新疆油田滴西31井钻井液技术.pdf

石油天然 气学报 江汉石 油学院学报 2 0 0 9 年 6 月第 3 1 卷第 3 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e i c h n o l o g y J ． J P I J u n ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 3 2 3 9 新疆油 田滴西 3 1井钻 井液技术 ，朱 峰 中 石油西部钻探克拉玛依 钻井 泥浆技术 服务公司， 新疆克拉玛依8 3 4 O O 0 刘敬 礼 中 石油西部钻探克拉玛依 钻井 泥浆技术 服务公司’ 新疆克拉玛依 尹 水 四J II 盐业地质钻井大队， 四川自 贡6 4 3 0 0 0 贺 海 中石油川庆钻探工程公司 钻采工 艺研究院， I ／ I I 广汉6 1 8 3 o o [ 摘 要] 滴西 3 1井所处 的准噶尔 盆地 陆粱隆起 滴南凸起 中段，安全 密度 窗 口窄 。地层 裂缝发育 ，钻 井过 程 中存在钻井液易漏失等 问题。针对邻井严重活失情 况，采用 随钻堵 漏 技术 ，以钾钙基 聚磺钻 井液为 基 本体系 ，并通过配方优选，设计 出了适合滴西 3 1井的随钻堵 漏钻井 液体 系。现 场钻井过程 中，利用 随钻 堵漏剂、凝胶和超细碳酸钙的复合 防漏堵漏作用 ，有效地 防止 了钻 井液 漏失 ，表 明该钻 井液技 术适合 该 易漏 区块的钻井作业。 [ 关键词]钻井液；井漏；随钻堵漏 ；堵漏剂 [ 中圈分类号]TE 2 5 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 09 7 5 2 2 0 0 9 0 3 0 2 3 9 0 4 滴 西 3 1 井位 于准 噶尔盆 地陆 梁 隆起 滴 南 凸起 滴西 1 O井 北 2号 火 山岩 岩 性 圈 闭 中 ，安 全 密 度 窗 口 窄 ，地 层裂 缝发育 ，表 层松 散 ，地层 压力 系数低 ，在 钻井过 程 中容 易 出现钻 井液漏 失 、地层垮 塌 、井 眼 缩径等问题[ 1 ． z ] 。针对这些问题以及邻近各井的严重漏失情况 ，采用随钻堵漏技术 ，即在钻井液 中加入 随钻堵漏剂、凝胶和超细碳酸钙等防漏堵漏材料 剂 ，并通过钻井液配方体系的优选 ，实现 了该井 的 安 全快 速钻进 。 1 基本地质情况 滴西 3 1 井位于准噶尔盆地陆梁隆起滴南凸起中段。根据邻井试油过程 中的实测压力计算 ，该 区块 侏罗系及其 以上地层压力系数均小于 1 ． O 0 ，石炭系地层压力系数 0 ． 8 7 ～ 1 ． O 9 。区域压力分析表明，滴 西 3 1井与邻井地层压力系数基本相近 ，不存在异常高压 。由于滴西地 区井漏层段跨度大 ，自白垩系到 石 炭 系均有裂 缝 ，参考邻 井资 料 ，滴 西 3 1井 可能 发 生井 漏 的层 位 及 井 段 为 ① 吐谷 鲁群 预计 井 段 0 1 9 9 5 ． 0 0 m 。②侏 罗系 三工 河组 二 段 砂层 组 预计 井段 2 2 0 0 ． o o 2 3 O Q ． O O m 。③侏 罗 系 八 道 湾 组底 砾岩 预计井段 2 5 3 0 ． O 0 ～2 6 5 3 ． 0 0 m 。④ 三叠系克拉 玛依组 底部 及百 口泉组砂 砾岩段 预 计井段 2 7 0 0 ． 0 0 2 8 0 0 ． O O m 。⑤ 二叠 系上 乌 尔 禾 组 及石 炭 系裂 缝 发 育 段 易 发 生 井 漏 。 因此 ，在 钻 进 过 程 中 ， 应针对这些易漏失井段，采取必要的钻井液技术来防止漏失 ，确保快速顺利钻进。 2 钻井液施工技术难点及钻井液配方体系 2 ． 1 钻 井液施 工技术 难点 滴西 3 1 井钻井液施工存在的技术难点如下①滴西 3 1 井表层松散，易发生窜槽 、井斜 、垮塌等问 题 ；②地层裂缝发育 ，地层压力系数低 ，钻井液易漏失，易对储 层造成伤害 ；③地层 中的 白垩系泥岩 段 、三工河 组和 白碱滩 组泥 岩 易缩径 ，易造 成提下 阻卡 、卡钻 等事 故 。 [ 收稿日期]2 0 0 9一o 31 o [ 作者简介]李春祥 1 9 8 2 一 ，男 ，2 0 0 4年大学毕业 ，助理 工程师 ，现主要从事泥浆服务工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9年 6 月 2 ． 2 钻 井液配 方体 系 滴 西 区块井 漏特 点 主要表 现为 ① 漏失次 数多 ，漏 失量 大 。全 井漏 失 量多 的 有 1 0 0 0多 方 。② 漏失 的地层多。个别井从开钻到完井全井段都有漏失。③漏失的工况多。钻进、下钻、划眼、下套管等工况 都发 生过 漏失 。 根据该区块 的井漏特点和邻井钻井液技术情况以及滴西 3 1 井地质 资料 ，将该井的钻井液体系确定 为钾钙基聚磺钻井液体系口 ] ，并通过室内配方实验确定了各井段的钻井液配方 。 1 一 开井段 0 3 4 8 m 针 对该 井吐谷 鲁群组 上 部地层 松 散 、有 1 0 ～3 0 m 的流 沙层 段 、表层 易 窜、易漏的特点，该井段钻井液应具备高搬 土含量、高粘 、高切 的特点，其钻井液配方为 水 1 5 搬 土 0 ． 4 Na C O。 0 ． 4 C MC 中粘 随钻堵 漏剂 十重 晶石 。 2 二开井段 3 4 8 2 7 1 8 m 该井段采用复合井眼，裸眼长，同时该井段 的吐谷鲁群水敏性强 ， 因此钻 进过程 中易缩径 ，易漏 失 。室 内实验对 该井 段 的钻井 液进 行 了配 方 优选 ，以增 强其 包被 抑 制性 ， 降低滤失量 ，改善泥饼质量 ，使其具有 良好的剪切稀释性和触变性。优选出的二开井段钻井液配方为 水十4 搬 土0 ． 2 ％Na C O 。 0 ． 7 降失水剂 1 7 KC 1 0 ． 3 ～0 ． 5 K OH0 ． 7 包被剂0 ． 6 降失水剂 2 2 S MP 一 1 2 降失水剂 3 3 固壁稳定剂0 ． 5 C a O5 随钻堵漏剂 1 2 ％超细碳酸 钙 l 重钙1 ～2 ． 0 9 ／ 6 随钻堵漏剂 2 1 低荧光润滑剂重晶石。 3 三 开 井段 2 7 1 8 3 2 6 0 m 该井段 防漏 、堵 漏仍 是重点 ，同时 由于该 区块 含硫 ，应 注 意防 喷 。 为 了利 于发 现油 气层 ，在保 证井下 安 全 的前 提下 ，应尽 可能使钻 井液 密度较 低 ，加入 油层保护 剂增 强泥 饼 的防透性 。通 过配方 优化 ，最终 将 三开井 段钻井 液配 方确定 为 水 4 搬 土 0 ． 2 Na 。 C O。 0 ． 7 降失水剂 1 十7 KC 1 0 ． 3 ～O ． 5 KOH0 ． 7 P MHA一 2 0 ． 6 降失水剂 2 2 S MP 一 1 2 S P NH 3 ％固壁 稳定剂 0 ． 5 C a O5 随钻 堵漏剂 2 超 细碳 酸钙 l 重 钙 0 ． 2 乳 化剂 1 ～2 ． 0 随钻堵 漏 剂 2 1 低荧 光润滑 剂 重 晶石 。 3 钻井液工 艺技术 3 ． 1一 开 井段 按照 钻井 液设计进 行 配浆 ，钻井 液 密度控 制在 1 ． 1 0 ～1 ． 2 0 g ／ c m。 ，漏斗 粘 度控 制在 8 O ～ 1 2 0 s ，AP I 失水 l O ml 。 钻井 液 的维护 以水化 好的坂 土 浆和 C MC胶液 为主 ，补 充到 井 浆 中 。为 了防止窜 槽 、井漏 等 复杂情 况 发生 ，开钻 前应储 备含 1 O ～1 5 ％ 随钻堵漏 剂 、凝 胶和 超细 碳 酸钙 的堵 漏浆 4 0 m。 。若 发 生井 漏 及时进行桥塞堵漏工作 ，并在随后的钻进中加入随钻堵漏剂、凝胶和超细碳酸钙，使原钻井液转化为随 钻堵漏钻井液；若钻过流沙层后未出现漏失 ，也将储备的堵漏浆均匀地混入钻进的钻井液中，保证表层 段 下部 钻进 安全 。 3 ． 2二开 井段 按 照钻 井液设 计配方 要求 ，配制 聚合物 胶 液 ，在 胶 液 中加 入 0 ． 5 降失 水 剂 1和 0 ． 3 包 被 剂 ，充 分溶解后与井浆混均。再加入 l 降失水剂 2 、2 ％降失水剂 3 、7 KC 1 、0 ． 3 9 ， 6 包被剂及其他处理剂。 配制 好 的 钻 井 液密 度 控 制 在 1 ． O 7 ～ 1 ． 1 5 g ／ c m。 ，漏 斗 粘 度 控 制 在 4 5 ～ 8 0 s ，AP I 失水 5 ml 。泥 饼 厚 度 l mm，p H值控制在 8 ． 5 ～1 0 ，含砂 0 ． 5 9 ／ 5 ，HTHP失水 1 2 ml ，摩阻系数 0 ． 1 ，初切 l ～9 P a ，终切 3 ～ 1 5 P a ，塑性 粘度 1 5 3 5 mP aS ，动 切 力 5 ～ 1 S P a ，搬 土含量 控制 在 4 0 4 5 g ／ L 。 邻井滴西 2 1 井在进人八道湾组后均有不同程度的井漏 ，因此滴西 3 1 井二开井段防漏堵漏是钻井液 技术的关键。钻进中，将所需处理剂按 比例配成胶液来补充维护钻井液，随钻堵漏剂 l 、随钻堵漏剂 2 和超细碳酸钙要均匀加人 ，避免造成钻井液性能波动过大。以包被剂和 KC 1 加强包被性 ，抑制泥岩水 化膨胀 ，以降失水剂 l 、降失水剂 2降低滤失量，以降失水剂 3 、降失水剂 4 、固壁稳定剂 、低荧光润 滑 剂改 善滤饼 质量 ，调 整其 流变性 和 润滑性 ，以随钻堵 漏剂 l 和 随钻 堵漏 剂 2 、 固壁 稳 定剂 、超 细碳 酸 钙 、重 钙提 高钻井 液 的防漏 效果 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 l卷第 3期 李春祥等 新疆油 田滴西 3 1 井钻井液技术 2 4 1 3 ． 3 三开 井段 按照钻井 液设计 要求 ，配制 钻井液 ，密 度控制 在 1 ． 1 0 ～ 1 ． 2 0 g ／ c m。 ，漏 斗粘度 控制在 4 5 ～8 0 s ， AP I 失水 5 ml 。泥 饼 厚 度 l mm，p H 值 控 制 在 8 ． 5 ～ 1 O ，含 砂 0 ． 5 ， HTHP 失 水 1 2 ml ，摩 阻 系 数 0 ． 1 ，初 切 1 ． 5 ～ 9 P a ，终 切 2 ～ 1 5 P a ，塑 性 粘 度 1 5 ～ 5 0 mP aS ，动切 力 5 ～ 2 5 P a ，MB T 控 制在 4 O ～ 4 5 g ／ L。 该井段的关键仍是防漏、堵漏。根据钻进情况 ，不断向钻井液中补充随钻堵漏剂、凝胶和超细碳酸 钙等。进入 目的层后 ，钻井液中需加油层保护剂，即在钻井液中加入 2 超 细碳酸钙、1 重钙 、3 固 壁稳定剂及 0 ． 2 乳化剂 ，改善泥饼质量 ，增强泥饼的防透性，控制钻井液滤失。在保证井下安全的前 提下，尽可能使用密度的较低值 ，以利于油气层发现与评价。但若出现复杂性情况 ，钻井液粘度可适当 调 。 4 滴西 3 1 井钻井液应用情况 按 照钻井 设 计 ，运用 随钻堵 漏技 术对 滴西 3 1井 进行 钻 井 ，钻 井 液性 能 良好 ，顺 利 钻进 目的层 。表 1 是滴 西 3 1 井 各井 段钻 井液 的基本 性 能 。 表 1 滴西 3 1井各井段钻 井液 的基本性能 钻井液性能测定种类 钻井液性能实测值 密度／ g c m一 。 漏斗粘度／ s 表观粘度／ mP aS 塑性粘度／ mP aS 屈服值／ P a 初切／ P a 终切／ P a AP I 失水 ／ 泥饼／ ml mm HTHP失水／ 泥饼／ ml mm- 1 固相含量／ 含 水 量 ／ 含油量／ 含砂 量 ／ 坂 土含量／ gL p H值 滤液 Cl 一／ mg L 1 ． O 6 ～ 1 ． 1 9 8 3～ 1 2 8 7 ． 5 ／ 0 ． 5 1 ． O 7～ 1 ． 1 1 4 5 ～ 6 4 2 0 ～ 3 0 1 5 ～ 2 3 5 ～ 7 1 ～ 2 3 ～ 8 4 ． 8 ～ 5 ． 0 ／ 0 ． 5 备 注“ 一”表示 未测定 。 从表 1 可 以看 出，钻井液性能良好 ，达到设计要求 ，密度较低 ，失水小 ，能有效防止地层垮塌 ，利 于油层 保 护 。 滴西 3 l 井采用随钻堵漏技术 ，效果 明显 。在邻井易发生井漏的 2 7 0 ～3 4 8 m层段 ，采用含堵漏材料 剂的钻井液钻进 ，未发生漏失现象 。二开全井段采用含堵漏材料 剂的钻井液进行防漏、堵漏， 只发生 1 次 漏 失 。通过 泵人 含 l O 随钻堵 漏剂 、凝 胶 和超 细碳酸 钙混 合物 的堵 漏 浆 2 7 m。 后 ，井 口开 始 返浆 ，排量 由小变大恢复正常，然后继续泵入 1 3 m。 堵漏浆，替浆 4 ． 5 m。 后完成了堵漏作业 ，使得后续 钻进得 以顺利进行 。2 7 1 8 3 2 6 0 m全井段采用随钻堵漏技术未发生漏失事故。表 2是滴西 3 1井与邻井 的漏失 情况 。 1 6 Z 8 ． 8 2 8 ； 4 C 2 ～ ～ ～ ～ 唱 “ 叫 ～ 2 ～ 叫 ～ 一 ∞ 如瑚 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4 2 石油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 0 9年 6 月 表 2滴西 3 1井与邻井的漏失情 况 从表 2可以看 出，采用随钻堵漏技术能有效防止该区块井漏事故 的发生，防止钻井液漏失伤害地 层 。钻至裂 缝 或其 他漏 失层 位时 ，钻 井液 中的 防漏堵漏 材 料 剂 随钻井 液漏 失进 入裂缝 中，大颗粒在 裂缝 某个 位置 卡死 架桥 ，小 颗粒填充 裂缝 中剩余 空 间 ，最 终堵死裂 缝 。同时 ，凝胶 对储层 中存 在的微裂 缝 、构造裂 缝 和 收缩缝 等也具 有 良好 的封堵 效果 。 5 结论 与认识 1 针对滴西 3 l 井所处区块易漏失的特点，设计 出了适合该井各井段的钻井液配方体系及工艺 ，顺 利钻 进 目的层 。 2 滴西 3 1井钻井液属于钾钙基聚磺钻井液体系，利用同离子效应和阳离子的强抑制作用，有效地 解决 了长段 泥岩 和硬脆 性地 层 的垮 塌 问题 。 3 滴西 3 1井 的钻井 液具有 良好 的性 能 ，能防 止井漏 和地 层垮塌 ，而 良好 的流变 性 、触 变性 和剪切 稀释性使得在环空返速不太高的情况下 ，能有效地把井底钻屑带出。 4 采用随钻堵漏技术能够解决滴西区块普遍存在的井漏问题。 5 防漏堵漏材料 剂在过筛时会损失一部分 ，在钻井过程中要不断补充防漏堵漏材料 剂 ，使 钻井液 具有 良好 的防漏堵 漏性能 。 [ 参考文献] [ 1 ]罗力崇 ，廖健德 ，程显胜 ，等 ．准噶尔盆地滴西地区油气成因探讨 [ J ]．天然气勘探与开发 ，2 0 0 5 ，2 8 2 1 8 ～1 9 ，2 6 ． [ 2 ]乔东字 ，段利波 ，张蔚 ，等 ．钾钙基聚磺钻井液在滴 4 0 3井的应用 [ J ]．新疆石油科技 ，2 0 0 8 ，1 8 2 2 7 ～z 8 ． [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m