长庆油田陇东地区水平井钻井液技术.pdf

第2 4 卷第3 期 2 0 1 4 年9 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P E TRO I U M S C I ENC E AND T E CHNOL OGY Vo 1 ． 2 4 No ． 3 S e p ． 2 01 4 长庆油 田陇东地区水平井钻井液技术 贺春 明 中石化江汉石油工程有限公司钻井二公司，新疆巴州轮 台县8 4 1 6 0 0 摘要 陇东地区水平井施工区域分散 ，分布在环县、华池、合水、西峰、镇原、庆城等县 区，施工区 块包括北三区、樊家川、华庆、合水、白马、镇北、马岭等区块。本区自 上而下分别钻遇第四系，第三系， 白垩系， 侏罗系 安定组、直罗组、延安组和富县组，三叠系延长组等地层。重点论述了该区钻井液施工难 点，钻井液维护处理措,T LC QS P - 2 钻井液体 系优化与规 范等技术 ，总结了水平井复合盐体 系的应用效果。 关键词 钻井液；水平井；清水聚合物；C Q S P - 2； 强抑制；漏失；坍塌。 1 钻井液施工技术难点 1 洛河失返 』生漏失普遍存在 ，防堵漏难度和 成本加大。洛河组井段以桔红色砂岩为主，在钻进 时极易发生漏失 ；在钻至水平段或者 出水加重后漏 失严重，大量补充新浆使性能难以维持稳定且成本 偏高。 2 直罗和大斜度井段坍塌严重， 对井下安全 造成很大的风险。直罗组井段基本以紫红色和灰绿 色泥岩为主， 段长普遍在4 0 0 m 左右，极易坍塌。 3 P D C 钻头在下部地层造斜率和复合增斜率 低 ，滑动施工效率低。水平井造斜点一般为 1 8 0 0～ 2 0 0 0 m，造斜层位在富县组 、延安组 ，地层可钻性 差 ，工具面不稳定，滑动增斜率低 ，脱压现象严重。 4 老区块施工注水井数量多 ， “ 漏侵同存” 井普遍存在 ，压井难度大。在华庆、合水老区块施 工的水平井 ，大部分周围注水井数量多 ，上部地层 承压能力普遍较低，在此类区域施工实施压井作业 经常发生 “ 下喷上漏 ”的复杂情况 ，压井安全密度 窗 口不好把握 ，增加了压井难度。 2 钻井液维护处理措施 2 ． 1 直井段清水聚合物快速钻井液技术 清水聚合物强絮凝钻至直罗坍塌层。 洛河组井段应强化钻井液的絮凝和携砂性能 ， 在洛河组下部井段不再 J I] P A M，加大Q D 一 1 、单封等 堵漏材料防漏，钻到直罗组前将钻井液中P A M消耗 掉，防止泥包钻头。 钻至直罗坍塌层加入抑制性聚合物 K P A M、 Z N P 一 1 、F Z 一 2 。同时加入无机盐抑制井壁坍塌。 盐的加法打开安定组加5 ～ 6 t K C L ，K C L ]J I] 完 2 4 h 后 ，每天加入6～l O t 工业盐 ，待密度上升后再减 少加盐量，控制在每天2 4 t 。加盐过猛容易改变性 能 降低粘度 、增大失水 ，期间根据井上掉块情 况穿插 [ I K C L 和甲酸钠。性能 P1 ． 0 1 ～1 ． 0 2 g ／ c m F V 3 0～3 2 s ，失水全失。 2 _ 2 斜井段欠饱和盐水聚合物钻进液技术 每天加盐量控制在2 ％，逐渐加至欠饱和状态 2 0 ％左右 。 井斜超过5 舌 逐渐降低失水转化为C Q S P 一 2 钻 井液体系，体系淀粉类处理剂参与滤饼形成，其随 时间的 自降解性能可使滤饼破坏 ，有利于解除油层 表面的封堵。同时加入工业盐提高密度和体系抑制 性。控制性能 p1 ． 1 5 ～1 ． 2 0 g ／ c m ，F V 3 8 _ 4 5 s， F L 8 ml ， D H 89 。 2 ． 3 水平段低粘切钻井液技术 进水平段初期钻井液粘度控制在3 6～3 8 s ，水 平段在 1 0 0 0 m 后控制在4 0 s 左右 ，至完钻控制在4 5 作者简介 贺春明，男 ，20 0 4 年毕业于兰州交通大 学应用化学专业 ，泥浆工程师 ，现在塔河油 田从事现场 钻井液技术管理工作。 第3 期 贺春 明 长庆 油 田陇 东地 区水 平 井钻 井液技 术 5 3 s 。动切力控制在5 以下 ，六速 3 转在1 左右。斜井 段与水平段配方统一 ，性能要求一致，转化C Q S P 一 2 钻井液体系后维护性能稳定。 2 ．4 钻井液维护处理要点 1 以淀粉为主处理剂降低失水，提高粘度； 用G 3 0 9 改善钻井液流动 陛；超细碳酸钙调整泥饼 固 相 ；聚合 物抑制剂提高粘度和切力 ，并调整泥饼光 滑性。 2 加入N a C L 、K C L 和甲酸钠 ，使钻井液的 矿化度远大于地层水的矿化度，并有效的降低钻井 液中水的活度，提高钻井液对地层的抑制能力。 3 加盐后容易增大失水，每次加盐前后一个 循环周要测失水进行对比，根据测得性能进行调 整。 4提高钻井液 中封堵粒子的含量 ，增加超细 碳酸 的含量 。G 3 0 9 总加量达到2 ％～3 ％，超细碳酸 钙总加量3 ％ 4 ％ 。通过有效的封堵来降低地层的 坍塌压力 。 3 C Q S P 一 2 钻井液体系优化与规范 3 ． 1 去土、少固、强抑制 不使用膨润土粉 ，通过优化调整K C L 、甲酸钠 配伍比例满足了斜井段P D C 造斜要求，引入工业盐 达到欠饱和状态 ，减少重 晶石用量 ，随着抑制性增 强，钻井液含砂量降低，稳定井壁所需密度随之降 低 ，固相的降低带动了速度提升。 3 _ 2 低摩阻 体 系中减少 了重 晶石用量 ，含砂量更低 ，大大 降低 了摩阻。完全取消使用原油 ，逐步减少R Y 一 8 2 8 使用，有的正常井实现全井不加液体润滑剂，滑 动时仍然没有粘托 ，滑动效率大幅提高。施工时间 长或压井密度高的井润滑性能的调整可以通过加入 石墨和R Y 一 8 2 8 来改善泥浆体系和泥饼的润滑性能。 3 ． 3 合理规范密度 充分发挥密度在整个施工过程中稳定井壁的作 用 ，第一增斜段和第二增斜段钻进密度分别保持在 1 ．0 6 g ／ c m 和1 ． 1 5 g ／ c m 左右，充分提高滑动速度，中 测起钻 和人窗起 钻前密 度分别 提高到 1 ． 2 0 g ／ c m 和 1 ．2 5 Ⅱ l3 左右，保证空井时无井塌现象发生，水平 段施工根据钻遇岩性情况及出口掉块情况 ，及时调 整 密度 ，若钻遇砂岩且无 掉块 ，密度可 以控制在 1 ． 1 8 m 左右 ，若钻遇泥岩段超过5 0 m，或出口有 掉块，可以根据泥岩段长度和掉块比例提高密度到 合理值。 3 ． 4 低粘切 根据C Q S P 一 2 体系性能特点 ，转化以后粘度一般 要求控制在4 0 4 5 s 。之后迅速推广转浆后粘度保持 在4 0 s 左右，低粘切钻井液即满足了携砂要求也提高 了机械钻速。 该体系对粘切的要求 表观粘度A V 1 8 2 5 m P a ． s I塑性粘度P V 1 5～2 0 m P a ． s I动切力Y P 2 ～ 4 P a ，动塑比Y P ／ P V 0 ． 2 。 4 水平井复合盐体系的应用效果 水平井钻井液体系由聚磺体系优化改进为复合 盐体 系 ，体系主要泥浆料 为复合 盐 ，加料种类减 少 ，处理方法简单 ，操作性强。 在体系功用方面，有以下几个特点 1 利用盐水的强抑制复合防塌，维护泥岩易 塌层的井壁稳定 ，改变以往靠加重进行防塌 ，出现 泥饼太厚的问题 ； 2盐水体系流动 陛强 ，粘切值低 ，破坏岩屑 床 ，更加有利于井底携砂 ，提高机械钻速 ，降低井 下复杂 ； 3 复合盐体系润、滑． I生 能好 ，代替水平井斜井 段以往靠原油提高润滑性的情况； 4 通过工业盐部分代替重晶石提高密度，有 效地减少固相 ，提高机械钻速。 体系通过 “ 去土、少固、强抑制”，使水平井 钻井液处理更加完善 ，有效保障了斜井段及水平段 的井下安全 。 编辑胡素梅