樊斜177長裸眼深井復雜地質(zhì)的鹽水鉆井液技術應用

李庭銀 張大力 王鵬 李方鵬 劉金博 勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司

一、地質(zhì)概括

博興洼陷是東營凹陷內(nèi)一個次一級構造單元，它位于高青平南斷層以東，石村斷層以西，南接魯西南隆起，四周還分布有青城凸起、廣饒凸起，整個洼陷東西向呈地塹式，南北呈箕狀，第三系地層沉積比較完整，沙三下、沙四上油頁巖及暗色泥巖發(fā)育。沙四段沉積時期，博興洼陷自西向東、由南向北發(fā)育花溝、金家-樊家、柳橋及小營-純化四大鼻狀構造帶。

二、井身軌跡

1.定向點設計井深：1400m，實際為1365m，地層為館陶組；

2.井身軌跡設計：0~1400m為直井段，1400~1675m為增斜段，1675~3650m為穩(wěn)斜段，3650~3770m為降斜段，3770~4633.85m為穩(wěn)斜段；

三、鉆井液施工難點

1.裸眼段長造成的摩阻大問題；

2.井身軌跡造成的鉆井液攜砂困難問題；

3.地溫梯度高對鉆井液的影響；

4.地層中二氧化碳氣體對鉆井液的污染；

5.井壁坍塌嚴重；

6.井漏及油氣侵造成的復雜情況；

7.井身軌跡造成的電測儀器阻卡問題；

四、鉆井液技術措施的制定與實施

本井設計鉆井液體系：801~1500m為鈣處理聚合物鉆井液；1500~2600m為聚合物潤滑封堵防塌鉆井液；2600~4633m為復合鹽潤滑封堵防塌鉆井液。

針對以上技術難點，制定出鉆井液性能以“預防為主，處理為輔”的中心思路，增強鉆井液抑制性、觸變性，保持低濾失、低摩擦系數(shù)。

1.合理控制鉆井液中的坂土含量：上部地層鉆進時按照1t/200m的比例加入氯化鈣，聚胺以0.6%的含量配成膠液加入，密度不大于1.13g/cm3，控制鉆井液中坂土含量在50g/L左右；下部地層轉(zhuǎn)換為鹽水鉆井液體系施工后，適當補充預水化的坂土漿；坂含維持在60~80g/L；

2.控制鉆井液的低濾失量：本井主要以抗鹽類的降濾失劑為主：0.5%燒堿+3%抗鹽防塌降粘降濾失劑+1.0%天然高分子降濾失劑+2.0%LV-CMC+3%超細碳酸鈣，使中壓濾失量小于4ml，良好的泥餅質(zhì)量，PH值9左右；在下部地層施工中，主要以降低高溫高壓濾失量為主，每百米1%磺甲基酚醛樹脂+1%褐煤樹脂，控制高溫高壓濾失量低于10ml；

3.鉆井液潤滑性的調(diào)整：本井斜井段長達3200多米，因此在施工中主要以液體類潤滑劑和塑料小球為主，通常在每鉆進200m后，按照1%的含量加入無熒光白油潤滑劑；同時為防止鉆具發(fā)生粘卡，在復合鉆進、定向過程中，加入塑料小球，降低鉆井液的摩擦系數(shù)，同時在短起下鉆或起下鉆作業(yè)前，均使用塑料小球?qū)π本芜M行封井，降低粘卡的概率；

4.鉆井液的抑制性與觸變性：為防止地層中的泥頁巖水化膨脹和剝蝕坍塌，保持鉆井液濾液中氯離子含量在90000mg/L左右，同時提高聚胺的含量，按照1%的含量配成膠液加入，以提高抑制性與觸變性；

5.井漏的預防：為防止?jié)B透性井漏的發(fā)生，在施工過程中，加入1%的納米二氧化硅，利用微小顆粒封堵地層微裂隙，同時利用較高的聚胺含量，使鉆井液中的粘土顆粒進入地層微裂縫中，形成堵塞，從而阻止鉆井液的滲透性漏失；

6.加強井壁穩(wěn)定性的維護處理：后期鉆進過程中，降低中壓濾失量小于3ml，高溫高壓濾失量小于10ml，同時加入2%的白瀝青，利用瀝青封堵泥頁巖微裂縫，降低泥頁巖的水化膨脹，同時增加濾餅的潤滑性，降低了鉆具與井壁之間的碰撞力，這樣有利于井壁的防塌；

7.鉆屑的攜帶與井筒的清潔控制：整口井的鉆進過程中，為盡量減少鉆屑上返過程中受鉆具擠壓導致巖屑床增厚、上返困難、堵塞環(huán)空，或鉆屑過度破碎分散，影響泥餅質(zhì)量，增加摩阻等問題，提高聚胺的含量，強化鉆井液的包被抑制能力，保持鉆屑的完整性；同時采用較高的排量（1.8~2.0m3/min）增加紊流狀態(tài)，提高鉆井液對巖屑床的沖刷破壞能力；下部地層施工中，振動篩采用180目篩布使用，除砂器全程使用，離心機定期使用，以保持鉆井液中含砂量小于0.3%；

8.鉆井液碳酸氫根的抗污染：由于沙三段泥頁巖中含有二氧化碳等氣體，因此進入沙三段后，每班以0.2%燒堿+0.2%氯化鈣配成膠液均勻加入；通過實驗及現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，當鉆井液濾液中鈣離子含量保持在200mg/L左右時，就能夠抑制碳酸氫根對鉆井液的污染，從而使鉆井液保持較好的流變性；

9.鉆井液流變參數(shù)的合理選用：在下部地層施工過程中，漏斗粘度保持在50~60s之間，塑性粘度25~30mpa·s之間，動切力8~10pa之間，靜切力3~8/5~15pa之間，就能滿足井下安全生產(chǎn)的需要；

10.在鉆進過程中，保持了低濾失量、合理的粘度、井壁的穩(wěn)定性，因此在完鉆后，經(jīng)過起下鉆消除井壁巖屑床等作業(yè)，大排量循環(huán)洗井正常后，加入2t白油潤滑劑、2t塑料小球、1t磺甲基酚醛樹脂、1t褐煤樹脂封井后起鉆電測。

五、應用效果

通過以上的技術措施，在本井施工過程中，成功克服了該區(qū)塊二氧化碳污染、井壁不穩(wěn)定、攜巖困難、井底高溫高壓、摩阻大等難點，使鉆進過程順利、電測成功、取芯成功、下套管順利、固井質(zhì)量合格、降低了井徑擴大率，杜絕了井下復雜情況的發(fā)生、使鉆井成本大大降低。