水平井钻井液完井液润滑性的现场应用.pdf

摹1 毒 第1 囊 1 9 9 4 丰e ．1l 石油钻井工程 水 平 井 钻 井 液 完 井液 润 滑 性 的现 场 应 用 一 ⋯油 局淼⋯ 、 ／ 新 疆 石 油 局 蛞 研 究 所 泥 浆 室 了 E 。 。 ‘ 摘 要 水 平 井 钻 井 液 完 井 液 润 滑 性 是 帖 水 平 井 的 关 键 ． 连 用 什 幺 样 的 ．嗣 清 嗣 、 采 甩 什 幺 配 比 和 工 艺 、 现 墙 如 何 堆 护 和 鞋 洲 才 能 有 兰 地 降 饿 帖 具 与 套 量 、 井 壁 之 间 的 摩 接 力 ． 这 在 H 1 0 1水 平 井 和 删70 2水 平 井 彝 并 捌 了 验 证 ．现 场 应 用 表 明 ， 太 斜 度 井 段 的 钻 井 液 完 井 液 ．嗣 清 寮 数 控 制 在 0 ．1 8 、 水 平 井 段 控 制 在 0 ．1 5。 而 泥 饼 摩 阻 寮 敷 太 斜 度 井 段 控 制 在 0 ． 0 5 2 {～ 0 ．0 6 9 9、 水 平 段 控 制 在 0 ．0 { 3 7 0 - 0 6 1 2可 满 足 水 平 井 帖 井 工 艺 甘 帖 井 液 完 井 液 润 滑 挂 的 要 求 ． ． I 主珏调 本平井 润滑剂 润滑剂加量 润滑性控{} I兔 ， ＼＼ ／～ J 1 概 况 水平 井 钻 井 液 完井 液 的润 滑 性 是钻 水 平 井 的关 健 ． 如 何 保 证 水平 井 钻 井液 完 井 液 具 有 良好 的 润 滑性 ． 降 低钻 具 与 套 菅 、 井 壁 之 间的 摩擦 阻 力 ． 减 少 起 下钻 具 的 阻 力 及 转 动 钻具 时 的扭 矩 ． 是水 平 并 钻 井 液 完 井液 首先 要 解 决 的 同题 ． 水 平 井 的 摩擦 阻 力 主要 是 造 斜 后 产 生的 ， 且 随 着 井 斜 角 的 增 大 而 变 大 ．H l 0l 水 平 井 最 大 井 斜 角 达 9 ． 水 平 位 移 1 2 5 1 ．6 8 mI H w7 0 2水 平 井最 大 井 斜 角达 9 2 ． ． 水平 位 移 1 0 6 6 m．在 如 此 大 的 井 斜 角和 上 千 米 的 水 平 位 移 的情 况 下 ， 钻井 液完 井 液 的 润 滑 性 主 要 从 两方 面 着手 ； 一是 提 高 钻 井 液完 井 液 的 润 滑 性 I 二 是 提 高 泥 饼 质 量 ， 使 泥 饼 簿而 光 ． 减少 钻具 与 泥 饼 的 接 触 面积 ， 避 免 粘 附卡 钻 。现 场 控 制钻 井 液完 并 液 润 滑 性 的 办法 是 ； 每钻 5 0 ～ l 0 0 m 监 测 一 次 钻 井 液 完 井 液 的 滑 靖 性 及 泥 饼 的 光 精 性 ， 通 过 外 加 不 同 的润 滑剂 ， 实 现 钻 井 液完 井 液 的 高 润 滑 性 ， 满 足 钻 井 工 艺 对 钻 井 液 完 井 液润 滑性 的 要求 ． 2 钻 井 液 完 井 液 润 滑 技 术 的难 点 H 1 0 1水 平 井 井深 1 9 O 5 ． 1 7 m， 裸 限 段长 1 O 6 3 ． O 9 m． 最 大井 斜 角 9 I H 7 0 2 水 平 井实 钻 井 深 2 2 4 l m， 垂 探 “ 0 7 ．9 m， 水 平 位 移 1 0 6 6 m， 水 平 段 长 5 5l m， 最 大 造斜 率 7 ．1 2 ． ／ 3 o m． 平 均 造 斜 率 5 ． 7 ／ 3 0 m， 最 大 井斜 角 9 2 ． 。尤 其是 H Ⅳ1 0 l水 平 井 ． 第 二 次 开钻 用 3 1 1 ．5 m钻 头 钻 至 8 4 3 ． 5 m， 井斜 角 达 到 5 9 a ．在 钻 井液 密 度 为 1 ． 9 8 g ／ a n |的条 件下 ． 下 入 2 4 4 ． 4 7 n 技术 套 管 1 3 4 2 ．0 8m， 钻 井 液 的润 滑 性 能 否 满 足 钻 井工 艺 的要 求 ， 这 是非 常 关 键 的 一步 ．同 时 由于 钻 井液 密 度高 ， 钻 井 液 中的 圃 相 加 重 剂 、 岩 屑 对 钻 井 液 的 润 滑 性 影 响 较 大 ， 很 难 保 证 高 密 度 下 钻 井 液 的 高 润 滑 维普资讯 术平井帖井违完井浪 滑娃的现场应 用 性 ， 尤 其 是钻 大 斜度 段和 水 平 段 时 ， 钻 具 几 乎 贴 在 下 井壁 ． 如钻 井液 密 度 高 ， 泥饼 质 量 差 ， 钻 具 扳 易 设 压 入 泥 饼 ， 增大 钻 具 与 泥 饼 的包 角 ， 必 然 会 导 致 钻 井 扭 矩 大 ． 提 拉 阻 力大 。因此 ． 提 高 水 平 井钻 井液 完 井 液 的 润滑 性 改 善 泥饼 质 量 、 降 低 摩 阻 等 成 为 水 平 井 润 滑 技 术 的 关 键 ． 3 钻 井 液 完井 液 润 滑 性 的现 场 检 测 钻 井液 完 井 液 的 润 滑 系 致和 泥 饼 的 摩 阻 系数 ， 是 评 价钻 井液 和 完 井 液 润 滑性 的 主 要 技 术 指 标 ．因 此 ． 我 们采 用 美 国 贝 劳 巷公 司生 产的 EP型 极 压 润 滑 仅 检 测 钻 井液 完 井 液 的润 滑 性 ， 用 美 国 贝 劳蓥 公 司 生产 的 泥 饼粘 附 系 数 测 定 仪 检 测 泥 饼 质 量 的光 滑 性 ． 用 我 国辽 宁 生 产 的辽 塔 牌泥 浆粘 附 系致 测定 仅 检 测 泥 饼 的 摩 阻 系 致 ． E P垄 极 压润 滑 仅 是 铜 体 与 钢 体 接艟 ， 并施 加一 定 的力 ， 产 生 一 个 扭 矩 ， 并 在 一 定 的 转 速 下 定 铜 体 与铜 体 之 间的钻 井 液 的 润 滑性 ．辽 塔 牌 泥 饼 粘 附 系 数 测 定仅 是 模 拟铜 体 与 井 壁 之 间 的 摩擦 力 ． 现 场使 甩方 便 ． 根 据 现 场 检 测 ， H w1 0l水 平 井和 H w7 0 2水 平 井 钻 井 藏 完 井 藏 的 润 滑 系 数 在大 斜 度 段 小 于 O， 1 8、 泥 饼 摩 阻 系数 为 0 ． 0 5 2 4～O ． 06 9 9 a 一 ～ 十、 白劳 蓥 泥 饼 粘 附 系 数 小 于 O，0 5f 水 平 段 的润 滑 系 数则 小 于 0 ．1 5、 泥 饼 摩 阻 系 数 为 O ．0 4 3 7一O ． 0 6l 2 a 2 ． ～ 3 ． 、 自劳蓥 泥 饼 粘 附 系 致 小于 0 ， 0 5．H w l 0 l水 平 井 和 Hw 7 0 2 水平 井 大斜 度 井 段和 水 平 段 钻井 液 的 润 滑 系 致和 泥 饼 的粘 附系 数 见 图 l、 图 2． 描 懈 窑 辱 襄 甏 ‘ ● l ●●●‘ 魁 ‘ 酗 Z 2 图 l H wl 0 1 水平井大斜度段和水平段 钻井液完井液润滑性和泥饼粘附系数曲线 注 ； 图 2 --H W 0 2 水平井太斜度段和水平段 钻井液完井液润滑性和泥饼粘附|袅 敷 曲残 ①钻 井 液 完 井淮 润滑 系数 由 夔国 贝劳 镥 公 司生 产 的 EP丑饭 压 淘昔 仪 耨 ． 泥 饼 摩 阻 系 数 由 国产 辽 塔脾 泥 饼摩 阻 系数 涮 窟搜 涮 耨 ． 泥 饼粘 附 系数 由羹 目 贝劳镥 公 司生 产 的泥 饼粘 附 系数 定仪 涮 耨 ． 4 保 证 钻 井 液 完 井 液 高 润 滑 的技 术 措 施 为 降 低 水 平 井 钻 井 中 的扭 矩 和 起下 钻 的 提 拉 阻力 、 提 高 钻 井 液 完 井 液 的 润 滑性 、 改 善 泥饼 质 量 ， 根 据 室 内试 验 采 用 润 滑 荆 复 配 ． 可 有 效 地 降 低 钻 井 液 摩 阻 和 泥 饼 摩 阻 ．由于 H W 1 0l水 平 井和 I t W 0 2水 平 井 钻井 液 密 度高 迭 1 ． 6 0 ～ 2 ．0 0 g ／ a x e， 因此 我 们用 润 滑剂 单 一加 入 和复 合 加入 不 同 密 度 的 钻井 液 ． 测 定 钻 井 液 的 润 滑 性 ， 其 结果 维普资讯 年1 卷 蓐2 期 1 9 9 4 牛8 片 石油钻井工程 见 袁 1． 哀 1 密 度 与润 滑翔 和 润 滑 系 数 的 关 系 、 ＼捐删 s S 原油 s 2 ■ 蠢＼ 基浆 ● 2 2 2 5 鲫 4 敞 ㈣～ ＼ l I 1 ● 0 ． 3 喜 0 ． 2 2 0 ， l ‘ 0 ． 2 ● ， 0 ． O 7 1 ． 3 0 0 ． 3 5 0 ． 2 ● 0 ， 2 O 2 5 ／ 0 ． 0 7 L 60 0 ．3 7 2． 0 ． 28 0 ．3 3 暑 O 0 0 ． ● O 0 ． 3 0 0 _ 0 ． 2 9 0 ． 3 5 0 ． 1 1 由试验结 果表 明 ． 把 润滑剂 分别 加入 ， 润 滑 系数 降低 率均 小于 2 5 ， 而 把上 述 处理 荆复配应 用 ， 可 大 大 降低 满 滑 系数 ．倒如 ； 用 4％的 鲫和 2 的 复倪 ． 可使 钻 井液 和完井 藏的 润滑 系数 降低 8 O ． 泥饼 的粘 附系数 降低 6 0 ．因此 ． 现 场采 取 的 技术 措 旌 是 ； 1 进 入造 斜段 后 ， 每 钻 5 O ～ 1 O O 1 1 1 检 测 一次 钻井 液 完井液 润 滑系 数和 泥 饼摩 阻 系数 ．如钻 井液 完 井液 的润 滑系 数和 泥饼 摩阻 系 数 符 合 设 计要 求 ． 对 钻 井 液 和 完井 液 的 润滑性 不傲调 整 ． 2 直 接观 察 钻井 扭 矩 和起 下钻的阻力 。如扭 矩 没 有 明显变 化 起 下钻摩 阻 在正 常 范围 内 ． 鼬l 对钻 井液 和 完井 液 的 润滑性不 做处 理 。 3 根 据对 钻 井液完 井 液润滑 系数和泥 饼摩 阻 系数 的检 测结 果 ． 分 别 选 取不 同的 润 滑剂进行 谓整 。如 要 提 高 钻井液 的 润滑性 可 加入 S p o、 沥青 膏处 理荆 } 要 提 高 泥饼 的 润 滑性可加 入 S M P和 s A S处理剂 。具体加 盈可根 据 现场 钻井液 完井液 的润 滑性 而 定 。 5 钻 井液 完 井液 现 场使 用 效果 1 在大 斜 度 并段 和 水 平段 的钻 井 液 完井 液 中 加入 S F O1 ～ 1 ．5 、 2 ～ 3 1 ～ 2 可 使 密 发 为 1 ． 5 B g ／ 的 钻 井 液 完 井 液 润滑 系数 控 翩 在 O ．1 7， 泥 饼粘 附系数控 制 在 O ．0 4 3 7 ～ O ． O 6 7 9 2 ． 5 0 ～ 4 a 之 间 如果 钻井液 完 井液 的 密度 低 于 1 ． 3 O g ／ ． 则 钻 井 液 的 润滑 系 数可 控 翩 在 0 ． 1 5 、 泥 饼 粘 附 系 数 可控 制 在 O ．O 4 3 7 ～ O． O 61 2之 内 。 2 H w 7 O 2水 平 井 在 1 3 8 3 ～ 1 5 71 m下 螺 杆 钻 具 扭 方 位 ． 钻进 1 9 2 m 钻 具 在 不 转动 的情况下 历时 1 l 6 h未发 生枯 附卡钻 。 3 H w 7 0 2水 平 井 在 井 探 1 6 8 5 m 和 l 7 l 8 m 处 两 次 断 钻 铤 ， 落 鱼 在 井 下 静 止 1 6 h以 上 ， 没 发 生 粘 附 卡 钻 ， 打 捞 顾 和 j 。 4 聃1 O 1水 平 井 在 井 斜 角 5 驴、 钻井 液 密 度 1 ，9 8 g ／ a T t l的 条 件 下 ． 顺 和 J 下 入 2 4 4 4 7 m技 术 套 管 8 4 2 ． O 8 m。 现场 实施结 果 表 明 ， 润 滑剂 复配 使用 能大 幅度 提 高 钻 井液完 井 液 的润 滑性 ， 降低 泥 饼粘 附系数 ， 从 而 满 足 了钻 井工 艺对 钻井 液完井 液 润 滑性 的要求 ． 维普资讯