储气库救援井文23-6J井钻井液技术.pdf

第 3 1 卷 2 0 1 4血 第 5期 9月 钻井 液与 完井 液 DRI LLI NG F L UI D COM P L ETI ON F LUI D 、 ， o l _ 31 No ． 5 S e p t ．2 0 1 4 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 1 5 6 2 0 ． 2 0 1 4 ． 0 5 ． 0 1 2 储气库救援井文 2 3 6 J 井钻井液技术 刘明峰 ， 熊腊生 ， 赵福祥 ， 孙文邦 。 ， 李振选 ， 张宇 ， 戴 国松 1 ． 中国石油华北油田分公司，河北任丘 ； 2 ． 渤海钻探工程技术院，河北任丘 ； 3 ． 渤海钻探第四钻井公司，河北任丘 刘明峰等 ． 储气库救援井文2 3 6 J 井钻井液技术 『 J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 4 ，3 1 5 4 3 ． 4 5 ． 摘要 文 2 3 6 J井是 中石油股 份公 司的一 口针对 文 2 3 6 X 井的重点平行连通救援井 ， 目的是确 保文 2 3气藏盖层 的 密封性，采取新钻救援井方式，从鱼底下方通过科学定 向方法导入原井眼，然后从井筒注入堵漏水泥浆对原井眼进行 封 固。为 了实现 和文 2 3 6 x 井连 通 ，在 文 2 3 6 J 井 三开从不 同方位 不 同井段侧 钻 4次 ，形成 5支井 眼，连 同落鱼 井限 总计 6支井眼，使得井眼中心距最小处不到 2 0 c m。该区域明化镇组～东营组地层存在着大段泥岩，成岩性较差，地 昙 黏土易水 化，造 浆性 较强 ； 沙河街组地层 泥岩易水化掉块 、坍 塌 ； 石盒子组地层极 易发 生井漏 、井垮 为 了保证施 工安全，该井采用 了强抑制低摩阻的防塌钻井液，通过在钻进中及时加入足量的防塌剂 wF T1 0 8 、C F F 一 1 和降滤失剂 S MP I 、KJ AN和 NF A一 2 5，同时加入高效润滑剂 G F R一 1 、R T - 9 0 5 1 ， 降低滤 失量 ，加强封堵防塌 ，并采取合理的维护处 理措施， 增强了钻井液造壁性及悬浮携带性， 较好地满足 了井眼净化和长时间防塌 、 防卡要求， 全并钻井施工安全顺利。 关键词 救援井 ； 储气库 ；聚磺钻井液 ；斗眼稳定 ；井眼净化 中图分类号T E 2 5 4 - 3 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 5 6 2 0 2 0 1 4 0 5 0 0 4 3 0 3 文 2 3 6 J 井是一 口针对文 2 3 ． 6 X井 的救援井 。文 2 3 ． 6 X井是冀中坳陷霸县凹陷文安斜坡文 2 3 断块上 的一 口开发井 ，目的层为石炭系～二叠系。文 2 3 ． 6 X 井设计井深为 2 8 2 0 m，斜深为 2 9 4 6 m，该井钻至 井深 2 7 0 4 ． 5 2 m 石炭系～二叠系 发生漏失 ，强行 起钻 4 柱后发生地层垮塌，钻具卡死 ，导致重大井下 事故。爆炸松扣只起出 9 柱钻杆 1 根单根， 后用反扣 倒 出 2根钻杆 ，鱼顶预计在井深 2 8 4 ． 5 3 m左 右 ，鱼 底在井深 2 5 8 4 m左右 ，经多次探鱼头至井深 3 0 2 m。 因找不到鱼头无法进行打捞作业，放弃处理作业，打 水泥塞至 3 0 2 m，事故完井， 该井报废。为确保文 2 3 气藏盖层密封性，采取新钻救援井方式封固原井眼。 由于老井眼的井斜测量数据与新钻井眼的测量数据存 在误差 ，不可能实现一次连通 ，只有通过钻多个分支 校正井斜数据后才能与老井连通。为了与老井眼实现 连通，相邻 2 个分支井眼井距要尽可能小，这样易导 致井壁失稳，甚至造成垮塌而无法进行多个分支的钻 进。因而为实现安全钻进，必须使用强抑制低摩阻的 防塌钻井液。 1 工 程 概 况 文 2 3 6 J 井实钻井身结构为 导管，3 0 m； 一 开， 4 4 4 ． 5 mm 钻 头 5 0 4 1 1 1 3 3 9 ． 7 mm 套 管 5 0 2 ． 9 4 n l ；二 开 ， 3 1 1 ． 2 mm 钻 头 2 5 0 0 I l l 西 2 4 4 ．5 m m套管 2 4 9 9 ． 1 m； 三开，西2 1 5 ．9 m m钻 头 2 6 8 6 ． 1 1 1 1 1 3 9 ． 7 mn l 尾管 2 6 8 6 m，尾 管 悬挂器 ，2 3 3 9 ． 6 5 ～2 3 4 6 ． 0 9 m，并 回接 1 7 7 ． 8 m m 套管至井 口。为 了实现和文 2 3 6 X井连通并切人此井 眼，三开从不 同方位不 同井段侧钻 4次 ，形成 5 支井 眼 第 1 支，2 5 0 0 ～2 6 3 0 m； 第 2 支，打水泥塞后 从井深 2 5 0 5 m侧钻，钻至井深 2 6 7 3 m； 第 3 支， 从 2 5 2 8 r f l 悬空侧钻 ，钻至井深 2 6 1 7 m ； 第 4支 ，从第 3支井眼 2 5 9 8 n l 处悬空侧钻 ，钻至井深 2 6 3 1 m ； 第 5 支， 打水泥塞后从 2 5 0 3 m侧钻， 钻至井深 2 6 8 6 ． 1 m。 2 钻井液技术难点 1 携砂性能。文 2 3 ． 6 J 井表层套管、技术套管 下人都比较深，该井上部大井眼、井斜及狗腿度大， 基金项目 中国石油集团公司课题基金 “ 储气库钻完井技术及工艺装备研究” 2 0 1 2 D ． 4 4 0 4资助。 第一作者简介 刘明峰，工程师，1 9 6 4年生，1 9 8 9年毕业于华北石油职工大学钻井工程专业，现在华北油田分公司储气库 事业部技术管理科工作。地址 河北省任丘市 ； 邮政编码 0 6 2 5 5 2； 电话 0 3 1 7 2 7 1 2 1 8 2； E m a i l c q k _ l m f p e t r o c h i n a ． c o rn． c a 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钴井 液与 完 井液 2 0 1 4年 9月 要求钻井液具有 良好的悬浮携砂 、润滑性能 ，且形成 的泥饼薄而韧 ，能有效地支撑井壁 。 2防塌 能力。文 2 3 6 J 井三开连 同文 2 3 6 X井 总计 6支井眼 ，井眼中心距最小处不到 2 0 c m，井眼 间的夹壁墙 薄弱 ，且沙河街组地层泥岩易水化掉块 、 坍塌，石盒子组地层极易发生井漏、井垮，因此井壁 稳定是实现多个分支顺利钻进的首要问题。 3 润滑防卡性能。 文 2 3 6 J 井在三开施工过程 中， 井斜及狗腿度变化率较大 ， 钻具与井壁形成多个支点 ， 在滑动钻进中易发生严重托压现象 ； 井 眼净化效果不 好，易形成砂质泥饼或岩屑床，难以实现润滑防卡防 托压的目的， 因此要控制钻井液具有 良好的润滑性能 。 3 强抑制润滑防塌钻井液的优选 通过室内实验选取了 3 种有 良好抑制性和润滑性 的钻井液体系进行对比评价，结果见表 l [】 4 】 。由表 1 可以看出，3 配方钻井液在热滚前后具有较好 的流变 性能、润滑性能和较低的中压滤失量和高温高压滤失 量 ，满足钻井工程的需要。评价 的钻井液配方如下。 1 4 ％ 膨润 土 0 ． 3 ％Na OH 0 ． 2 ％Na ， C O 1 ％ NP A N 2 ％无荧光防塌剂 WF T - 1 0 8 3 ％S MP ． 1 2 ％S MC 1 ％ 硅稀释剂 1 ％ 硅稳定剂 2 ％ 极压润滑剂 4 o ／ 0 膨润土 0 ． 3 ％Na O H 0 ． 2 ％Na C O 3 2 ％S MC 1 ％NP A N 2 ％WF T - 1 0 8 2 ％D C L ． 1 3 ％S MP l 2 ％ 乳 化 沥 青 2 ％S P NH 1 ％ 硅 稀 释 剂 2 ％ 极 压 润 滑 剂 1 ％改性石墨 1 ％硅稳定剂 3 4 ％ 膨 润 土 0 ． 5 ％Na OH 0 ． 1 ％I ND一 3 0 0 ． 2 ％ 包被剂 C F B I ． 5 ％ N H 4 ． H P A N ． 2 1 ％抗高温抗盐降滤 失剂 K J ． 1 5 ． O ％S MP ． 1 3 ． 5 ％S N树脂 0 _ 3 ％P AC1 4 1 3 ． 0 ％抗高温降滤失剂 AN 0 ． 5 ％S F 2 6 0 0 ． 5 ％R e d u l 4 ． 5 ％WF T - 1 0 8 1 ％S F 2 ％NF A． 2 5 3 ％ 高 效 润 滑 剂 G F R l 2 ％超细 C a C O 表 1 3种配方强抑制润滑防塌钻井液性能对比 注 热滚条件为 9 0℃、1 6 h 。 将 4 0 g粒径为 2 ． 0 ～3 ． 2 r f l lT l 的经烘 干的泥岩岩 屑加入 3 5 0 mL钻井液 中，在 8 0℃滚动 1 6 h ，用孔 径为 O ． 4 5 ml T l 的筛回收并计算岩屑回收率。 结果表 明 2 3 5 mL清水 、1 、2 和 3 配方钻井液 的岩屑 回收率 分 别 为 2 3 ． 3 ％、6 0 ． 6 ％、8 2 ． 3 ％ 和 9 4 ． 2 ％，说 明 3 配 方钻井液具有较好的抑制性能。 因此 ，选择 3 配方钻井液用于文 2 3 ． 6 J 井三开。 4 钻 井液技 术 4 ． 1 一 开 0 ～5 0 4 i n 一 开井眼尺寸大 ，地层压力系数低 ，岩性以黏土 及未成岩流砂为主，对钻井液性能的控制以满足携砂 为主，并适当放宽对钻井液滤失量 的控制 ，以利于提 高机械钻速。一开钻井液配方为 4 ％～6 ％ 膨润土 浆 0 ．2 ％I N D 一 3 0 ，开钻前充分预水化膨润土浆。 4 ． 2二开 5 0 4 ～2 5 0 0 m 二开使用聚磺钻井液，其配方如下。 一 开井浆 0 ． I ％I ND一 3 0 0 ． 2 ％C F B 1 ％NH 一 HP AN． 2 1 ％ KJ 一 1 0． 5％ S NO． 5 ％ S M P． 1 0． 5 ％ Na OHI ． 5 ％W F T _ 1 0 8 。 用 I ND一 3 0 、C F B、NP A N作主处理剂进行 日常维 护 ，控制钻井液黏度和滤失量 ，以满足施工要求 。在 钻遇易塌地层时 ，复配使用 K J 一 1 、S N、WF T - 1 0 8和 S MP 一 1 改善 泥饼 质量 ，巩 固和增强井壁 稳定性 ，防 止井壁垮塌。同时用 N a O H调节p H值，用 R T - 9 0 5 1 和 G F R． 1 增加钻井液润滑性。钻井液性能见表 2 。 表 2 文 2 3 ． 6 J 井二开钻井液性能 为了更好地维护钻井液性能，降低处理成本，在 钻进中充分利用净化设备，及时清除有害固相，控制 膨润土含量。在该井段筛布孔径为 0 ． 1 2 5 m ／ ll 的振动 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷 第 5期 刘明峰等 储气库救援井文2 3 ． 6 J 井钻 井液技术 4 5 筛和除砂器的使用率均为 1 0 0 ％，清洁器和离心机的 使用率各为 6 4 ． 8 ％和 5 1 ． 1 ％，保证了电测一次成功。 4 ． 3三开 2 5 0 0 ～2 6 8 6 m 为了实现 和文 2 3 ． 6 X井连通并 切入此井 眼，三 开从不同方位不同井段侧钻 4 次，形成 5 支井眼，使 得该井段相邻井眼最小间距小于 0 ．2 m。同时，石炭 系和二叠系地层胶结性差 ，极易发生井漏 、井垮 、卡 钻等复杂事故 。因此钻井液技术重点是防止井筒间夹 壁墙的坍塌 ，以及钻进过程 中的防卡 、防漏。现场应 用的钻井液配方如下。 井浆 0 ．3 ％P AC 1 4 1 0 ．5 ％ N H 4 ． H P A N ． 2 5 ％S MP ． I 3 ％S N 3 ％KJ AN3 ． 0 ％W F T - 1 0 8 0 ． 5 ％S F 2 6 0 1 ％ S F O ． 5 ％Re d u 1 3 ％GF R 一 1 0 ． 5 ％N a OH 2 ％NF A． 2 5 2 ％ 超 细 C a C O3 钻井液性 能的维护措施 1 加大磺化类处理剂 的用量 ，并用 R e d u l 、N F A 一 2 5 、超细 C a C O 等配合 改善钻井液在高温下的流变性和滤失性 ； 2 在特殊 施工作业前加入 3 ％C F F i 无荧光防塌剂，降低了钻 井液滤失量，改善了泥饼质量，防止井筒间夹壁墙的 垮塌 ； 3 加入 s F 和 S F 2 6 0 ，提高了钻井液的井壁稳 定性和高温稳定性。 在钻进过程中充分利用净化设备， 及时清除钻井液中的有害固相，控制膨润土含量。三 开钻井液性能见表 3 。 表 3 文 2 3 ． 6 J 井三开钻井液性能 注 凡 H T 呻的测定条件为 9 0 o C、3 ． 5 MP a 。 三开几支井眼轨迹变化大，有 的井段最大达 到 1 8 。 ／ 3 0 m，完井电测前加大 S MP 一 1 、WF T - 1 0 8 、 K J A N和中低分子量聚合物 L H J S ． 3 的用量，调整好 钻井液性能， 充分循环钻井液，使振动筛和除砂器不 见砂子 ， 并进行短程起下钻拉划井壁 ， 保持井眼清洁 ； 加人 1 ％塑料小球封闭全角变化率较大的斜井段后起 钻电测，保证了电测顺利。该井的电测项 目有 9 项， 测井 4 次，均一次成功。电测完通井时，仍然保持电 测时的钻井液性能，充分循环洗井 ，开启全部 固控设 备，彻底清除劣质固相，保证尾管顺利下入及旋转固 井的Jll l| 施工。 5 结论 1 ．由于救援井需钻多个分 支井眼才可能与老井 眼连通，而要实现连通每个分支间井距就必然尽可能 小 ，因而采用强抑制低摩阻的防塌钻井液体系是完成 救援井J l 1] 钻进 的关键。 2 ．在钻 进 中及 时 加 入 足 量 的 防塌 剂 F T1 0 8 、 C F F 一 1和 降 滤 失 剂 NH a ． HP AN一 2 、S MP ． I 、KJ A N， 确 保 了 井 壁 稳 定 ， 同 时 加 入 高 效 润 滑 剂 GF R一 1 、 R T - 9 0 5 1 ，并在完井后加入塑料小球增强钻井液的润 滑性能，从而确保了各项施工作业的Jl 1] 。 3 ．高效使用固控设备可以有效清除钻井液中的 有害固相， 这是保证钻井液具有良好性能的重要方面。 参 考 文 献 [ 1 ]1 夏景刚，左洪国，郑永臣，等 ． 束探 1 H P井钻井液 技术 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 3 ，3 0 5 3 7 ． 3 9 ． Xi a J i ng g a n g，Z u o Ho n g g u o，Zh e n g Yo n g c h e n，e t a 1 ． Dr i l l i n g f l u i d t e c h n o l o g y o f we l l s h u t a n l h P[ J 】 ．Dr i l l i n g F l u i d＆C o m p l e t i o nF l u i d ，2 0 1 3 。3 0 5 3 7 3 9 ． [ 2 ] 王先洲 ； 邓增库 ；夏景刚，等 ． 苏 7 6 ． 1 2 0 H井钻井液技 术 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 2 ，2 9 5 5 0 ． 5 3 ． W a ng Xi a n z h o u，D e n g Ze n g k u，Xi a J i n g g a ng，e t a 1 ． D r i l l i n g fl u i d t e c h n o l o g y o f we l l S u 7 6 - 1 2 0 H[ J ] ． Dr i l l i n g F l u i d＆ C o m p l e t i o n F l u i d ．2 0 1 2 ，2 9 5 5 0 ． 5 3 [ 3 ] 何振奎 ． 页岩水平井斜井段强抑制强封堵水基钻井液技 术 [ J ] ． 钻井液与完井液 ，2 0 1 3 ，3 0 2 4 3 ． 4 6 ． He Zh e n k u i ． S t r o n g i n h i b i t i o n a n d s e a l wa t e r - b a s e d d r i l l i n g flu i d T e c h n o l o g y o f d e v i a t e d s e c t i o n o f s h a l e h o r i z o n t a l w e l l s [ J ] ． Dr i l l i n gF l u i d＆C o m p l e t i o nF l u i d ， 2 0 1 3 ， 3 0 2 4 3 ． 4 6 ． [ 4 ] 刘 刚 ，徐 同台，毛亚军，等 ． 延长气田强抑制强封堵 胺基钻井液技术 [ J 1 ． 钻井液 与完井 液，2 0 1 4 ，3 1 3 39 ． 42． L i u g a n g ，Xu T o n g t a i ，Ma o y a j u n，e t a 1 ． A mi n e - b a s e d r i l l i n g flu i d h a v i n g h i g h i n h i b i t i v e a n d s e a l i n g c a p a c i t i e s u s e d i n y a n c h a n g g a s fi e l d [ J ] ． Dr i l l i n g F l u i d＆ C o m p l e t i o n F l u i d ，2 0 1 4 ，3 1 3 3 9 ． 4 2 ． 收稿 日期2 0 1 4 0 5 ． 1 0 ；HG F 1 4 0 5 W1 ；编辑 汪桂娟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m