ULTRADRIL體系水基鉆井液在大斜度評價井中的應用

何谞超

摘要：大慶長垣葡萄花油田庫里泡地區(qū)受水域面積限制僅能設(shè)計實施大斜度評價井，針對大斜度井在鉆井過程中可能出現(xiàn)的返砂困難、摩阻增大、井壁坍塌等實際問題，試驗ULTRADRIL體系水基鉆井液，合理調(diào)配固控設(shè)備、嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，努力提高鉆井液潤滑性、抑制性及攜砂能力，嚴格控制各項性能指標，保障大斜度評價井順利完鉆。

關(guān)鍵詞：庫里泡地區(qū);大斜度評價井;ULTRADRIL體系水基鉆井液

葡萄花油田庫里泡地區(qū)是大慶長垣南部重點評價增儲區(qū)塊，近幾年加大了在該區(qū)塊評價井部署力度，加快了評價增儲步伐。而受水域面積限制，評價井井位實施成為擺在面前的一道難題，一方面涉及水利評價、環(huán)境評價等3年的前期準備及審批，另一方面涉及征地及墊方工作，投入成本太高?？紤]到時間及經(jīng)濟效益等因素，設(shè)計了位移在1.0-3.0公里的大斜度井，這對鉆井液性能提出了更高的要求，通過在庫里泡地區(qū)大斜度井中開展ULTRADRIL體系水基鉆井液現(xiàn)場試驗，成功完成了大斜度評價井的鉆井工作，并總結(jié)了該鉆井液在實施大斜度評價井過程中的寶貴經(jīng)驗。

1.大斜度井的技術(shù)難點

一是井深長、斜度大、斜井段較長，穩(wěn)斜段不利于攜砂;本井穩(wěn)斜井段長達2492m，鉆井液在大斜度井段攜砂能力降低，部分巖屑不能及時被攜至地面，停泵后巖屑沉降，很容易在穩(wěn)斜井段形成砂橋，且隨著造斜段長度的增加風險急劇增大，若操作不當易造成沉砂卡鉆。

二是嫩江組以泥巖為主，該地層泥巖膠結(jié)性差，水敏性強，主要表現(xiàn)為易水化分散造漿，易剝落、坍塌引起井眼擴徑;若起下鉆操作不平穩(wěn)、開泵過猛，極易引起嫩江組泥巖地層失穩(wěn)，產(chǎn)生較大掉塊，甚至出現(xiàn)“大肚子”，進而造成循環(huán)返砂困難，起下鉆間斷出現(xiàn)阻卡現(xiàn)象，為后續(xù)鉆進施工埋下隱患。

三是大斜度井井眼軌跡不規(guī)則，摩阻增大，易導致卡鉆等復雜情況出現(xiàn);由于本井斜井段井斜大、井段長，鉆進期間為確保中靶需要頻繁調(diào)整井眼軌跡，致使鉆具與井壁接觸面增大，結(jié)合造斜段砂橋雙重影響，鉆具摩阻大幅增加，加劇了卡鉆風險。

2.鉆井液性能維護方法

2.1提高攜砂能力方面

鉆井液方面主要從提高懸浮性和優(yōu)化流變參數(shù)方面入手，通過室內(nèi)小型實驗對比，在保證鉆井液流變性良好的情況下，提高MC-VIS、SOLTEX及DYFT-Ⅱ加量，增大鉆井液靜切力及懸浮能力，增強沉降穩(wěn)定性。流變性方面始終保持低剪切速率下的粘度以提高攜砂能力，進一步提高鉆井液的切力和動塑比，有效的保證了鉆井液的優(yōu)良攜砂性能。

工程操作方面主要是加強溝通協(xié)調(diào)，強化工程措施，適當?shù)卣{(diào)整排量，按需求泵入稠漿掃井以清潔井眼，配合短起下鉆工作，以減少和破壞巖屑床的形成，通過增加短起下鉆次數(shù)，及時破壞已形成的巖屑床，進一步提高井眼清潔度，降低沉砂卡鉆風險。

2.2提高穩(wěn)定性方面

為提高鉆井液抑制能力，鉆進期間，監(jiān)測MBT指標及觀察巖屑包被性，保證ULTRAHIB濃度不低于3%，ULTRACAP濃度不低于0.3%，使鉆井液保持良好的抑制性，并且該體系通過嵌入式的陽離子交換防止頁巖膨脹，抑制了地層造漿。MBT始終保持穩(wěn)定，振動篩返出巖屑成型好，證明ULTRADRILL體系具有良好的抑制性，能夠有效降低嫩江組泥巖水化分散。

在鉆井液防塌性能方面，首先，嚴格控制比重在合理范圍內(nèi)，通過液柱壓力對井壁施加足夠的支撐能力，避免液柱壓力過大造成泥巖裂縫進一步延展，加劇體系中自由水侵入深度。其次，進入易塌地層前，預先提高高效降失水材料在循環(huán)體系中的濃度，控制中壓濾失量在3.0～3.8ml，減少體系中自由水含量。針對嫩江組泥巖微細裂縫，常規(guī)鉆井液封堵劑顆粒尺寸大、無法進入細微裂縫的問題，通過加入2～3%合適粒徑的剛性封堵材料填充泥巖細微裂縫，利用瀝青類防塌材料成膜、可變軟變形的特性，分別加入0.8%化學防塌材料SOLTEX、DYFT-Ⅱ進一步強化泥餅質(zhì)量，在井壁地帶形成一個極低滲透性的內(nèi)濾餅，降低鉆井液濾液對泥巖井壁的滲透速率和侵入深度，從而提高了嫩江組泥巖承壓能力、防塌能力。

2.3提高潤滑性方面

（1）進入砂巖地層前，加入0.5～1%精致碳酸鈣CARB填充砂巖孔隙，預防因壓差原因引起的摩阻增大現(xiàn)象;

（2）提高排量、鉆井液懸浮攜帶能力，防止巖屑床形成，通過劃眼、短起下鉆及時破壞巖屑床的形成;

（3）根據(jù)鉆井施工具體情況和鉆井液消耗量，及時補充潤滑劑ULTRAFREE，并配合加入LUBE-167，保證鉆井液的潤滑性能，可有效降低鉆井液摩阻，減少托壓和扭矩過大的現(xiàn)象產(chǎn)生。

2.4固控設(shè)備配制方面

ULTRADRILL鉆井液體系配制完成之后，先在循環(huán)罐內(nèi)做好剪切水化備用。一級固控是固相控制的核心，井隊盡量配備高頻振動篩提高鉆井液的過篩性，鉆進及循環(huán)期間必須保證鉆井液100%過篩，初期振動篩使用120目的篩布，入井再次通過鉆頭剪切后提高鉆井液過篩性，等鉆井液材料剪切充分后逐漸將篩布替換成160目，隨井深增加可將篩布逐漸替換為200目，在條件允許的情況下盡量選取較細目數(shù)的篩布，以控制泥漿中的含砂量和有害低密度固相。

快速鉆進階段保持一體機連續(xù)使用，離心機每班使用4～8h，盡量降低鉆井液的含砂量。隨著井深和鉆井周期的增加，鉆井液中的細微顆粒逐漸累積增多，加大離心機的使用頻率，以清除10μm以下的固相顆粒，不但可以優(yōu)化鉆井液流變參數(shù)，也可以降低井下摩阻，為定向創(chuàng)造有利條件。

3.鉆井液應用效果分析

A井三開至完鉆，進尺3500.00m，歷時57日。在鉆進井深1941m準備短起下鉆修復井壁時，鉆井摩阻30kgN左右且隨著進尺恒定，返砂情況均為細砂僅有極少的剝落塊，在原技套的側(cè)鉆點以及技套底部出現(xiàn)擴經(jīng)情況。分析認為復雜情況的主要原因是在反復劃眼過程中，擴徑越來越大，大量細砂已經(jīng)返出，粒徑較大的粘泥包變成稠狀“泥砣子”，下面返出的顆粒越積越多，造成大的摩阻致使下鉆遇阻?，F(xiàn)場決定適當調(diào)整鉆井液性能，補充防塌劑和超細碳酸鈣，改善泥餅質(zhì)量，提高井壁承壓能力，性能與地層匹配度更高，順利完成起下鉆。

側(cè)鉆至井深2516m時，頻繁出現(xiàn)刮卡現(xiàn)象，倒劃眼有憋頂驅(qū)憋泵情況，應該是井壁剝落、掉塊產(chǎn)生的“大肚子”后，掉塊、沉砂、鉆屑等在該位置聚集，受到外力作用后滑落，造成了憋泵、卡鉆?，F(xiàn)場決定適當調(diào)整鉆井液性能，提高切力，增強鉆井液的懸浮和攜砂能力，盡可能保證井眼清潔，抑制泥頁巖水化，有效的減阻、保護低滲透儲層和穩(wěn)定井壁，調(diào)整后順利起鉆，后期施工未再出現(xiàn)憋泵現(xiàn)象。

4.結(jié)論

（1）當鉆井液抑制性不足，固含、粘切上升急需強化抑制性時，聚丙烯酸鉀、兩性離子包被劑等多數(shù)抑制劑“加不進去”，新型抑制劑ULTRAHIB或許是不多的選擇之一，可望用于高固含鉆井液抑制性的提高和粘切調(diào)控。

（2）需要有針對性的調(diào)整鉆井液的某項性能指標時，可事先分組做好室內(nèi)小型試驗，確定最佳配比后再進行現(xiàn)場處理，可使鉆井液性能處理更加高效。

（3）嫩江組地層穩(wěn)定性極差，抑制、封堵、防塌相結(jié)合可以更好保證嫩江組地層的穩(wěn)定，是優(yōu)質(zhì)快速完成鉆進施工的重點。

（4）固控設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，對水基泥漿在泥巖中鉆進時的維護至關(guān)重要。振動篩需確保配備200目及以上目數(shù)篩布并定期檢查破損情況，需保證一體機和離心機的正常使用。

參考文獻：

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