合川001-84-H2井技套KCL聚合物鉆井液技術

張鎖忠

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司 黑龍江大慶 163411）

合川001-84-H2井位于四川省廣安市武勝縣街子鎮(zhèn)。構造位置處于合川須三底界構造西端合川氣田須家河組沉積特征為一套內陸河湖交替的陸源碎屑巖沉積，厚度穩(wěn)定分布，厚度在500m～650m，頂與上覆侏羅系自流井組珍珠沖段呈假整合接觸，底與下伏雷口坡組假整合接觸。在須一、三、五段沉積時期以湖泊沉積為主，主要發(fā)育黑色頁巖、泥巖，夾薄層泥質粉砂巖、煤層或煤線，為主要烴源層和蓋層。須二、四、六段沉積時期為三角洲沉積，以灰色中粒、中～細粒巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，發(fā)育三角洲體系的分支河道砂體。主要發(fā)育儲集砂體。

1 施工難點

1.1 技套施工層位巖性以頁巖、砂巖為主，夾泥質灰?guī)r和泥巖，頁巖不穩(wěn)定，容易造成井壁失穩(wěn)，引起井下復雜。

1.2 本井造斜點1630米，完鉆時井斜達到68度，在Ф311.2mm井眼施工中，井斜較大會影響返砂效率，并增大上提下放摩阻，需一直保持鉆井液攜巖性及潤滑性。

1.3 由于該區(qū)塊地層孔隙發(fā)育，地層膠結性差，需保持鉆井液封堵防塌能力。

2 室內評價實驗

K C L 聚合物配方：0.3%K-PA M（抑制劑）+0.3%IND30（包被劑）+0.4-0.5%PAC-LV（降慮失劑）+0.4-0.5%Redu1（降慮失劑）+0.05%KOH+6-8%KCL鹽水

2.1 老化后性能

老化溫度120°，性能見表1所示。

表1 老化前后性能對照表

老化后與原性能相比，各項讀數稍微減小，失水僅大1ml，可以滿足實際需要，說明高溫120°對改進體系影響較小，高溫下鉆井液仍有較好的封堵效果。

2.2 抑制性評價

室內采用滾動回收率實驗評價了水基聚合物和氯化鉀聚合物鉆井液體系的抑制性，巖屑采用合川001-84-H1井現場鉆屑，通過10目篩出巖屑，烘干后稱重，放入老化罐，120°熱滾12小時后，稱重后除以第一次稱量后的重量，得到回收率，具體實驗結果見表2：

表2 2種體系滾動滾動回收率對照表

2.3 抗粘土侵能力評價

從上表數據可以看出，引入KCL聚合物體系具有更強的抗泥頁巖水化膨脹能力，對于解決泥巖地層縮徑、掉塊垮塌等問題具有更良好的實用性。

由于含有氯化鉀的體系，對于粘土侵入過多時，會嚴重影響流變性能，為了檢驗改進配方的抗粘土侵能力，所以實驗室按上述配方配好鉆井液后，原鉆井液改進配方含有2%的土粉，分批次加入膨潤土粉，直接加入改進配方的鉆井液中，每次加量1%，加完之后120°老化24小時，測量鉆井液流變性能見表3：

表3 抗粘土侵性能對照表

由此可見，膨潤土含量加至5%后，流變性能沒有明顯惡化，僅600轉讀數和塑粘有所增長，初終切力漲幅較小，KCL聚合物鉆井液體系抗粘土侵能力較強。

3 現場維護處理和應用效果

3.1 現場維護措施

（1）依次在清水中加入抑制劑K-PAM，包被劑FA367，降失水劑PAC-LV及Redu1充分水化并用加重泵循環(huán)剪切48小時，充分剪切水化后混入高濃度KCL鹽水，配制成下列比例鹽水聚合物鉆井液并繼續(xù)用加重泵充分剪切。鉆井液經循環(huán)罐加重泵剪切后可達48s，1.06g/cm3。

（2）定期測量鉆井液中氯離子含量，氯離子返推的方式確定鉀離子的含量，在維護處理過程中首要保障KCL含量不低于5%；嚴格控制鉆井液中的坂含40g/L以內，防止坂土含量過高，影響鉆井液體系性能；固控清除效率決定KCL聚合物鉆井液穩(wěn)定性，采用180目以上篩布，控制固相含量；高分子聚合物包被抑制作用給固控設備清除固相提供基礎和條件，包被劑抑制劑總含量不得小于0.6%，以此保證鉆井液抑制性及包被能力；進入易漏層前補加1%超細鈣和1%封堵瀝青油。

（3）測量鉆井液坂含，通過補清水調整后測量罐內鉆井液坂含到20g/L。檢測CLˉ含量，并不斷根據實測CLˉ含量補充氯化鉀，保證CLˉ含量在30000mg/L，氯化鉀在鉆井液中含量在5-7%。保持鉆井液中包被劑、降失水劑的含量，以保持鉆井液良好的包被性和較低的濾失量，持PH值8以上，補充蒸發(fā)量。

（4）掌握潤滑劑對鉆井液性能的影響。預計加量鉆井液的總量8-10%，使定向時摩阻小于0.08，定向發(fā)生拖壓現象時一次性補入至少2噸潤滑劑（瀝青類降慮失類PPL）。井斜30度以上一次性加入3噸石墨。調整性能至鉆井液動塑比達到0.35-0.5，保證攜巖效率，并定期補加土粉漿或PAC-HV，間斷提高鉆井液粘切，清洗井筒。

（5）完井起鉆下套管前循環(huán)罐配總量配潤滑劑5%的封閉漿50方，加入2噸潤滑劑、3噸石墨，打入井底，封閉井斜超30度的定向段，確保套管的順利下入。

3.2 現場應用效果

整個施工過程性能穩(wěn)定，密度1.22-1.44 g/cm3，粘度45-60s，濾失量不超過5ml，含砂量不超過0.5%，坂土含量不超過31g/L。返砂正常，能有效的攜帶巖屑，起下鉆過程中并未發(fā)生阻卡，完井電測及下套管均順利到底，且固井質量合格。二開平均井徑為342.25mm，井徑擴大率為9.97%。

4 結論與建議

（1）該體系鉆井液性能穩(wěn)定，抑制性強，能很好攜帶巖屑，適用于合川區(qū)塊。

（2）鉆井液初終切較小，在后期需要有效調整切力，增加坂土含量至30-40 mg/l，KCL含量減至5-6%，使粘土分散，提高切力，滿足高密度及其攜巖效率。

（3）超細碳酸鈣的封堵效果在防漏過程中起著良好的作用，適用于該體系，本井防漏效果較好，平臺上口井漏層均未發(fā)生井漏。

（4）本井井斜預計最大68度，瀝青類降慮失類PPL與石墨作為潤滑劑在本井施工過程中起了較好作用，潤滑劑總加量8-10%效果較好，固相中含油3%就可以滿足施工需要。