BH-WEI 钻井液在迪北1井的应用.pdf

9 8 石油天然 气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 4 年 9 月 第 3 6 卷 第 9 期 J o u r n a l o f O i L A n d Ga s T e c h n o | J ． J P I s e p ． 2 6 1 4 V o t ． 3 6 N o ． 9 B H- WE I 钻 井液在 迪北 1井的应用 许根 ，王信 ，张 民立 何勇波 ，庄伟 ，汪海 中石油渤海钻探工程有限公司泥浆技术服务分公司， 天津。 0 0 。 。 郑智冬 中石油渤海钻探工程有限公司第三钻井工程公司， 天津3 0 0 2 8 0 [ 摘要]迪 北 1井位 于塔 里木盆地 库车坳陷东部依奇克里克冲断带下 盘迪北 1号大 型断鼻构造 南翼上 的一 口预探 井。针对 此地 层状况 ，研 究 了 B H WE I 钻井液体 系 ，该体 系具有 “ 三低 两 强” 低 黏度 、低 剪切 力 、低 固相 ，强抑制 、强封堵特性 ，抗温 2 2 0 ℃ ，配浆密度 可达 2 ． 6 0 g ／ c m。以上。该体 系应 用于迪北 1 井 ，钻 井周 期 比设 计 周 期 提 前 1 3 d， 圆满 完 成 了该 井 的 施 工 。 [ 关键 词]B H WE I 钻 井液 ；膏盐岩 ；煤层 ；迪北 1井 [ 中图分类号]TE 2 5 4 [ 文献标志码]A [ 文章编 号] 1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 0 9 0 0 9 8 0 4 迪北 1井位于塔里木盆地库车坳陷东部依奇克里克冲断带下盘迪北 1 号大型断鼻构造南翼上 ，依奇 克里克区块油气资源丰富 ，该井钻探 目的是探索迪北 1气藏类 型和含油气规模 ，验证致 密砂岩气藏认 识 ；利用钻井和储层改造新技术 ，储备提高迪北 1 气藏单井测试产量技术 ，为评价 、开发迪北 1气藏做 好准备 ；通过获取钻井地质资料 ，为该 区地震速度场研究 、地震地质层位标定提供依据 。实钻主要 目的 层是 中、下侏罗统 阳霞组和阿合组，兼探中侏罗统克孜勒努尔组及 自垩系。迪北 1井设计井深 5 6 0 0 m， 三开中完井深 5 0 2 7 m，四开采用氮气钻进，邻井在钻进过程中膏盐层 出现井 眼缩径，煤层段垮塌严重 。 迪 北 1 井 首 次采用 BH WE I 钻井 液体 系 ，圆满 完成该 井 三开 以上 总包 井 段施 工 。 l 钻井液技术难点 迪 北 1井二 开存 在膏 、盐 、泥互 层 ，实钻 中 出现盐层 蠕 变缩径 ；三开钻 进 中 ，厚 度不一 的煤 层 中夹 杂煤层气，煤层气非常活跃 ，钻井液设计密度 1 ． 3 5 ～1 ． 9 g ／ c m。 ，需随时根据井下情况来调整密度 ，密 度过高或偏低 ，则出现喷 、卡、井漏等复杂 ①由于地层倾角大 ，膏盐层埋藏深度浅 ，实钻 中出现大段 膏盐层段 。根据电测结果 ，在 2 1 4 1 2 1 4 3 m 出现盐层蠕变。②根据邻井资料 ，该 区块煤层气非常活跃 ， 尤其是每次钻到底，气测值变化快，工程井控风险大。③二开钻进 7 5 8 m 的膏盐层段 ，盐溶 易形成 “ 大 肚 子”井 眼 ，软 泥岩 的塑性 流动 及部分 膏 、泥 岩易 垮塌掉 块 ，因此 保持 井壁 稳定 是工作 的重 点 1 ] 。④ 塔 里木盆地依奇克里克区块侏罗系和三叠 系煤 中有较多的含氧基团 ，煤化程度较低 ，亲水性强 ，易吸附 水 。井眼失稳主要发生在煤层 ，曾多次发生因煤层垮塌造成井下复杂事故 。钻井过程 中，煤层坍塌造成 井 眼扩 大严 重 ，井身 质量差 ，煤层局 部形 成 “ 大 肚子 ” 和 “ 糖 葫 芦” 井 眼使 钻 井 液 的上 返 速 度差 异 大 ， 严重影响了携岩效率 ，钻井液顶替返速低 ，难以保证固井质量 ] 。⑤钻井过程中，为保持井眼畅通 ，尤 其 是在 膏盐 层段 ，需 要反 复划 眼 ，石 膏 、软 泥岩更 易分 散 到钻井 液之 中，影 响钻井 液性 能调节 。⑥地层 海 拔高 ，倾 斜角 大 ，而且 地层 自然造 斜 能力强 ，井 斜上 升快 ，导致 实 钻 中钻 压加 大 ，井斜 增加 ，严 重影 响 了钻井 速 度 。 2 钻井液体系特征及配方 B H～ WE I 钻井 液体 系 ，是 根据 传 统 钻 井 液 存 在 的不 足 ，未 来 钻 井 液 的 发展 方 向 ，以及 解 决 “ 三 高 一 强” 高温 、高密度 、高盐 、强分 散 钻井 液 固有 的技术 难 题 而研 发 的一 套 “ 双 保 ” 型 环 境 、油 气 [ 收稿日期]2 0 1 4 一o 3一o 1 [ 作者简介]许根 1 9 8 3 一 ，男 ，2 0 0 7年大学毕业 ，工程师 ，现主要从事钻 井液现场技术研究与应用工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6 卷第 9 期 许根 等 B H WE I 钻 井液在迪北 1井的应用 层钻井液新体系 ] 。 1 体 系特性该体系具有 “ 三低两强” 低黏度 、低剪切力 、低 固相 ，强抑制、强封堵特性 ，抑 制性强 ，抗温 2 2 0 ℃，抗盐可达饱和 ，石膏不溶解 ，配浆 密度 可达 2 ． 6 0 g ／ c m。以上 ；处 理剂无毒 、无 害 、无腐蚀 、无荧光 ，适用于所有井型 ，利于勘探发现；可有效保护金属管串、橡胶件不被腐蚀 ；体系 配方 简单 、处 理剂 效能 高 ，加量 少 。 2 基本 配 方水 十0 ． 3 9 ／ 6 Na C O。 2 ～3 提 切 剂 B Z - VI S 0 ． 8 ～ 1 降 滤失 剂 B Z RE D U一 1 1 ～3 抑制 防塌剂 B Z YF T1 ～2 抑制润滑剂 B Z YRH0 ～1 5 0 复合有机盐 B Z wYJ 一 1 ／ 2 ， 重晶石加重到 1 ． 5 0 g ／ c m。 。 配方 中百分数均为质量分数 ，下 同 。 ‘ 3 现场钻井液技术 3 ． 1一开钻 井液 技术 迪北 1 井 位 于季节 性河 流开 姆达 汗沟 河漫 滩 ，地表 主要 为一套 杂 色 巨厚层 状砾 石层 与 巨厚 层状 砂砾 层互层 ，属洪积相沉积 ，可钻性差 。而邻井在表层出现 卡套管事故 ，多次变换扶正器通井才能下入套 管。一开前 ，按照钻井液配方水化 2 4 h后开钻。 钻 进时 用 胶 液 水 0 ． 2 9 ／ 6 ～ 0 ． 3 9 ／ 6 正 电 胶 MMH 0 ． 5 复 合 铵 盐 HMP 一 2 1 0 ． 5 9 ／ 6 降 滤 失 剂 THJ N 维护 ，钻 遇泥岩 时 胶 液 中加 入 0 ． 2 ～ 0 ． 3 包 被 抑 制 剂 I ND - 3 0 ，漏 斗 黏 度 降低 至 6 0 s 左 右 ， 保持钻井液具有较强的携带能力 。使用 固控设备，及时清除有害固相。采用单扶正 器和双扶正器通井 ， 起下 钻 正 常；下 套 管前 彻 底 清洗 井 眼 ，在钻 井 液 中加 入 足 够 润滑 剂 ，起 钻 前 打 入封 闭浆 ，保 证 3 6 5 ． 1 ram 的套管一次性下至井深 3 0 0 ． 4 5 m，固井施工顺利。 3 ． 2二开钻井液技术 二开使用 B H- WE I 钻井液体系。用一开钻井液钻完水泥塞 ，减少参与循环的钻井液罐 ，避免污染 钻井液 。钻进 中，根据岩性变化情况 ，调整 B H WE I 钻井液 中各处理剂的质量分数。 1 二开钻 井液 配制 体 系配方 水 0 ． 3 Na 。 C O。 1 降 滤 失剂 THJ N 0 ． 5 降滤 失 剂 B Z RE DU一 1 1 抑 制 防塌 剂 B Z YF T 1 抑制 润 滑 剂 B Z - YRH0 ． 0 5 调 节 剂 B Z - HXC2 0 复 合 有机 盐 B Z wY J _ 1 。按 照配 方 配制 1 0 0 m。胶 液 ，然 后 与井 浆 按 照体 积 比 21进 行 混合 ，加 重 至 1 ． 1 5 g ／ c m。 ， 配制 成 1 5 0 m 钻井 液 。 钻完水泥塞后 ，起钻时将三角罐及循环罐 中钻井液放掉 ，将二开新配的1 5 0 m。 B H WE I 钻井液倒人 至循环 罐 并 准 备 1 5 m。的 高 黏 清 水 隔 离 液。开 泵 时 先 替 人 清 水 隔 离 液 ，然 后 替 人 二 开 新 配 的 1 5 0 m。 B H WE I 钻井 液 ，将 井 筒返 出 的钻井 液放 掉 ，至返 出 B H WE I 钻 井液停 止 ，然 后 充分循 环 以保 证 B H wE I 钻井液性能均匀后钻进。 2 钻井液维护二开开钻后 ，机械钻速快，钻井液消耗量大 ，根据性能变化来 配制胶液 ，维护钻 井液性能稳定 ，保证钻井液中含盐量 。钻至 1 3 6 0 m 出现 白色石膏 ，提高 Na z C O 。的质量分数 ，根据盐 的基液密度 ，保证钻井液 中盐 的质量分数在 2 O ％以上 ，发挥 B H WE I 体 系抗 石膏污染 的能力 。控制 AP I 滤失量小于 8 mL，将密度提至 1 ． 2 0．1 ． 2 2 g ／ c m。 ；钻进 中，根据邻井资料在进入膏盐层前密度提至 1 ． 3 0 g ／ c m。 。钻至 1 9 2 7 m，钻井液性能发生变化，失水量上升，黏度下降，及时提高 B H WE I 体系中盐 的质量分数 由 2 0 提至 4 O ，根据钻进和短起下情况 ，提高钻井液密度至 1 ． 5 1 g ／ c m。 。随着 膏盐层 段 增长 和盐 的质 量分 数加 大 ，膏 盐层 井 段短 起 困难 ，及 时 调 整胶 液 配 方 ，将 B H WE I 体 系 中盐 的质 量 分数提高至 5 O 以上 ，发挥体系强抑制性 ，确保井下正常。钻至 2 2 0 0 m下入 P O WE R V工具和双扶正 器 ，在 2 1 3 9 2 1 6 0 m 井段 遇 阻 ，根 据返 出的 岩屑 和 地 质 岩性 分 析 ，划 眼 井 段 的盐 质 泥 岩 段 失稳 ，盐 层 蠕变。为减少划眼时间 ，起钻前打人携砂浆 质量分数 3 ～5 雷特纤 维及时将岩屑带出；同时打 人 “ 三高一低一强” 高黏度 、高剪切力 、高密度、低失水 、强封堵封闭浆封闭该 井段 ，通过一系列 措施 ，在此井段起下钻较顺利 。钻至 3 1 7 0 m 中完 ，泵入携砂浆 和防卡浆，电测一次成功 ，根据 电测数 据 ，下套管前进行扩眼和测盐层蠕变 ，保证技术套管顺利下入 。 钻进期 间 ，测量 膨 润土质 量浓 度在 3 5 4 0 g ／ L，合理 调 整胶 液配 方 ，钻井 液流 型稳 定 ，携砂 代 表 性 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6卷第 9期 许根 等 B H WE I 钻 井液在 迪北 1井的应用 的方法 ，根 据井 下钻 进返 出 的掉 块情 况 ，起下 钻前 打入 “ 高 黏度 、高剪 切力 ” 的携砂 浆 ，将井 筒较 大 的 岩 屑及 煤块 携带 干净 ，防止事 故复 杂 。使 用 1 4 0目的振 动筛 筛布 ，根 据井深 、进 尺 、钻井 液密 度 、井下 状 况掌握 离 心机使 用 时 问 ，及 时清 除有 害 固相 ，保证 钻井 液 清洁 、性 能稳定 。 表 2 三开井段钻井液性能 注 Vh f h D为高温高压 滤失量 。 4 应用效果 迪北 1井使用 B H WE I 钻 井液 体 系 ，抑制 能力 、携砂 能 力 及抗 污染 能 力 强 ，防塌 和润滑 效果 好 ，钻井 周 期 比设 计周期 提 前 1 3 d 图 2 。 1 抑 制 能 力 强 ，剪 切 稀 释 特 性 好 。该井 自二 开 使 用 BH WE I 钻 井 液体 系 ，返 出的岩 屑 完 整 、不分 散 且 不糊 筛布 ，返 出的岩 屑 代表 性 强 ，未 发生 泥包钻 头 现象 。 2 抗 污 染 能 力 强 。 二 开 钻 遇 7 5 8 m 膏盐 层 段 ，钻 井 液 未发 生 石 膏 污染 后 的增 稠 现象 ，抑 制 膏 盐溶 解 和 乓 下套{ 钻进 } 计划 y ＼／ i 、 ； ≯ ＼ ’实B 电溯下套 管钻i 、 - ．乏 ’ 谚 井比{ 殳 计周期提前1 3 d l 电测下套管氮气钻过 } } 1 1 2 1 ； ‘ i⋯。 ● 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 O 1 4 0 1 6 0 1 8 O 2 0 0 2 2 0 2 4 0 时间， d 图 2迪 北 1井 进 度 曲线 泥岩 水化 膨胀 作用 明显 ，性 能稳 定 。 3 钻井液防塌和润滑效果好 。充分发挥抑制防塌剂 B Z YF T和抑制润滑剂 B Z Y RH 特点 ，保证钻 井液 的 防塌和 润滑性 好 ，井壁 稳定 ，滤 饼摩 阻 因数小 于 0 ． 1 。 4 减少了井下复杂 ，提高 了机械钻速。查阅邻井资料对 比，邻井均发生卡钻 、泥包钻头 、井漏 、 长时间大段划眼等事故复杂 ，在煤层段卡钻造成侧钻 ，迪北 1井全井未发生任何事故 。 5 结论 1 B H W E I 钻井 液体 系适 合塔 里木 油 田依奇 克 里克 区块 膏 盐 层 、煤层 段 的施 工 ，能很 好 地 抑 制 膏 盐溶解 ，防塌润滑效果好 ，有效防止煤层坍塌和其它井下复杂情况 的发生 ，保证钻井安全。 2 迪北 l 井使用 B H WE I 钻井液体系，钻井周期比设计周期提前 1 3 d ，圆满完成施工。 [ 参考文献] [ 1 ]左凤江 ．盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用 [ J ]．钻井液与完井液，2 0 0 4 ，2 1 5 8 ～1 3 ． [ 2 ] 吕开河 ，孙 明波 ，邱正松 ．塔里木盆地依奇克里克区块 煤层钻 井技术研究 [ J ]．石油学报 ，2 0 0 6 ，2 7 5 1 o 8 ～ 1 1 1 ． [ 3 ]张民立，穆剑 雷，尹达，等 ． B H ATH “ 三高”钻井液 的研究与应用 [ J ]．钻井液与完井液 ，2 0 1 l ，2 8 4 1 4 ～1 8 ． [ 4 ]尹达 ，王平全 ，卢虎 ，等 ．克深 4井浅层超高密度钻 井液技 术 _ J ]．钻井液与完 井液，2 0 1 2 ，2 9 3 2 5 ～2 8 ． [ 编辑] 帅群 ∞∞ ∞∞ ∞∞∞ ∞ ∞∞∞ ∞ ∞∞ m 懈 如 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m