大牛地气田J55PIS井钻井液维护与处理.pdf

第9 期 一 7 5 一 大牛地气田J 5 5 P I S 井钻井液维护与处理 梅永刚 中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司，河南 新乡4 5 3 7 0 0 [ 摘 要] 大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段，是一个平面上叠合连片的复式大型低空、低渗、致密砂岩气 藏，岩石胶结致密，孔隙吼道细小，分选性和连通性差，在钻井过程中储层易受伤害。本文以J 5 5 P 1 S 井为例，分析 了该气 田钻井液的维护与处理 。 [ 关键词]大牛地气田；钻井液；维护o，配制 1 概 况 大牛地气 田位于鄂尔 多斯盆地伊 陕斜 坡北部 东段，是一个平面上叠合连片的复式大型低空、 低渗 、致密 砂岩气藏 ，岩 石胶结致密 ，孔隙吼道 细小，分选 性和连通性差，在钻井过程 中储层易 受伤害 。J 5 5 P 1 S 井 口位 于锦5 5 井 口3 4 4 ． 9 。方 向 2 0 2 4 ． 2 9 m处。构造位置 鄂尔多斯盆地伊 陕斜坡 东北部 ，设计井深，井深3 8 8 0 ． 0 8 m；垂深 2 8 7 8 m，目的层二叠系山西组山1 段。 一 开使用 的钻井液体 系为钾铵基聚合物钻井 液 。二开使用钾铵体系 。三开使用钾铵基体系 主要通过K 和NH4 的晶格 固定和离子交换作用来 抑制泥页岩吸 水水化膨胀 ，稳 定井壁 ，同时使用 封堵剂封堵地层的层理裂 隙，体系是K 和NH4 用 有 效抑制粘 土颗粒的膨胀 、分散、运移，起到稳 定黏土的作用，结合磺 华沥青能超细碳酸钙 ，在 近井地 带形成 渗透率极低 的屏蔽带的协 同作用 ， 可酸 化解 堵 ，并 有效 防止 井壁 坍 塌和 保 护油 气 tj ， 2 0 2 钻井液配制工艺 2 ． 1 一开井段钻井液配制 本 井 于 1 2月 9日 配 制 一 开 钻 井 液 l 0 0 m ，根 据 设 计 要 求 依 次 均 匀 加 入 处 理 剂 清 水 0． 2 ％～0 ． 3 ％Na 2 C0 3 6 ％～ 7 ％钠 土 0 ． 1 ％～ 0 ． 2 ％K． P AM，并进行充分循环水化 ，钻井 液性能密度1 ． 0 3 g ／ c m ；黏度 4 3 s ；p H值9 ， 钻井液性能达到开钻要求 。 2 ． 2二开直井段钻井液配方 原 钻 井 液 0． 3％ ～0． 5％ K． P A M 0． 5 ％～l ％NH 一 P AN 1 ． 5 ％～2％防 塌 剂 1 ％～ 2 ％S MP 1 ％～ 2 ％S P NH 2 ％～ 3 ％超细碳酸钙 。 2 ． 3三开水平段钻井液配方 3 ％～ 4 ％坂土 0 ． 2 ％～ 0 ． 3 ％K0H O ． 3 ％～ 0 ． 5 ％K P AM0 ． 5 ％～l ％NH4 - HP 2 ％～ 3 ％S M P 2 ％～ 3 ％无荧光防塌剂 2 ％～ 6 ％润滑剂 。 3 钻井液维护与处理 本井钻井液维护与处理 以小型试验指 导现场 维 护工作 ，药 品按循环周细水长流的方式均匀加 入循环浆。 3 ． 1二开直井及定向段钻井液措施 3 ． 1 ． 1 上部井段选用低 固相钾基聚合物钻井液 二开前 ，将沉砂罐清理干净 ，并对一开钻井 液进行二开前的预处理；全部采用罐式循环 ，严 禁采用清水钻进 ，防止清 水长 期浸泡地层 引起井 壁垮塌、埋钻等恶性事 故发生 。二开前按配方配 制低 固相钾基聚合物钻井液 1 0 0 m 。钻井过程中坚 持补充K． P AM和K． HP A N胶液，防止由于处理剂加 量不足造成井径扩大与失稳 ，钻遇砂岩段 ，控制 钻井液密度小于1 ． 0 8 g ／ c m ，黏度在4 5 s 左右 ，保证 此段 快速 穿过 ，减少井壁浸泡、冲刷时间，从而 有效 保护井壁 。二开 下部地层为侏罗系直罗 组泥 页岩 易掉块 ，可适当加大K． P A M的用量 ，保 护井 壁 。缩径 卡钻 ，主要发生在渗透性好的砂砾 岩层 段 ，可在钻井液 中加入1 ％～ 2 ％左右的润滑剂，降 低粘 滞系数，保持低密度 ，减小井底压差，确保 此段顺利通过 。 3 ． 1 ．2 定向造斜前将钻井液中劣质固相彻底清除 作者简介梅永刚 1 9 7 5 一，男，山东东营人，本科学历，工 程师。从事泥浆技术管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 7 6 一 ● 腐蚀防护 石 油 和 化 工 设 备 2 O 1 4 if - 第 1 7 卷 配合CMC水解 聚丙烯 晴铵 盐 、超 细碳 酸钙 以保证 能够形成薄而韧的泥饼。聚丙烯酸钾 、聚 丙烯 晴铵盐配成胶液维护，控制流 型，控制失水 小于5 ml 。随着井斜 及井深 的不 断加大 ，逐步提 高钻井液密度至 1 ． 2 5 g ／ c m ，平衡地层压力，保持 井壁稳定 。在钻井液 中加入润滑剂 ，减少摩阻和 扭矩 ，控制粘滞系数在设计 范围。调整好流变参 数 ，提高钻井液的黏度 、切力 、动塑 比，保持动 塑 比在0 ． 4 8 P a ／ mP a ． s 左右 ，减轻钻井液对井壁的冲 刷 ，提高悬浮和携 带岩屑颗粒 的能力 ，保证将钻 屑高效地携带至地 面，避免大斜度井段岩屑下滑 和下井壁形成岩屑床 。保证 四级 固控设备的正常 运转 ，有效清洁钻井液。 3 ． 2钻进煤层钻井液措施 3 ． 2 ． 1山西组有煤层或煤线分布 钻井过程 中应注意观察岩屑返出情况 ，进入 煤层 前5 0 m，要调整好钻井液性 能，把钻井 液密 度提高至1 ． 2 5 g ／ c m ，有效平衡煤层 的垮塌，在煤 层段钻井液 中加大磺化沥青和润滑剂量 ，封堵煤 层裂 隙，严格控制失水小于5 ml ，保持井壁稳定 。 适 当提高坂土含量 ，漏斗黏度在4 5 ～ 6 0 s ，防止钴 遇煤层时产生应力垮塌 。提高钻井液 的黏度、切 力、动塑比，保持动塑比在0 ． 4 8 P a ／ mP a ． S 左右，减 轻钻井液对井壁 的冲刷 ，提高悬浮和携带岩 屑颗 粒的能力，避免大斜度井段岩屑下滑 。 3 ． 2 ． 2随钻加入2 ％～ 3 ％沥青和 润滑剂 ，提 高泥浆 的防塌性和润滑性 ，必要时可加大磺化沥青 的用 量，并按设计要求适当提高坂土含量。 3 ． 2 ． 3固控设备全 负荷运转 ，泥浆 中处理剂充足， 根据井下情况随时调整泥浆性能 。 3 ． 2 ． 4避 免高钻压 、高钻 速钻进和在 煤层定 点循 环 。 3 - 3三开水平段钻井液措施 三开水平段钻井液维护处理 ，以选择具有强 抑制防塌能力，较低 的固相 、 良好润滑性能、保 护储层尽量降低对储层伤害及流变 、携岩性能好 为主导思路。 3 _ 3 ． 1 井壁稳定方面 ①采用加入K P AM；NH 一H P AN，通过K 和 NH4 的晶格固定和离子交换作用来抑制泥 页岩吸 水水化膨胀，稳定井壁增强钻井液的抑制能力； ②采用全酸溶 暂堵剂和乳化沥青充填和封堵 泥岩地层 ，以产生 良好固壁、护壁作用； ③ 合理 控 制钻 井液 密度 ，增加 井 壁力 学 平 衡 ； ④钻井液性能控制低失水、适当高的低 剪切 黏度 ，减少钻井液滤液进入地层及减少钻井液对 井壁 的冲刷。 3 _ 3 ． 2润滑 降摩阻方面 ①钻 井液体 系采取本身润滑 性能好的聚合物 体系，且尽可能控制较高的聚合物含量，并控制 较低 固相； ②采用加入 固液润滑剂 改善 泥饼质量 ，为润 滑防卡打好基础； ③添加性 能 良好 的无 荧光润滑剂 ，使之在井 壁及钻具表面形成抗压润滑膜 ，有效降低摩阻 、 扭矩 。 3 ． 3 ． 3 井眼净化方面 ①采用合适 的流变参数 ，确 保钻井液体系携 砂性能良好，满足井眼净化的要求。 ②根据井 眼净化 的需要，控制合适 的钻井液 黏度、切力 ，增强带砂及悬砂 能力，适 时采用稠 塞清洁井眼，破坏砂床 的形成。 ③根据钻井液含砂情况 ，及 时排放三角罐沉 砂，补充新浆入井。 ④ 及 时建 议 工程 采 取划 眼 、短 起 下钻 等措 施，防止岩屑堆积 。 3 ． 3 ． 4气层保护方面 钻 井 与完 井过 程 中，钻 井液 首 先接 触 油气 层 ，对油气层，造 成水敏、碱敏 性损 害，水基钻 井液滤液侵入对油气 的水锁效应 ，有害 固相侵入 堵塞油气层孔隙，对油气层永久性伤害，造成减 产，油气层保护工 作对石 油钻井有重要意义 ，本 井在进入油气层前5 0 m，调整好钻井完井液性 能，尽可能保护好油气层。 ①用好 四级固控设备 ，保证 固控设备完好率 及使用率达9 0 ％以上 ，及时清除钻井液 中的有害固 相，使无用 固相 降至 最低 点，降低油气层孔隙堵 塞保护油气层 。 ②保证含砂 量低于0 ． 2 ％、低 密度 固相含量低 于3 ％，膨润土含 量4 0 mg ／ L，尽量减少亚 维颗粒 对气层造成永久性堵塞保护油气层 。采用近平衡 下转8 0 页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 8 0 一 ■ 安全密封 石 油和化工 设备 2 0 1 4 年第 1 7 卷 表4 低压 侧压 低 压侧 流 高压 侧 压 高压侧 流 增 压 前主 增压 后 低 增 压 后 高 转数r p m 密 封 气 压 压 侧 主 密 压 侧 主 密 三 段 排 出 四 段 吸 入 四 段 排 出 差P D T 4 1 7 3 量F I A 4 1 7 1 差P D T 4 1 7 4 量F I A 4 1 7 2 压力M P a 压力M P a 压力M P a 力 封气压力 封气压力 5 1 4 3 9 8 ． 3 5 1 3 5 ． 2 6 9 7 ． 2 4 2 2 5 ． 5 4 2 ． 8 2 2 ． 8 2 2 ， 8 2 2 ． O 2 1 1 ． 9 3 2 2 ． 9 7 7 4 8 0 0 7 8 ． 4 3 1 2 5 ． 3 1 4 8 ． 3 7 7 0 ． 3 9 1 ． 3 6 1 ． 3 6 1 ． 4 2 1 ． 2 3 4 1 ． 2 8 2 1 ． 3 9 1 1 8 0 0 6 7 ． 2 1 1 0 2 ． 4 9 4 9 ． 8 7 7 2 ． 2 9 O ． 7 0 O ． 7 8 O ． 7 6 0 ． 6 9 3 0 ． 6 5 2 0 ． 6 6 9 1 0 0 0 1 1 O ． 2 4 1 2 8 ． 9 5 7 1 ． 2 3 l 5 6 ． 3 5 0 ． 7 O 0 ． 7 0 O ． 7 O 0 ． 1 3 9 O ． 1 3 8 O ． 1 3 1 O 9 2 ． 3 1 1 2 9 ． 6 3 9 4 ． 6 9 2 0 4 ． 3 8 O ． 7 O O ． 7 0 0 ． 7 O 0 ． O 8 1 O ． O 7 1 0 ． 0 9 2 从表4 可 以清楚看 出 ，压缩机 无论在何 转速 下，均未发生压差为负数的情况 ，这应归功于干 气 密封 增压 系 统 ，投 用后 避免 了一 次无 意 的损 坏 。 6 结论 实践证明，从该离 心式压缩机干气密封增设 增压 系统以来 ，该增压系统可很好地解决主密封 气压 力不足 的问题 ，增加 了干气密封在开停车时 密封运行 的可靠性 ，避免了因主密封气供气压力 不足而导致对干气密封 的损害 ，大大延长了干气 密封 的使用寿命 ，为装置 的长周期运行提供 了有 力的保障，为公司带来 了可观的经济效益。 ◆参考文 献 【 l 】A P I 6 1 7 ． 2 0 0 2 ，石油 、化学和气体工业用轴流 、离心压缩 机及膨胀机． 压缩机[ S 】 ． [ 2 】 杨扉，王方． 干气密封控制系统应用与发展趋势 ．化工设 备与管道，2 0 1 2 ，4 9 f 6 [ 3 】 顾永泉． 机械密封实用技术[ M] 京机械工业出版社， 2 0 0 1 ． [ 4 ] 邢桂坤，邵晨，范吉全． 千气密封在合成氨尿素装置中的 应用及注意事项[ J ] ．化工设备与管道，2 0 1 0 ， 6 ． 【 5 】 范承武． 干气密封增压加热在川气东送管道中的应用 [ J ] _ 集 输 处理 ，2 0 1 3 ，3 2 3 5 5 ． 5 6 ． [ 6 ] 林忠伟，赵伟奇． 干气密封技术在乙烯装置压缩机上的应 用【 J ] ． 石油和化工设备 ，2 0 1 2 ，1 5 8 7 0 7 2 ． 上接 7 6 页 钻井 ，在保持井壁稳定 同时，钻井液密度始终控 制钻进液动滤失量 ，减少滤液侵入 带来 的水锁效 应 ，控制滤失量在5 ml 内，p H值为9 ，减少钻井液 对油气层水敏尽量走下限。 采用近平衡钻井 ，在保 持井壁稳定 同时 ，钻 井液 密度尽量走下 限，采用近 平衡钻井 ，保护油 气层 。 ③始终控制钻井液动滤失量，减少滤液侵入 带来 的水 锁效应 ，控 制滤失量 5 ml 内，p H值9 ， 减少 钻井液对油气层水敏碱敏性损害，保护油气 层 。 ③暂时封堵储层孔隙后酸化解堵 ，通过加入 适量与储层孔 隙匹配 的超细碳酸钙 ，沥青制 品暂 时封堵对储层采 收有贡献孔隙，形成薄而韧 的泥 饼，以便 以后酸化解堵，保护油气层。 ◆参考文献 1 】 贾小军． 浅谈钻井液现场配制与维护[ J ] ． 中国新技术新产 品，2 o 1 3 ， 1 0 8 6 8 6 ． [ 2 ] 高春华，巢贵业． 大牛地气田钻井液对储层伤害模拟分析 与优化研究[ J ] - 地质装备，2 0 0 8 ， 5 2 2 2 4 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m