安岳气田Y128井钻井液的优选.pdf

第3 4 卷第6 期 2 0 1 3 年 1 2 月 新疆石油地质 XI NJ I ANG P E T ROI EUM GEOI OG Y VO i ． 3 4． No ． 6 De c ． 2 0l 3 安岳气 田Y 1 2 8 井钻井液的优选 白 新 军 ， 付银贵 ， 邓 毅 ， 邱 明 ， 张 志目 0 ， 葛 娜 中国石油集团 a ． 西部钻探工程有限公司 定向井技术服务公司； b ． 西部钻探工程有限公司， 乌鲁木齐 8 3 0 0 2 6 摘要 四川安岳地区三叠系井壁失稳问题一直是气田勘探与开发的技术难点， 采用适当密度的钻井液技术是复杂 地层钻井成功的关键。通过对该地层不稳定 因素及其对钻井液施工技术难点分析研究， 结合地层的地质特点， 对钻 井液的配伍进 行改进 ， 优选 了适合该地 区的聚磺钻 井液体 系。该钻 井液体 系具有 良好 的流变性 、 造壁性 、 润滑性和 抑 制性。现场应用表 明， 该钻井液体 系对该地 区顺利钻进 、 井下安全及油气层保 护有非常好 的效果。 关键词 四川盆地； 安岳气田； 聚磺钻井液； 稳定井壁； 卡钻； 油气层保护 文章编号 1 0 0 1 3 8 7 3 2 0 1 3 0 6 0 7 1 3 - 0 3 中图分类号 T E 2 5 4 - 3 文献标识码 A 四川盆地东部安岳地区地层十分复杂 ， 特别是三 叠系存 在着大量煤层和页岩 ， 易造成井壁坍塌 、 扩径 及卡钻等复杂情况 ， 给钻井作业带来巨大的困难。针 对这种复杂地层， 研究并选择合适的钻井液类型， 对 安岳气 田开发工程 中提高钻速 、 减少井下复杂情况发 生具有重要意义 。 1 地质情况 相接 ， 东为潼南一合川构造， 西为东平构造带， 南接王 家场平缓构造带 ， 西南与河包场气 田相望。Y1 2 8 井 位 于安岳地 区上 三叠统 须家河 组底部八 庙场 鼻状 构造轴部 ， 地面海拔 3 2 5 i n ， 为一 口开发井。设计井深 2 9 5 0 1T I ， 造斜点井深 1 2 0 0 m， 主要 目的层为三叠 系须 家河组须二段 。地质分层及岩性特征见表 1 ． 从表 1 可看 出， 侏罗系沙溪庙组底部为 区域漏失 层 ， 应加强防漏措施 ； 侏罗系 自流井组易坍塌 ， 应加强 安岳气田位于川中古隆起平缓构造区及威远至 防塌、 防卡措施 ； 三叠系须家河组岩性为煤层 、 页岩、 龙女寺 构造群 中部 ， 东邻合川气 田， 东北与磨 溪气 田 砂岩， 需加强防喷 、 防塌 、 防卡措施。 表 1 安岳气田Y1 2 8 井地质分层及岩性特征 2 施工技术难点及钻井液体系选择 2 ． 1 钻井液施工技术难点 _ 1 润滑钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦 ， 加 大了起下钻阻力和扭矩 ， 易造成钻具遇阻、 遇卡、 钻杆胀 扣 、 脱开等井下复杂情况， 导致钻压损失大， 钻速变慢。 2 井塌在易坍塌井段-舡中， 女 E 井段1 7 7 8 ． 0 0 1 7 9 7 ． 0 0 m上提钻具时 ， 易发生抽汲现象 ， 使下部井筒 压力下降 ， 从而引起井壁坍塌 。 3 携岩悬岩 在易坍塌井段施工中经常出现 剥落掉块现象 ， 若钻井液悬浮性不好 ， 停泵时岩屑会 向井底聚集 ， 形成砂桥 ， 引起卡钻和蹩泵。 4 井漏Y 1 2 8 井须家河组地层压力系数高 、 裂 缝发育 ， 若泥浆密度过大， 井漏的可能性增大。 5 保护 油气层由于钻速慢 、 钻井液与气层接 触时间长 、 若钻井液密度过大 ， 易造成气层泥浆漏失 等 ， 使气层污染的可能性增大口 。 2 ． 2 钻井液体系的选择 对钻井液性能的要求 高温稳定性好， 防井壁坍 塌性能好 ， 携岩悬岩能力强 ， 流变性可调 ， 润滑性满足 收稿 期 2 0 1 3 - 0 9 1 8 基金项 日 罔家油气重大专项 2 0 0 8 Z X 0 5 0 1 3 作者简介 自新军 1 9 7 5 一 ， 男， 江苏泰必人， T程师， 油气田定向井技术， T e 1 1 5 2 7 6 5 2 0 7 0 8 E ma i l 6 5 3 0 3 0 6 1 7 q q ． t o m 新槛 油地质 防卡需要 ， 保护储集层效果好 ， 具有一定的防漏能力 ， 经济合理 。 根据以上要求 ， 结合钻井液施工技术难点及 Y 1 2 8 井地层 、 储集层特性， 通过大量的试验筛选， 优 选的钻井液体系见表2 ． 所选钻井液体系满足了Y 1 2 8 井不同井段的施工要求 钻井液分段性能见表3 。 表2 安岳气田Y1 2 8 井钻井液分段配方 表3 安岳气田Y1 2 8 井钻井液分段性能 密 气 塑m P fl S度 A 泥 饼ra m m g- 动 塑 比 膨 量,／cm m P a S s ％ P a P a m L 一 。 。 g ／L 8 0 H0 1 ．08 4 0 l l 5 0 1 ． 1 0 4 5 l 5 2 0 1 - 2 5 5 5 l 9 3 0 1 ．45 6 0 2 9 4 5 1 ． 7 2 7 0 3 钻井液维护与处理工艺 3 ． 1 一开井段 o - _ 8 0 0 m 1 开钻前配制密度为 1 ． 0 6 g ／ c m 的原浆 1 0 0 m。 ． 2 严格控制膨润土含量。维持钻井液含 0 ．0 8 ％～ 0 ． 1 5 ％ K P A M、 0 ． 0 8 ％ ～ 0 ． 1 5 ％ F A一 3 6 7 、 0 ． 5 ％ 1 ％ L S 一 2 、 0 - 3 ％～ 0 ． 5 ％ C a O 、 2 ％～ 3 ％ F R H、 1 ％～ 2 ％ F K 一 1 0 钻进， 黍 占 睡 石 功Ⅱ 通X Y一 2 7 ， ，J ， _ 大 j ] -坳 Ⅱ L S 一 2 力 Ⅱ 量。 3 严格控制较低膨润土含量和强化 固控是控 制好钻井液l生 能的关键。钻进中1 0 0 ％地使用振动筛， 除砂器 、 除泥器使用率达 8 5 ％， 离心机使用率 1 0 0 ％， 及 时淘洗灌池 ， 尽量降低井浆的含砂量和钻屑含量。 4 井场应储备足够量的堵漏剂， 以便及时堵 漏。井漏严重时应采用水泥堵漏 ， 以提高地层承压能力。 3 ． 2 二开井段 8 0 0 一 _ 2 9 4 5 IT I 3 ． 2 ． 1 二开 1 段 8 o o 一 1 1 5 0 m 岩『生 以紫红、 暗紫红色泥岩为主， 夹灰色灰岩、 浅灰色 砂岩。易发生粘卡和井漏， 钻井液密度1 ． 3 0 ～ 1 ． 3 8 g ／ e m ． 1 钻塞后加 5 0 k g 纯碱 除钙 ， 继续采用聚合物 钻井液钻进。调整钻井液性能和密度至设计值， 提高 钻井液密度时 ， 应 同时加 1 ． 5 ％L S 一 2 、 1 ． 5 ％F R H． 2 若发生井塌现象 ， 在适当增加大分子聚合物 和防塌剂加量的同时 ， 可根据井下实际情况适 当提高 钻井液密度 ， 以保证井下安全。 3 按设计储备加重材料。 3 ． 2 ． 2二 开 2 段 1 1 5 0 ～ l 5 2 0 m 岩性 以紫色泥岩为主 ， 夹浅灰色砂岩 ， 砂岩较疏 松。易发生粘卡和砂桥卡钻， 钻井液密度1 ． 3 8 ～ 1 ． 5 8 g ／ o , ． 1 由于在本井段开始造斜， 因此在造斜前钻井 液中应逐步加人 1 ％ 1 ． 5 ％的 F K 一 1 0 ， 维护较低扭矩 ， 钻进过程中摩阻较高时增加润滑剂F K i o n量， 失水 较高时增加降滤失剂加量 。 2 进入斜井段要求井浆上返速度至少达 0 ． 9 5 ～ 1 ． 2 0 r n ] s ， 同时适 当提高井浆 的初切和动塑 比。特别 是在 2 3 。 一 4 4 - 8 8 。 斜井段钻进中， 应提高井浆切力帮助 带砂。钻具在井下应保持旋转或上下运动， 接单根 前 ， 应循环 井浆 ， 清除钻屑 。起 钻前 ， 循环井浆 1 2 周 ， 起钻至直井前再次循环井浆。采取分段循环钻井 液清理岩屑床 、 减少遇阻现象。 3 斜井段加足润滑剂维护较低扭矩， 摩阻较高 时增加 润滑剂加量 ， 失水较高时增加降滤失剂加量 ， 使泥浆性能满足钻井要求。 3 ． 2 - 3 二 开 3 段 1 5 2 0 ～ l 9 3 0 m 岩性 以紫色泥岩 、 灰黑色 页岩为主 ， 夹灰色粉砂 岩 。易发生粘卡 、 砂桥卡钻和井壁失稳 ， 钻井液密度 1 ． 58 ～1 ． 68 g ／ o m ． 5 5 5 0 O 4 4 4 4 3 9 9 0 0 0 犍 O 0 O O O ∞ O O O 0 0 O 2 4 5 5 4 4 4 3 4 6 8 8 0 4 5 8 5 8 2 1 1 2 2 3 4 3 3 2 0 O O O 第3 4卷第6 期 白新车 ， 等 安岳气田Y1 2 8 井钻井液的优选 7 1 5 1 若井下 出现垮塌现象时 ， 在适 当增加大分子 聚合物和防塌剂加量的同时 ， 还可以适 当提高钻井液 密度 ， 以保证井下安全。 2 井下 出原油应停止加入润滑剂 F K 一 1 0 ， 控 制合理压差 ， 减少出油量， 同时加入适量乳化剂， 调整 钻井液密度满足钻井要求。 3 按设计储备高密度钻井液和加重剂 ， 并每一 周循环储备高密度钻井液一次。 3 ． 2 ． 4二 开 4 段 1 9 3 0 2 9 4 5 In 岩陛为灰 白色砂岩、 煤层及灰黑色页岩。易发生粘 卡、 砂桥卡钻和井壁失稳， 钻井液密度 1 ． 5 8 ～ 1 ． 7 0 g ／ c m。 ． 1 继续采用聚磺钻井液钻进， 调整井浆性能和 密度至设计值 ， 提高井浆密度时应加0 ． 5 ％L S 一 2 、 2 ％ S MP 一 1、 2 ％S MC、 2 ％F RH、 2 ％F K一1 0． 2 进入储集层前， 加入3 ％的油气层保护剂。 3 井下出原油应停l 加入润 挤0 F K 一 1 0 ， 控带 0 合 理压差 ， 减少出油量 ， 同时加入适量乳化剂 ， 调整钻井 液密度满足钻井要求。 4 若井下出现垮塌现象 ， 在适当增加大分子聚 合物和防塌剂加量的同时， 还可以适当提高钻井液密 度 ， 以保证井下安全 。斜井段加足润滑剂维护较低扭 矩 ， 若摩阻较大时可向井浆中补充固体润滑剂 1 ％～ 2 ％L s w 使泥浆性能满足钻井要求； 失水较高时增加 降滤失剂加量。斜井段应根据井浆携砂情况 ， 采用 间断大排量冲砂措施及适当的短起下， 减少井下沉 砂及破 坏岩屑床的形成 。斜井段其他维护处理措施 同 1 1 5 0 ～ 1 5 4 0i n 井段。 5 改善泥饼质量， 提高钻井液抗污染 、 润滑 性。下套管及电测之前加人0 ．5 ％～ 1 ％固体润滑剂。 4 认识与建议 1 根 据不同井 段的岩性特征及地层压力情况 配制钻井液 ， 大大减少了井下故障率， 提高了钻井安 全性和钻井进度 。 2 聚磺钻井液能够在井壁岩石和钻屑表 面形 成半透膜 ， 具有优 良的润滑性 ， 能满足定 向井钻井施 工的要求 ， 具有 良好 的稳定井壁能力。 3 聚磺钻井液无荧光 ， 不 干扰地质录井 ， 地质 卡层准确率为1 0 0 ％， 可用于开发井施工； 具有良 好的悬 浮携砂能力， 适用于定向井； 具有良好的页岩抑制能力。 4 由现场钻井过程观察 ， 钻井液体系与金属不 产生电化学反应， 所以对钻具、 设备不产生腐蚀， 每次 提钻 ， 井内起出钻具都未见任何腐蚀迹象。 参考文献 [ 1 ] 刘波， 鄢捷年扁效防塌钻井液的研制及在新疆塔河油田 的应用[ J ] ． 石油大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 3 ， 2 7 5 6 9 7 2 ． [ 2 ] 王从东， 周高鹏， 杨虎， 等． 由井壁崩落宽度反演地层水 平主应力的数学模型[ J ] ． 新疆石油地质， 2 0 1 2 ， 3 3 2 233 2 35． [ 3 ] 王旭宏． 钾铵基聚磺钻井液体系在大牛地气田水平井钻 井中的应用[ J ] ． 探矿工程一 岩土钻掘工程， 2 0 0 9 ， 3 6 8 3 7 4 2 ． [ 4 ] 杨小华 ， 王中华． 乙烯基磺酸聚合物及钻井液体系的研 究与应用 [ J ] ． 郑州大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 1 ， 3 3 2 9 1 9 3 ． [ 5 ] 张民立， 周建东， 王志军 ， 等． 正电胶磺化混油聚合物钻 井液在长裸眼水平井中的应用 [ J ] ． 钻井液与完井液 ， 2 0 0 2， 1 9 5 2 8 5 8 ． [ 6 ] 党可军， 何琮彬， 杨英峰， 等． 长庆油田定边区块长8 组目 的层水平井和大斜度井钻井技术应用[ J ] ． 钻采工艺 ， 2 0 1 1 ， 3 4 3 2 3 2 7 ． [ 7 ] 谢鑫， 付建红， 唐世忠， 等． 基于钻井液效能的卡钻预测 [ J ] ． 钻井液与完井液， 2 0 1 1 ， 2 8 4 2 5 2 6 ． [ 8 ] 李剑， 赵长新， 吕 恩春， 等． 甲酸盐与有机盐钻井液基液 特性研究综述[ J ] ． 2 0 1 1 ， 2 8 4 7 2 7 7 ． [ 9 ] 邱春阳， 马法群， 郭祥娟， 等． 永 1 一 平 1 井四开小井眼高 密度钻井液技术[ J ] ． 2 0 1 1 ， 2 8 3 8 5 8 7 ． [ 1 0 ] 刘斌， 楼一珊， 吴惠梅， 等． 吐哈盆地柯柯亚区块侏罗系 钻探中的钻头选型[ J ] ． 勃墟 也 质， 2 0 1 2 ， 3 3 1 1 0 6 1 0 7 ． Dr i l l i ng Fl u i d S e l e c t i o n o f W e l l Y1 2 8 i n Any ue Ga s Fi e l d． Si c hua n Ba s i n B A I X i u n ， F U Y i n g u i ， D E N G Y i ， Q I U Mi n g ， Z H A NG Z h i g a n g “ ， G E N C N P C ， a ． D i r e c t i o n a l D r i l l i n g C o m p a n y ， X i b u D r i l l i n g E n g i n e e r i n g C o m p a n y L i mi t e d ， b ． X i b u D r i l l i n g E n g i n e e r i n g C o m p a n y L i m i t e d ， U r u mq i ， X i n j i a n g 8 3 0 0 2 6 Ab s t r a c t T h e p r o b l e m o f b o r e h o l e i n s t a b i l i t y i n T ri a s s i c o f A n y u e r e g i o n h a s b e e n r e c o g n i z e d a s a ma j o r d i ffic u l t y f o r t h e e x p l o r a t i o n a n d d e ’ v e l o p me n t o f t h e g a s fi e l d ． T h e k e y o f s u c c e s s f u l d r i l l i n g o f c o mp l e x l i t h o l o g i e a l f o r ma t i o n w a s t o u s e d ril l i n g fl u i d wi t h a p p r o p ria t e d e n s i t y ． T h i s p a p e r a n a l y z e d a n d r e s e a r c h e d t h e u n s t e a d y f a c t o r s o f An y u e r e g i o n T ri a s s i c c o mp l e x f o r ma t i o n a n d t h e d i ffi c u h i e s t o t h e i mp l e me n t a t i o n o f d ril l i n gfl u i dt e c h n o l o g y ， i mp r o v e dt h e c o mp a t i b i l i t y o f t h ed r i l l i n gfl u i d a n do p t i mi z e dp o l y s u l f o n a t ed ri l l i n gfl u i d s y s t e m a s t h e a p p r o p r i a t e d ri l l i n g flu i d ． T h e d ri l l i n g fl u i d s y s t e m h a s g o o d c h a r a c t e ris t i c s i n r h e o l o g y ， wa l l c a k e b u i l d i n g a b i l i t y ， o i l i n e s s a n d i n h i b i t i o n ． T h e c a s e s t u d y s h o ws t h a t t h e d r i l l i n g fl u i d i s o f p e r f e c t e f f e c t o n s u c h s u c c e s s f u l d r i l l i n g ， u n d e r g r o u n d s a f e t y a n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r p r o t e c t i o n ． Ke y W o r d s S i c h u a n b a s i n ； An y u e g a s f i e l d ； p o l y s u l f 0 n a t e d r i l l i n g fl u i d ； b o r e h o l e w a l l s t a b i l i z i n g ； d r i l l p i p e s t i c k i n g ； h y d r o c a r b o nr e s e r v o i r p r o t e c t i o n