八面河油田浅层定向井钻井液适应性分析.pdf

第 2 0卷第 1 期 2 0 1 0年 3月 江汉石油科技 J I ANGHAN P E T ROL EUM S C I E NC E AND T EC HNOL O GY Vo 1 ． 2 0 No ． 1 Ma r ． 2 01 0 八面 河油 田浅层定 向井钻 井液适应 性分析 余泽秋 江汉石油管理局钻井公司 摘要本文介绍 了八面河油田浅层定向井钻 井g g c r _ 特征 ， 浅层定 向井钻 井液施工工艺。对 浅层定向井钻井液的抑制性、 防塌性、 润滑性、 流变性、 悬浮携带J 进行了分析及评价。 关键词 浅层定向抑制 防塌 润滑 悬浮携带流变 八面河油 田勘探开发了二 十多年 ， 目前年钻井 量约 1 0 0口井 ， 进尺 1 5 1 0 一1 6 1 0 m。由于受地 面条件 的影 响， 浅层定 向井 越来越 多， 主要分 布在 M1 3 8 、 M1 2 0 、 M1 3 7 、 M 3 6井 区。浅层定 向井有 两个 显著的特征 一是定向造斜点浅 ， 一般在 2 0 05 0 0 m 进行定 向， 所选造斜点均在 明化镇组 中上部。明化 镇组蒙脱石含量高达 6 0 ％ ～ 7 0 ％， 地层松软， 造斜 点井径不规则 ， 成形不好 ， 易造成起下钻不 畅 ， 出新 井 眼， 完井电测遇阻。二是稳斜段长 ， 一般在 4 0 0～ 7 0 0 m， 井斜大， 一般在 4 0 。～5 0 。 ， 施工时井斜、 方位 难 以稳定 ， 造成井眼轨迹不规则 ， 摩阻大 ， 易造成粘 卡。如何确保浅层定向井的顺利施工， 是浅层定向 井钻井液工作 的重难点 。本文结合八面河油 田地质 特征 ， 浅层定向井钻井施工特点 ， 对浅层定 向井钻井 液适应性进行分析与评价。 1 地层岩性及敏感性分析 1 ． 1 地层岩性 八面河油 田上部地层 的平原组和明化镇组 以泥 岩为主 ， 地层表现为松软 ， 可钻性好 ， 易掉块甚 至垮 塌 。在馆陶组砂砾岩发育 ， 容易蹩漏地层 ， 下部沙河 街组以细粉砂岩为主 ， 易悬浮于钻井液里 ， 使密度和 粘度 同时上升。孔店组以棕红色、 紫红色泥岩为主 ， 地层造浆严重， 密度难以控制， 且岩石具有一定的硬 度 ， 机械钻速明显低于上部地层 。沙 四段和孔店组 地层含有盐膏层， 影响钻井液性能， 总体表现为 地 层易造浆 ， 整个井段易扩径 ， 缩径点 段 很少见 见 表 1 、 表 2 。 1 ． 2 地层敏感性 沙河街组是八面河油 田主产油气层 ， 油气层 大 多属于强水敏。沙河街组 的粘土矿物易水化分散 ， 剥落掉块 ， 且伊蒙 间层水化膨胀不均匀 。当钻井液 滤液进入地层深部时， 蒙脱石将吸水而膨胀 ， 地层产 生强大的膨胀压 ， 井壁失去平衡 ， 导致坍塌和掉块 ， 造成井径不规则 ， 为后续施工作业 留下隐患。 油气层的其它敏感性一般概括为 弱速敏， 中等 偏弱 盐敏 ， 中等偏 弱碱 敏 ， 无 酸敏 ， 地层水 性质 为 C a C 1 型， 随着油层埋藏深度的增加， 地层水矿化度 和氯分子含量增加 。油气层压力 系数都小于等 于 1 ． 0， 孔喉半径分布较宽， 均质程度差 ， 其半径从 0 ． 1 2 9 t a x n 均有分布 ， 主要流动 区间在 2 ． 5～2 1 m之 间。 2 浅层定向井钻井施工特征 2 ． 1 表 层 以 q ． 4 4 ． ． 5 m m井 眼为主 ， 3 3 9 ． 7 m m套管下深 9 0～1 2 0 m 留口袋 0 ． 1 5～ 0 ． 3 0 m 一般以送井套管长 度确定下深 。钻进 中为抑制 地层 扩径 ， 可将动力 机械转速降至 1 1 0 0 r ／ m i n ， 以降低泥浆泵排量 ， 减少 井壁冲刷。钻完表层进尺 ， 循环泥浆 3～5 m i n后起 钻下套管。 2 ． 2二 开 钻具组合 1 q 2 4 1 ． 3 m m钻头 1 6 5 m m单弯螺杆 定 向 接头 1 5 8 ． 8 mm N MD C 1根 1 5 8 ． 8 m mD C 3根 1 2 7mmDP． 2 d p 2 4 1 ． 3 m m钻头 2 3 8 m mS T B 1 5 8 ． 8 m m 短 D C 2～3 m d 2 3 8 m mS T B 中1 5 8 ． 8 mm N MD C 1 根 q b 2 3 8 m mS T B q 1 2 7 m mH WD P 2 O 根 】 2 7mmDP 作者简介余泽秋， 男， 技师 ， 现从事钻井泥浆工作。 3 6 江汉石油科技 第 2 0卷 表 1 八面河油田岩性特征与故障提示 注 S T B 一 扶正器D C 一 钻铤D P 一 钻杆H WD P 一 加 重钻杆N MD C 一 无磁钻铤 主要参数 立压 ≥8 ． 5 MP a 钻压 3 0～ 4 0 k N 1档 螺杆排量2 8 1 ／ s 2 ． 3 定向 造斜点一般在 2 0 0 5 0 0 m， 造斜率 1 6 。 ／ 1 0 0 m～ 1 8 。 ／ 1 0 0 m， 剖面类型 直井段一 增斜段一 稳斜段 。 2 ． 4 井控 地层压力系数一般 ≤1 ， 同层注采 3 0 0 m以内的 井要停注 5 0 m以内的井要停抽。进入油气层前 1 0 0 m， 加强循环罐液面监测。 2 ． 5完钻井眼准备 完钻后必须甩掉大尺寸钻具 ， 用光钻铤钻具认 真通井 ， 定向段采用上下拉划， 消除异常阻力后才能 实拖电测。 3 钻井液体系及配制维护 3 ． 1 钻井液体系的选择 一 开使用清水钻井。二开直井段使用聚合物低 固相防塌钻井液， 井斜达到 3 5 。 时 ， 生产井将钻井液 改造为聚合物乳化钻井液， 探井将钻井液改造为聚 合物聚合醇防塌钻井液。目的层生产井使用聚合物 乳化屏蔽暂堵钻井液， 探井使用聚合物聚合醇屏蔽 暂堵钻井液。 3 ． 2 钻井液现场配制维护 一 开备足清水 l oom 开钻。钻进时及时用清水 补充消耗量， 选择合适的排量， 减少对井壁的严重冲 刷 ， 控制扩径程度 。 二开， 回收部分一开钻井液， 加清水稀释， 使用 固控设备， 进行除砂处理， 加人 0 ． 2 ％P A M， 1 ％N a H P A N， 0 ． 5 ％F H J 2 1 ， 0 ． 1 ％N a O H配成 8 0 m 聚合物 低 固相防塌钻井液。钻进 中使用 P A M调整钻井 液 的抑制性 能， 使用 N a H P A N， F I J 1 6 ， F I t J 2 1 ， p rz 一 0 1 0等调节钻井液的失水造壁性， 使用 N a O H调节 p H值 ， 视情况选择使用低荧光封堵防塌剂 Z X一 2 ， 稀释剂 G H M 。钻至井斜3 5 。 时， 调整好泥浆性能。 生产井加入 0 ． 5 ％固体乳化剂 S N 一 1 。6 ％原油， 将钻井液改造成聚合物乳化钻井液； 探井加入 3 ％ 聚合醇防塌润滑剂， 钻进时根据需要补充相应润滑 剂含量 ， 进入 目的层前 5 0～l oom， 调整好钻井液流 变性 降固相 ， 降土相 ， 根据设计 ， 生产井加入阳离 子乳化沥青油层保 护剂 F H B 2 3 ； 探井加入聚合 醇防塌屏蔽剂 J C F P 一 1 见表 3 。 表2 八面河油田部分区块油气层粘土矿物特征 第 l 期 余泽秋 八 面河油田浅层 定向井钻井液适应性分析 3 7 表 3 钻井液性 能控制 4 钻井液的适应性分析与评价 4 ． 1 钻井液的抑制性 钻井液抑制性 的强弱 ， 是浅层定 向井钻井液维 护技术 的重要指标 ， 目前八面河油 田选用分子量为 3 0 0～ 5 0 0万 的 P A M 作包被絮凝剂 ， 二 开配浆时加 入 0 ． 1 5 ％P A M， 钻至明化镇底界前 ， 以稀 P A M胶液 维持体系 P A M含量 一般按 0 ． 1 ％加量 ； 进入馆陶 组后 ， 按 0 ． 2 ％ ～0 ． 3 ％加量配制 P A M胶 液进行 维 护。钻进时观察振动筛 面钻屑情况 ， 如果有糊筛现 象， 即说明体系抑制性不够， 应即时补加 P A M胶液， 以维持体系 P A M含量。 4 ． 2 钻井液的悬浮携带性 钻井液必须具备足够的悬浮， 携带能力， 才能确 保井眼清洁 ， 钻井连续施工。 现场维护处理方式 1 利用地层造浆 特征 ， 控制合适 的搬土含量 2 5 ～ 3 5 g ／ 1 ， 以满足调整基浆要求 。 2 选择合适的排量 2 8 3 2 1／ s 以满足环空返 速要求 。 3 F 、 r 控制 3 6～4 0 s ， 动切力 3～5 P a ， 动朔 比 0． 2 ～0． 3。 4 根据需要加人 中粘 C MC， P A M， F I - I D 1 7 低 固相钻井液用增粘降滤失剂 ， 调整钻井液 的粘度 ， 增强钻井液的悬浮 ， 携带能力。 4 ． 3 钻井液的防塌润滑性 浅层定向井 ， 由于定 向点浅 ， 上部定向段不易稳 定 ， 易影响起下钻及完井 电测施工 ， 因此必须增强钻 井液 的防塌性 ， 以利定向段的稳定 。 现场维护处理方式 1 严格控制钻井液 A P I 滤失量 5 m l 。 2 严禁大幅度调整钻井液性 能， 等量等浓度 补充胶液 。 3 选择加人无荧光防塌剂， 防塌降滤失剂， 聚 合醇防塌润滑剂 ， 以改善泥饼质量 ， 增强钻井液的防 塌性 。 提高钻井液的润滑性， 降低井下摩阻， 有利于浅 层定向井顺利施工 。 现场维护处理方 1 充分利用 固控设备清除无用 固相 ， 确保 泥 饼干净 。 2 选择加入原油， 聚合物润滑剂， 固体润滑 剂 ， 增强泥饼的表 面光滑性。 3 与定 向施工方密切联 系 ， 确保井 眼轨迹光 滑 ， 及时修理井壁 ， 使井眼相对规则。 4 控制钻井液泥饼粘滞系数小于0 ． 1 。 4 ． 4 钻井液的流变性 改善钻井液的流变性， 增强钻井液的冲刷能力， 有效减少井眼内假泥饼 的形成 ， 有利于浅层定 向井 起下钻作业及完井 电测施工 。 现场维护处理方式 1 充分发挥固控设备的作用， 清除钻井液中 的无用 固相， 目前井 队固控设备配有高频振动筛 双层 2台， 除砂器 1台， 离心机 1台。二开钻进时 振动筛使用率要求达到 1 0 0 ％， 沙河街组以上地层， 振动筛上层选用2 0目 筛布， 下层选用6 O目 筛布， 进 入沙河街组以后振动筛上层选用 3 O目筛布 ， 下层选 用 8 O目筛布 ； 除砂器使用率要求达到 9 8 ％ 以上 ； 离 心机视情况使用 ， 将 钻井液 固相含量 控制在 6 ％ 以 内。 2 充分发挥 P AM效能， 二开至馆陶组 中上部 地层分散性强， 钻进时及时补充 P A M消耗量， 每罐 胶液加入 8～1 2 k g P A M 6 m 搅拌罐 ， 及 时清除 1 号罐絮凝物， 关闭2 号罐与3 号罐连接碟阀， 让絮凝 物在 1 号罐、 2号罐沉淀， 将钻井液土相控制在2 5 ～ 下转第 4 8页 2 O卷 4 8 表 1 浮选机取样化 验数 据表 m g ／ L 江汉石油科技 序号 检测项 进口出口 备注 渤海长青号是海上 浮式生产储油装置 ， 是 B Z 3 4 2 油田的重要生产设施， 位于渤海湾南部。该浮选机 是我们在消化吸收国外先进技术的基础上， 自行设 计的一套除油装置， 该装置于2 0 0 5年在长青号上投 入使用， 在使用过程中我们不定期对设备进行了跟 踪， 对进出口 水质进行了取样化验， 其结果见表 1 。 从表 1的数据中可以看出。 1 在保证来水水质的情况下， 其出水水质能达 到设计要求 ； 2 在现场适当调节 L 1和 L 2尺寸的情况下 ， 其 出水水质会有所提高； 3 在来水波动较大、 甚至严重超标的情况下 ， 通 过加浮选剂及现场调节 L 1 和 尺寸， 可以保证出 水水质达至 设计要求。 4 结论 通过该浮选机在渤海长青号的长时问的使用， 说明该浮选机是一种成熟的气浮设备， 且具有适用 来水能力强、 除油效率高、 结构紧凑、 运行稳定、 能耗 低、 操作维护简单等特点， 特别适用于油水密度差较 小含油污水 的处理。在使用过程 中用户应 自行摸 索， 如何快速调节 L 1 和 L 2 ， 使其能达到最佳除油效 果 。 参考文献 1 冯永训． 油田采出水处理设计手册[ M] ． 北京 中国石化 出版社 ， 2 0 0 5 ． 编辑李智勇 、 、 、 、 、 、 上接第3 7页 3 5 l 之间 2 使用好固控设备， 充分发挥固控设备的效 3 选择使用稀释剂， 降低钻井液的粘切。 能。 5 结论 1 浅层定向井应重视钻井液 的防塌性、 润滑 性、 抑制性、 流变性及悬浮携带能力 。 3 做好扩划眼工作， 提高通井质量， 有利于浅 层定 向井 电测成功率的提高。 编辑胡素梅