qiáng)現(xiàn)場固控設(shè)備的使用，盡可能采用高目數(shù)振動篩布，高效使用離心機(jī)，同時保證鉆井液中較低的固相含量，通過大、中、小高分子聚合物與胺基抑制劑的復(fù)配作用提高鉆井液的抑制性，最重要的是加大潤滑劑的加量，必要時配合固體潤滑劑提高潤滑性。

參考文獻(xiàn)

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[2] 沈偉. 大位移井鉆井液潤滑性研究的現(xiàn)狀與思考[J]. 石油鉆探技術(shù)，2001，29（1）：25-28.

（作者單位：1中石化勝利石油工程公司鉆井工藝研究院；

2山東勝利職業(yè)學(xué)院）