塔河油田TH12184井钻井液技术优化.pdf

第2 5 卷第4 g 4 2 0 1 5 年 1 2 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHA N P E T ROL E UM S C I E NC E AND T EC HNOL O GY Vl0 1 ． 2 5 No ． 4 De c ． 2 O 1 5 塔河油田T H 1 2 1 8 4 井钻井液技术优化 梁 文利 中石化 江汉 石 油工程 有 限 公司 页岩 气 开采 技术 服 务公 司 ，湖 北 武汉4 3 0 0 7 2 摘要 T H1 2 1 8 4 井是塔河油田阿克库勒凸起西北斜坡部位 的一 口开发井，完井井深6 0 2 5 m，目的层位 奥陶系中一 下统鹰山组。塔河油田在前期均采用四开次井身结构，／ T H1 2 1 8 4 井采用三开井身结构，井眼变 小，二开由以前的3 1 1 ． 2 m m井眼改为2 5 0 ． 8 8 tu r n 井眼，裸眼段长达4 8 0 0 多米，穿越 多套压力层 系，钻井发生粘 卡、井漏的风险增多，对钻井液技术提 出了更高的要 求。通过对该井地层岩性和钻井井身结构分析研 究，优 化了三个开次的钻井液体 系，达到钻井施工目的，效果 良好。 关键词 长裸眼；三开次；低粘低切 ；钻井液技术 T H1 2 1 8 4 井是塔河油 田阿克库勒 凸起西北斜坡 部位 的一 口开发井 ，地面海拔高度9 4 1 ．4 6 4 m，设计 井深6 0 1 0 m，目的层位奥陶系中一 下统鹰山组。 井身结构为 一开 3 4 6 ． 1 m m井 眼钻头钻至井 深 1 2 0 0 ． 0 0 m， 2 7 3 ． 1 m m 表层套管下深1 1 9 9 ． 4 4 m；二 开 2 5 0 ． 8 8 mm钻 头 钻 至 井 深 5 8 4 7 ． 0 0 m， 1 9 3 ． 7 m m 油层套管下深5 8 4 6 m；三开 1 6 5 ． 1 mm 钻头 钻 至 井 深 6 0 2 5 ．0 0 m 完 井 ， 8 8 ．9 m m 油 管 下 深 5 9 21 ． 3 5 m。 该井钻井周期为5 7 ． 1 9 天 ，全井平均机械钻速为 1 3 ．0 5 m ／ h 。全井电N3 次，一次成功率1 0 0 ％。井身质 量优秀 ，固井质量优秀。 1 钻井液技术难点及重点 1 一开井段的大井眼携岩问题和井壁稳定问 题是上部地层钻进的关键。 2 二开井段钻遇地层可钻性好 、机械钻速 快， 极易造成固相污染；砂岩地层渗透性好，极易 形成厚泥饼而出现缩径阻卡；泥岩地层厚、性软， 遇水软化 、膨胀而造成缩径 阻卡 ；钻井液应 防缩 径 、降低 固相含量和防掉快为主。库车组底部、吉 迪克组 ，不同程度存在粉状石膏 ，钻井液应具有较 强的抗钙能力 ，钻遇应及时检NC a 2 含量 ，预防膏 侵。 3二开井段裸眼段长，渗漏量大，应做好随 钻封堵的工作 ， 保证钻井液有良好的屏蔽暂堵性。 同时根据井下情况，及时补充润滑剂，保证良好的 润滑性 ，并防止泥包钻头 。 4三开进入 目的层井段 ，该段地层压力系数 低 ，地层压力当量密度为 1 ． 0 6 一 1 ． 1 O g ， c m 3 ，所 以应做 好防漏的准备工作，根据井下情况灵活控制泥浆密 度 ，配合屏蔽暂堵技术封堵奥陶系微裂缝。 2 分段钻井液维护处理要点 2 ． 1 一开 3 4 6 ． 1 mm井眼，5 01 2 0 0 m 2 ． 1 ． 1 地层特点及其对钻井液的要求 表层为流沙层 ，防止井眼流沙堵埋钻具 ，同时 有可能钻遇地下水层 。钻井液主要保证携砂性能和 维持井壁稳定 ，根据地层当量密度选择合适 的施工 密度 。 2 ． 1 ． 2 钻 井液施 工技 术要点 1 膨润土浆必须使用淡水配制，基本配方 为 淡水 1 0 ％搬土 0 ． 2 5 ％N a O H 0 ． 2 5 ％N a 2 C 0 3 ，充 分水化2 4 h 以上，提高造浆率。配浆前， 必须对配浆 水进行水质分析，根据水质情况确定基浆的合理配 方 作者简介梁文利 ，硕士 ，工程师 ，2 0 1 o 年毕业于长 江大学油气开发工程专业，现从事钻井液技术研究及现场 技术管理工作。 第4 a 梁 文利 塔 河 油 I ／ TI - -I 1 2 1 8 4 井钻 井液技 术优 化 6 7 2钻进过程注意补充预水化膨润土浆 ，提高 钻井液粘度，提高大井眼岩屑携带效果。胶液。配 方 0 ． 2 0 ． 5 ％K P AM 0 ． 2 0 ． 5 ％F A一 3 6 7 0 ． 2 0 ． 5 ％HV C MC 0 _ 3 - 0 ． 8 ％NP AN 0 ． 2 0 ． 6 ％Na O H。 1 ． 1 ．3 充分利用各级固控设备 ，确保离心机连续运 转，以清除无用固相。 2 ． 2二开 2 5 0 ． 8 8 mm井眼，1 2 0 05 8 4 7 m 2 ． 2 ． 1 地层特点及其对钻井液的要求 该井段地层欠压实， 泥岩易水化膨胀 ， 且砂岩发 育 ，易造成井眼缩径复杂情况 。要求钻井液具有较 强的包被抑制性能；宜采用大、中、小分子聚合物 复配，配合适量润滑剂、泥岩清洁剂，改善泥饼质 量 ，并调整 、优化钻井液流型，解决上部大井 眼快 速钻进的携岩问题以及阻卡问题。裸眼井段长，钻 井液消耗量大，要求全井段做好随钻封堵工作。 2 ． 2 ． 2 钻 井液施 工技术要 点 1 采用聚合物钻井液体系施工。胶液配方 为 0 ．5 ％N a O H 0 ． 5 0 ． 7 ％K _P A M F A 一 3 6 7 0 ． 3 0 ． 6 ％ P A MS 一 9 0 0 J MP 1 0 ． 5 1 ％ N P A N 。方 电 工 过 程 中注意观察振动筛上岩屑的返出量、岩屑的形 状、变化，及时补充或增加包被剂的加量，必要时 加入防塌润滑剂。 2钻进至下部井段后加大阳离子防塌剂YK _ H 用量 ，使其有效含量达到 l ％～2 ％，封堵地层砂岩 颗粒间的缝隙，提高层理间的粘结力，进一步改善 了泥饼质量，提高泥饼的致密性，使泥饼薄而且坚 韧 ，减小滤失量 ，同时充分发挥其防塌性能 ，有效 的起到了稳定井壁的作用。 3 按照设计要求进行钻井液体系转换工作， 转换前做好小型试验，确保转换一次成功。适用高 浓度胶液转磺，保证磺化抗高温降失水材料总量在 1 0 ％以上 。 4及时补充润滑剂 ，确保钻井液具有 良好的 润滑性。根据地层情况，及时加入清洁剂，保持钻 头清洁。 5 控制坂含在设计范围内；密度可根据井下 实际情况进行适当调整。 6 尽量控制低密度，低粘高切，最大限度保 证大排量钻井。 7维护处理 ，一定按循环周进行 ，严防钻井 液l 生能波动过大。 2 ． 3 三开 1 6 5 ． 1 mm井眼。5 8 4 7 6 0 2 5 m 2 ． 3 ． 1 地层特点及其对钻井液的要求 1 三开进入 目的层井段 ，该段地层压力系数 低 ，地层压力当量密度为 1 ． 0 6 ． -． 1 ． 1 0 g ／ c m 3 ，所以应做 好防漏的准备工作，根据井下情况灵活控制泥浆密 度 ，配合屏蔽暂堵技术封堵奥陶系微裂缝 。 2 防漏 的同时也要防喷，严格控制钻井液密 度 ，保护好油气层 ，减少滤液及 固相颗粒对储层造 成的伤害。 3 加强 s 防护工作，邻近井含H ’S 。 2 ． 3 ． 2 钻井液施工技术要点 1 将锥形罐 、循环罐 内的沉砂及絮凝物清掏 干净，注意不要大量排放钻井液。钻水泥塞时，预 先加入纯碱预处理，防止钙污染。 2 及时补充N a O H 溶液 ，使p H≥9 ．5 ，防止 H S 对钻井液的污染 3 用好振动筛和除砂器，间断使用离心机， 及时清除有害固相，尽可能降低亚微米粒子的含 量 ，使泥浆密度控制在设计范围内，做到对油气层 “ 压而不死 ，活而不喷”。 4跟踪观察岩屑返出情况，结合工程显示 ， 判断分析井下情况，及时对钻井液进行微调，尽量 维持性能稳定。 5 全井段按规定使用酸溶性井壁填充剂1 2 ％D F D 一 1 和油气层保 护加重剂B Y J 一 1 ，优化颗粒极 配 ，形成浅层致密泥饼 ，充分降低滤液和固相的侵 人深度，保护好油气层。 6 不使用干扰录井结果的处理剂 ，并及时补 充般土浆，优化钻井液流型，确保砂样代表性好 ， 便于地质录井。 3 钻井液性能及井径情况 见表 1 、 图1 。 6 8 江 汉 石 油 科 技 第2 5 卷 表1 TH1 2 1 8 4 井钻井液实钻性能表 O l 0 0 0 2 0 0 0 弗3 0 0 0 鼙 6 0 0 0 7 0 0 0 泥浆卺藏 3 I 1 ． 0 5 I ． 1 1 ． 1 5 1 ． 2 l 。 2 5 1 ．3 I ． 3 5 ■ l ； l } j ． I } - - } } ● ● l { { 1l l 扫 ； l } ＼ 1 } A ～ ＼ j ． l 二 i { { l； l l { j l } l l ； } } } ； l l { 一 享 } r { r } l { { r } { l { l l 叫卜 设计密度上限 设计察赓下鞭 十实际密震 图1 设计与实际钻井液密度曲线 l ， 1 ． n， 、． A J ll1 ． 1 l 、 、 ， v Y 。 V 、 -A A ． 1 ’ ’ ⋯ ’ ’V l ‘ ’ V ， 、 { 1 2 0 0 l 7 o 0 2 2 0 0 2 7 0 0 3 2 0 0 3 7 O 0 4 2 0 0 4 7 0 0 5 2 0 o 5 7 0 0 6 2 o o 井深 m 图2 二开2 5 0 ． 8 8 mm井 眼井径 曲线 下转 第8 4 页 8 4 江 汉 石 油 科 技 第2 5 卷 3 - 2施工工艺 现场检查 封堵 器及取送工具后将设备 吊上钻 台；下至设计深度后 ，用3 6 管钳开始左转 ，旋转 力是随着圈数的增加而增大，当旋转1 6 ．5 圈时人力 转不动，用3 6 ”管钳保持左旋扭拒先下放送入工具 遇阻后再上提送人工具，将送人工具取出；开始做 换装井 口准备。 换装井 口并试压完毕 ，从封井器中间穿人方钻 杆并和油管挂对扣 ，缓慢打压至7 M P a 后压力开始下 降，停泵后压力降为O M P a ，击落油管封堵器中的堵 塞。观察油套压力变化、正反挤入压井液、间断放 压 。油压为O M P a 后卸掉方钻杆 ，用游车下入封堵器 取送工具 ，在设计坐封深度处遇阻并明显感觉打捞 管柱右旋 1 ／ 4 圈，保持上提状态用3 6 ”管钳右旋转 1 7 圈后上提 ，捞出封堵器。 现场应用表明 油管封堵器及取送工具完全符 合了工艺设计要求 ；开发的换装井口工艺可解决易 喷易漏储层试油作业中防喷控制中存在的问题，降 低换装井口时的安全风险。 上接 第6 8 页 从图2 可以看出二开长裸眼段长达4 8 0 0 米 ，平 均井径扩大率3 ． 3 7 ％，达到优质井的标准小于5 ％。 说 明该井应用的钻井液体系具有 良好 防塌能力 ，井 壁稳定性好 ，具有 良好的封堵能力 ，适合不同压力 层系的地层，保证钻进中，不漏、不垮，提高了钻 井时效 。 4 认识与建议 1 钻井液的清洁 、干净是对典I 生 能维护、调 整的先决条件。所以固控设备使用的好坏对钻井液 的质量是至关重要的。在新井设备安装到位后要对 固控设备进行检查 ，确保生产过程中设备的连续 、 有效的使用。在施工的各个阶段针对不同的工况 、 井下情况有侧重点的使用各级固控设备，尽可能的 清除有害固相。 2 钻井液的性能维护、调整应坚持少量多次 的原则 。坚持对性能进行测量 ，多观察 岩性 、岩 4 结论及建议 1 开发可回收式油 套 管封堵器 ，形成相 应的施工工艺技术，具有操作简单、密封严密、安 全可靠等特点 ，可实现在井筒 内不取出封堵器的情 况下能进行循环压井，解决易喷易漏储层试油作业 中防喷控制 中存在的问题 ，进一步完善了试 油井控 技术 、极大地降低了换装井 口时带来的安全风险。 2 针对封堵器研究了井 口换装换装工艺 ，该 项工艺能有效地指导如下工作①能在换装井口施 工中合理设计管柱组合、计算座封位置；②确定施 工工序 ，选择适应在不同规格油管 内的封堵方案 ； ③完善封堵器的操作程序；④针对碳酸盐岩储层试 油作业过程 中易漏易喷的特点 ，对压井及换装井 口 技术方案予以明确和细化，使之更具可操作性。 3 建议加大本项 目成果在 国内外 的推广应 用 ，尤其是在涪陵大安寨 、建南矿 区尽快 得到应 用，加速产品规模化生产。 编辑李智勇 屑， 结合井下情况，及时发现异常，及时处理。降 低维护的难度与成本。性能的调整应建立在小型试 验 的基础 上 。 3钻进过程 中认真执行短起下措施 ，确保上 部井眼畅通 ；避免长时间定点循环，防止形成台 阶 ，冲孔 时要经 常上提下放 钻具 ，控制好井身质 量 。对台阶处 、狗腿度大的地方认真划 眼，提前 消 除隐患 ；严格控制起下钻速度 ，减少压力激动和抽 吸对井壁坍塌的影响。 4 电测前通井技术保障措施要到位，泥浆性 能均匀稳定，处理剂配伍合理，泥饼质量好，造壁 性好 ，电测前不作大处理。针对井眼状况 ，有针对 性 的加入不 同种类的封闭浆 ，在大小井眼处防止形 成砂桥，同时保证封闭浆具有足够的润滑性能，必 要时加扶正器进行通井修整井壁 ，确保电测 、下套 管起钻前无阻卡。 编辑 李智勇