桩129-1HF大位移井钻井液技术.pdf

第 4 2 卷 第 6期 2 0 1 4年 1 1月 石 油 钻 探 技 术 PE TR0LEUM DRI L LI NG TE CHNI QUES Vo 1 ． 4 2 NO ． 6 NOV ．， 2 O1 4 ． ． 钻井完井 d o i 1 0 ． 1 1 9 1 1 ／ s y z t j s ． 2 0 1 4 0 6 0 0 7 桩 1 2 9 - 1 HF大位移 井钻井液技 术 张志财，赵怀珍 ，慈国良，李 军， 季一冰 中石化胜利石 油工程有 限公司钻井工艺研究院 ， 山东东 营 2 5 7 0 1 7 摘要 针对桩 1 2 9 1 HF井摩阻扭矩大、 携岩 困难、 井壁失稳突出等问题 ， 在分析大位移井钻井中钻井液技术 难点 的基础上 ， 通过评 价悬浮剂 C D X W 的悬浮能力和 携岩 能力、 高效 润滑剂 B H一 1在常 温和 高温 高压条件 下的润 滑效果， 以及优化粒度级配、 优选页岩抑制剂， 形成 了铝胺基聚磺钻井液， 并对其性能进行 了评价。结果表明， 铝胺 基聚磺钻 井液 的 AP I 滤失量 小于 3 mL， 高温 高压滤失量小于 1 O mL， 动塑 比在 0 ． 5以上 ， 黏 附 系数 小于 0 ． 0 5 ， 说 明 该钻 井液抗温性 能好 ， 携岩能力强 ， 润 滑性 能可 以满足 大位移 井的 润滑要求 。桩 1 2 9 1 HF井使用铝胺基 聚磺钻 井 液钻进的井段， 起下钻正常， 没有发生井下故障， 三开油层段平均井径扩大率仅为 3 ． 8 5 ， 钻井周期比设计周期缩 短了 2 2 ． 0 9 d 。这表明铝胺基聚磺钻井液具有良好的携岩能力、 润滑性和抑制性， 能有效解决大位移井井眼清洁效 果差、 摩 阻和扭矩 大等 问题 。 关键词 大位移井 钻 井液 钻 井液性能 钻 井液添加剂 桩 1 2 9 1 HF井 中图分 类号 T E 2 5 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 O 2 O 1 4 O 6 一 O O 3 4 一 O 6 Dr i l l i ng Fl u i d i n Zhu a ng 1 2 9 1 HF Ext e n d e d Re a c h W e l l Dr i l l i ng Zh a n g Z h i c a i ， Zh a o Hu a i z h e n， Ci Gu o l i a n g， L i J u n， J i Yi b i n g Dr i l l i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e ， S i n o p e c S h e n g l i Oi l f i e l d S e r v i c e C o r p o r a t i o n ， D o n g y i n g， S h a n d o n g， 2 5 7 0 1 7 ， C h i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e a n a l y s i s o f t e c h n i c a l d i f f i c u l t i e s o f e x t r e me f r i c t i o n。 c u t t i n g s t r a n s p o r t a n d b o r e h o l e s t a b i l i z a t i o n i n Z h u a n g 1 2 9 1 HF e x t e n d e d r e a c h we l 1 。 a l u mi n u m- a mi n e b a s e d p o l y s u l f o n a t e d r i l l i n g f l u i d wa s d e v e l o p e d ． I t h a d o p t i mi z e d g r a d e d i s t r i b u t i o n a n d s h a l e i n h i b i t o r t h r o u g h t h e e x p e r i me n t a 1 e v a l u a t i o n o f t h e s u s p e n s i o n a n d c u t t i n g s c a r r y i n g a b i l i t y f o r s u s p e n d i n g a g e n t CDXW ． Th e f l u i d wa s a l s o a n a l y z e d t o d e t e r mi n e i t s l u b r i c a t i o n o f l u b r i c a t o r BH 1 u n d e r b o t h a mb i e n t t e mp e r a t u r e a n d HPHT c o n d i t i o n s ． AP I f i l t r a t e l O S S o f t h e d e v e l o p e d d r i l l i n g f l u i d wa s l e s s t h a n 3 mL。 HTHP f i l t r a t e l O S S o f t h e d e v e l o p e d d r i l l i n g f l u i d wa s l e s s t h a n 1 0 mL， t h e y i e l d p o i n t a n d p l a s t i c v i s c o s i t y r a t i o i S o v e r 0 ． 5 a n d t h e a d h e s i o n c o e f f i c i e n t i S l e s s t h a n 0 ． 0 5 ． Th e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h i s d r i l l i n g f l u i d c a n b e c h a r a c t e r i z e d a s h a v i n g g o o d r e s i s t a n c e t o h i g h t e mp e r a t u r e ， i s e x c e l l e n t f o r c u t t i n g s c a r r y i n g a n d l u b r i c a t i n g ． Fi e l d d r i l l i n g a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t b o r e h o l e e n l a r g e me n t r a t i o wa s wi t h i n 3 ． 8 5 ， d r i l l i n g p e r i o d s h o r t e n e d b v 2 2 ． 0 9 d a y s ， wh i c h d e mo n s t r a t e s t h a t t h e a l u mi n u m- a mi n e b a s e d p o l y s u l f o n a t e d r i l l i n g f l u i d i S e x c e l l e n t i n r o c k c a r r y i n g， l u b r i c i t y a n d i n h i b i t i o n， a n d c a n e f f e c t i v e l y s o l v e t h e p r o b l e ms o f p o o r h o l e c l e a n i n g a n d g r e a t f r i c t i o n ． Ke y wo r d s e x t e n d e d r e a c h we l l ； d r i l l i n g f l u i d ； d r i l l i n g f l u i d p r o p e r t y； d r i l l i n g f l u i d a d d i t i v e s ； W e I l Zhu a ng 1 2 9 -1 HF 桩 1 2 9 1 HF井是胜利油 田桩西采油厂第一 口非 常规页岩油水平井 ， 也是国内第一 口大位移非常规水 平井_ l ] 。该井位于济阳坳陷沾化凹陷桩西潜山披覆 构造桩 1 2 9 一 斜 l 0块沙 2 段构造较高部位 ， 采用三开 井身结构， 一开钻至井深 1 1 8 8 ． O 0 m， 然后定 向钻进 ， 完钻井深 5 3 4 1 ． O 0 m， 水平段长 6 5 4 ． 3 9 m， 水平位移 3 1 6 8 ． 7 8 m。 该井钻遇地层成岩性差， 泥页岩水敏性 强、 微裂缝发育 ， 易发生井壁失稳、 起下钻遇阻等问 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 1 - 0 3 ； 改回 日期 2 0 1 4 - 0 5 - 1 9 。 作者简介 张志财 1 9 8 4 一 ， 男， 山东德 州人 ， 2 0 0 7年 毕业 于中 国石 油大学 华 东 石油工程 专业 ， 2 0 1 0年获 中国石 油大学 华 东 油 气井工程专业硕士学位 ， 工程师， 主要从 事钻 井液技术研究及现场技 术服务 工作 。 联 系方式 z h a n g z c l 1 2 6 ． c o rn。 基金项 目 国家高技术研究发展计划 “ 8 6 3 ” 计 划 项 目“ 海上大 位 移井钻 完井关键技术开发与 集成” 编号 2 0 1 2 AA0 9 1 5 0 1 和 中石 化胜利石 油工程有 限公 司重点课题“ 大位移井钻井液关键技术研 究” 编号 GKZ 1 2 O 2 部 分研 究 内容 第 4 2卷第 6期 张志财等． 桩 1 2 9 - 1 HF大位移 井钻 井液技 术 题 ， 而且水平段长易形成岩屑床 ， 存在摩阻大、 携岩及 油层保护困难等问题。国外在采用大位移井开采非 常规油气 时多采用油基钻井液 或合成基钻井液 钻 井[ 3 _ ， 国内虽然成功采用水基钻井液顺利完钻十余 口非常规油气水平井， 但采用水基钻井液钻非常规油 气大位移井尚属首例。为此， 在分析该井存在的钻井 液技术难点的基础上， 合成高效润滑剂 B H_ 1 ， 引入悬 浮剂清洁井眼技术 ， 优选 出铝胺基聚磺钻井液体系， 并在钻井过程中采取了一系列维护处理措施 ， 顺利钻 至完井井深， 未发生井下故障， 电测一次成功。 1 技术难点分析 井眼轨道复杂， 摩阻和扭矩大桩 1 2 9 1 HF井 井 眼轨 道 复杂 ， 采 用 “ 直一增一稳一增一稳一增一 平” 7段式轨道 ， 井 眼轨道调整频繁， 钻具与井壁接 触面积大， 易贴在下井壁上形成正压力 ， 造成钻具上 提下放阻力 大， 钻进过程 中摩 阻和扭矩大 、 加压 困 难 ； 造斜段含大段泥岩 ， 加之钻井液中的劣质固相经 反复研磨后粒径变细 ， 不易清除， 导致钻井液的黏度 和切力升高 ， 滤饼质量变差 ， 易造成滑动钻进托压 、 压差卡钻等问题 ， 影响钻井进度 。 携岩与井眼清洁困难水平位移、 井眼尺寸大， 井 眼轨迹变化大， 井眼清洁及携岩极为困难 ， 加上地面设 备能力有限， 随着井斜角和位移的增大， 循环压耗逐渐 增大， 泵压升高， 低环空返速下携岩困难 ， 岩屑易沉积 ， 并极易在下井壁形成岩屑床， 使井眼清洁难度加大。 井壁稳定性差 东营组上部地层胶结疏松 ， 蒙 脱石含量高， 易吸水膨胀 造成缩径 ， 导致起下钻 遇 阻； 东营组和沙河街组泥页岩地层微裂缝发育 ， 易发 生坍塌掉块 ； 二开裸 眼段长 ， 机械钻速慢 ， 钻井周期 长 ， 井眼失稳风险较大。 2 钻井液配方优选 根据桩 1 2 9 1 HF井钻遇地层 的特点 和技术难 点， 要求钻井液具有 良好的悬浮携岩能力 、 较强 的润 滑性以及强抑制性， 因此进行了钻井液配方优选。 2 ． 1 携岩与井眼清洁 2 ． 1 ． 1 携岩相关参数计算 钻井液的流变参数是影响钻井液携岩能力 的重 要因素之一 ， 通过确定钻井液携岩所需的最小静切力 和环空返速以及是否会产生岩屑床来指导现场施工 。 决定悬浮能力 的是钻井液静切力和触变性 ， 假 设岩屑颗粒为球状体 ， 悬浮岩屑颗粒所需最小静切 力 的计算公式_ 7 为 Gs一 1 00d o p -- _ ． p m K 1 一s i na t A r S 1 一 上 ， b 式中 G S 为钻井液剪切 1 0 mi n时的静切力 ， P a ； d c 为颗 粒直径 ， c m； p s 为颗粒密度， g ／ c m ； K1 为颗粒间摩擦阻 力系数 ； a 为井斜角， 。 ； p m为钻井液密度 ， g ／ c I n 3 。 岩屑床厚度 的计算公式为 h 一 0 ． 0 1 5 Dh 6 ． 1 5 ／ Z e s 1 0 ． 5 8 7 a V e 一 2 式中 为岩屑床厚度 ， m； Dh为井 眼直径 ， mm； 为钻井液有效黏度 ， mP a S ； a为钻杆俯心度 ； 为 临界环空返速 ， m／ s ； 为实际环空返速， m／ s 。 无论是层流还是紊流 ， 提高环空返速均会提高 井眼净化效果 。环空返速大于临界环空返速时， 则 不易形成岩屑床 ， 临界环空返速的计算公式为 W e 0 ． 5 5 d c [ ] 3 根据式 3 和桩 1 2 9 - 1 HF井的实际情况 ， 可计算 出不同直径井眼所需排量及环空返速 ， 结果见表 1 。 表 1 桩 1 2 9 - 1 H F井排量及环空返速 Ta bl e 1 Di s c h a r g e r a t e a nd a n nu l a r v e l o c i t y o f W e l l Zhu a ng 1 2 9 一 l HF 2 ． 1 ． 2 悬 浮剂性 能试验 悬浮剂 C DX W 是一种切断长度小于 2 O mm的 惰性 白色物质 ， 密度为 1 ． 0 g ／ c m。 ， 可在钻井液 中润 湿 ， 形成纤维 网状结 构悬浮岩屑 ， 减缓岩屑沉 降速 度。在 室 内通 过 静 态 悬 浮 试 验 评 价 了悬 浮 剂 C D X W 的悬浮性能 ， 配制 0 ． 2 9 ／ 5 聚丙烯酰胺溶液 ， 水 化 2 4 h后 ， 加入一定量的悬浮剂 C D X W ， 高速搅拌 1 0 mi n后 ， 分别加 入直径为 2 、 4 、 6和 8 mm 的玻璃 球和钢珠 ； 2 4 h后 玻璃球和钢珠没有接触到杯底 ， 即视为能够悬浮相应直径的玻璃球和钢珠。试验结 果为 加 入 0 ． 1 9 ／ 6 C DX W 时 ， 只能悬浮直径不 大于 2 mm的玻璃球 ； 加入 O ． 、 2 V o C D X W 时， 能悬浮直径 石 油 钻 探 技 术 不大于 4 mm 的玻璃球和直径不大于2 mm的钢珠 ； 加入 0 ． 3 C DX W 时 ， 能悬浮直径不大于8 mm的玻 璃球 和 直 径 不 大 于 6 mm 的钢 珠 ； 加 入 0 ． 5 C D Xw 时， 能悬 浮直径不大于8 mm的玻璃球 和直 径不大于 6 mm 的钢珠 。这表 明， 当悬浮剂加量为 0 ． 3 时具有极好 的分散性和悬浮性 ， 在钻井液中可 形成密集的网状结构 ， 大幅提高钻井液 的携岩能力。 在室内还进行 了 C DX W 对钻井液性能影响评 价试验 ， 结果见表 2 。由表 2可知， 随着 C DX W 加 量的增大 ， 钻井液的塑性黏度稍有升高， 而动切力和 终切力明显增大， 表明悬浮剂 C D X W 可以提高钻井 液的携岩能力 。 表 2 悬浮剂 C D X W对钻井液性能的影响 Tab l e 2 I n flu e nc e o f CDXW do s a g e t o t he p e rfo r ma nc e o f dr i l l i ng f l u i d C D XW 加表 观黏度／塑性黏度／动切力 ／ 静切力／ AP I 滤失量／ 量 ， mPa s mP as P a P a mL 0 3 8 ． 0 2 7 ． 0 1 1 ． 0 3 ． 0 ／ 1 0 ． 5 4 ． 2 0 ． 1 4 0 ． 0 2 7 ． 5 1 2 ． 5 4 ． 5 ／ 1 2 ． 0 4 ． 6 0 ． 2 4 2 ． 5 2 9 ． 0 1 3 ． 5 5 ． 0 ／ 1 4 ． 0 4 ． 8 0 ． 3 4 6 ． 0 2 9 ． 5 i 6 ． 5 5 ． 0 ／ I 6 ． 0 5 ． 4 注 钻井液 配方为 5 ． 0 ％膨 润土 0 ． 2 Na OH0 ． 3 P AM 3 ． 0 S D1 0 1 十 2 ． 0 KFr 一 20 ． 5 DS P 一 2 1 ． 0 LV CM_C。 2 ． 2润滑剂性能试验 2 ． 2 ． 1 高效润滑剂 研制了一种液体高效润滑剂 B H一 1 ， 并与其他 润滑剂进行了常温和高温下 的性能对 比试验。将润 滑剂 B H一 1 和其他几种常见的润滑剂以相同的加量 加入到基浆 中， 对其极压润滑系数和黏附系数进行 评价 ， 结果见 图 1 。 基浆 白油聚合醇J s 石墨 原油 Z H 一 1 B H I 图 I 不 同润滑剂的润滑性能 Fi g ． 1 Lu br i c i t y o f di f f e r e nt l u b r i c ant s 由图 1 可知 ， 在相同加量下 ， 基浆中加入润滑剂 B H一 1 后的润滑系数和黏附系数均最小 。 采用 L E M- 4 1 0 0型高温高压润滑评价系统对 加入相同加量 2 ． 0 不 同润 滑剂 的基浆 进行 高 温润滑效果进行评价 ， 结果见图 2 。 6 0 5 0 ． 4 0 蠢3 0 20 日抽 聚合 醇 J S 石 墨 原 油 ZH I B H一 1 图2 基浆加入不同润滑剂后的高温高压摩擦 系数降低率 Fi g ． 2 Re d u c t i o n r a t e o f HTHP f r i c t i o n c o e f f i c i e n t a f ter d i f f e - rent l u b r i c an ts a d d e d i n t h e ba s e mu d 从图 2可知 ， 在高 温条 件下 ， 加 入高效润滑剂 B H一 1 基浆 的摩擦 系数 降低率最 大 ， 说 明 B H一 1的 润滑效果最好 。 在基浆 内加入不 同加 量的润滑剂 B H一 1 ， 测试 其极压润滑系数 ， 结果见 图 3 。 籁 艇 疟 幽 晕 图 3 润 滑剂 B H- I加量与极 压润滑 系数 的关 系 Fi g ． 3 Re l a t i o n o f do s a ge o f l u br i c a nt BH I a nd e x t r e me p r e s s u r e l u b r i c at i o n c o e f f i c i e nt 由图 3可 知 ， 随着润 滑剂 B H一 1加 量不 断增 大 ， 基浆 的极压润滑系数越来越低 ， 当加量超过 3 时 ， 极压润滑系数逐渐趋于稳定。因此 ， 润滑剂 B H_ 一 1 的最优加量为 3 。 2 ． 2 ． 2优化 粒度 级 配 加强固相控制， 及时清除钻井液中的有害固相 ， ∞ 加 ∞ O O O 0 O 0 O 0 第 4 2 卷第 6 期 张志财等． 桩 1 2 9 1 HF大位移井钻井液技术 合理调整钻井液粒度级配 ， 提高滤饼质量 ， 改善滤饼 的润滑性 ， 可以降低钻具和滤饼之间的黏附力 ， 提高 钻井液 的润滑性 。表 3为固相粒度级配对钻井液润 滑性影响的试验结果。 表 3 固相粒度级配对钻井液润滑性的影响 Ta bl e 3 I n f l ue nc e o f s ol i d pa r t i c l e p e r c e n t a g e t o t he l ub r i c i t y o f d r i l l i n g fl u i d 由表 3可知 ， 通过调整钻井液中固相颗粒 的粒 度级配 ， 可形成更加致密、 更薄的滤饼 ， 进一步降低 钻井液的润滑系数 ， 提高钻井液的润滑性。 2 ． 3 页岩抑制剂的优选 利用胜利油 田泥页岩岩屑对胺基抑制剂和铝基 聚合物的抑制性能进行 了评价 ， 结果见表 4 。由表 4 可知， 胺基抑制剂和铝基聚合物均具有抑制页岩岩 屑膨胀和钻屑分散的能力 ， 前者抑制页岩岩屑分散 的能力优 于后者 ， 而后者抑制 页岩岩屑膨胀 的能力 好于前者 。胺 基抑制剂具有 用量少、 吸附能力强 、 作用周期长等优点 ， 铝基聚合物具有化学 固壁和封 堵作用 ， 二者 复配具有强抑制 、 强封堵 的效果 ] ， 从而达到稳定井壁 的目的。 表 4 页岩抑制剂的性能评价 Ta bl e 4 Ev a l u a t i on o f s h a l e i n hi b i t or 2 ． 4 钻 井液性能评价 根据桩 1 2 9 1 HF井钻遇地层的特点， 在研制润 滑剂、 优选页岩抑制剂 的基础上 ， 对钻井液配方进行 了优化 ， 最终确定铝胺基聚磺 钻井液 的基本配方 为 3 ． 0 9 ／ 5 ～ 5 ． 0 9 ／ 5 膨 润 土浆 0 ． 3 ～ 0 ． 5 P AM 1 ． 0 ～2 ． 0 oA胺基抑制剂2 ． 0 ～4 ． O 磺化酚醛 树脂0 ． 5 9 ／ 6 ～1 ． 5 9 ／ 6 磺酸盐共聚物O ． 5 ～1 ． 0 9 ／ 6 铝基聚合物 1 ． 0 ～1 ． 5 超细碳酸钙 2 ． 0 ～ 3 ． O 胶乳沥青1 ． 0 ～2 ． 0 纳米乳液1 0 ． O ～ 1 2 ． O 原油0 ． 5 9 ／ 6 ～1 ． 0 流型调 节剂 3 ． O 9 ／ 6 ～ 5 ． 0 高效润滑剂 B H一 1 。在室内对铝胺基聚磺钻井 液性能进行了评价 ， 结果见表 5 。 表 5 铝胺基聚磺钻 井液的常规 性能 Tab l e 5 Co nv e nt i o na l p r o pe r t i e s o f al u mi n mn - a m i ne ba s e d p ol y s u l f o na t e d r i l l i ng flu i d 注 铝胺基聚磺钻井液的配方为 4 膨润土浆 O ． 3 P AM1 ． 5 胺基抑制剂 2 ． 0 磺化酚醛树脂 1 ． O 磺 酸盐 共聚物O ． 5 铝基 聚合物l _ O 超钙2 ． O 胶乳沥青1 ． 5 ％纳米乳液O ． 5 流型调节剂1 2 ． O 原油3 ． O B } I _ 1 加重剂； 老化条件为 1 5 0℃下滚动 1 6 h ； 高温高压滤失量测试温度为 1 4 0℃ 。 由表 5可知 ， 铝胺基 聚磺钻井液在 1 5 0℃高温 下老化前后 的 AP I 滤失量和高温高压滤失量均较 低 ， 动塑 比在 0 ． 5以上 ， 说明其抗温性能好 ， 携岩能 力强 ， 而且老化前后的黏附系数均较低 ， 完全满足大 位移井 的要求 。 3 现场施工 3 ． 1 井身结构 桩 1 2 9 1 HF井钻遇地层从上至下依次 为平原 组 、 明化镇组 、 馆 陶组、 东营组 、 沙河街组沙 1 段和沙 2 段 ， 完钻层位为沙 2 段 。该井设计井深 5 5 6 0 ． 4 2 1 T I ， 采用三开井身结构 ， 设计井身结构见图 4 。实钻井身 结构 导 眼 段， 6 O ． 4 mm 钻 头 5 2 ． O 0 m； 下 人 5 0 8 ． O 0 m m导 管； 一 开 井 段， 妞4 4 ． 5 m i l l 钻 头 l 5 5 2 ． 0 0 1T I ， 3 3 9 ． 7 m m 套管 l 5 5 0 ． 4 8 t n r n ； 二开井 段， 1 1 ． 1 m m钻头3 8 8 2 ． 0 0 m， 4 4 ． 5 mm套管 3 8 8 0 ． 0 0 m； 三开井段 ， 1 5 ． 9 n T IT I 钻头5 3 4 1 ． 0 0 i n ， ≠ 1 3 9 ． 7 r Fff i 1 套管 3 6 0 0 ． 0 0 ～4 6 7 7 ． 0 0 m ， 4 6 7 7 ． O 0 ～ 5 3 3 9 ． 3 3 r n 井段采用筛管完井。 3 ． 2 维护处理措施 1 东营组上部地层胶结疏松， 易坍塌， 采用大分 石 油 钻 探 技 术 导眼段 6 6 0 4 mm钻头x 51 ．O 0 m 5 O 8 0mm套 管5 O O 0m 水泥封固段0 - 5 1 O 0 m m 基 图 4 桩 1 2 9 - l HF井设计 井 身结构 4 I ks i g n e d瑚s i I o f W e l l 2 h u a a g 1 2 9 ．- I 1 1 F 子聚合物 P AM 和少量 的胺 基抑制 剂相配合 提高 钻井液 的抑制性 ， 抑制地层造浆和水化分散 ， P A M 的含量控制在 0 ． 3 左右 ； 进入东 营组后 ， 一次加 人 1 ． 0 9 ／ 6 胺基抑 制剂 ， 提 高钻井液 的抑制性 ， 并 以 胶液的形 式不 断补充 ， 保持胺 基抑制 剂 的有 效含 量 大 于 1 ． 0 ％ 。 2 合理使用好四级固控设备 ， 及时清除有害 固 相 ， 并通过胶液 的形式加入L V C MC， 降低钻井 液 的滤失量 ， 改善滤饼质量。 3 由于三开井段井底温度较高 预测井底温度 1 4 5 ． 1℃ ， 因此加 入抗温性能 较好 的磺 化酚 醛树 脂 、 磺酸盐共聚物、 胶乳沥青等处理剂 ， 降低钻井液 的高温高压滤失量， 提高钻井液的高温稳定性 ， 减少 进入地层的滤液量。 4 由于东营组及沙河街组地层 中的泥岩多含 微裂缝 ， 因此加入了铝基聚合物、 胶乳沥青 、 超 细碳 酸钙等封堵材料 ， 以增强钻井液的封堵防塌能力 ， 形 成致密的滤饼， 提高井壁稳定性， 同时有效保护储层 。 5 斜井段和水平段是大位移井施工的重点， 要 保证钻井液具有 良好 的润滑性 。在井斜角大于 3 0 。 至水平段前 ， 随着井斜角的增大 ， 不断混入原油与高 效润滑剂 B H一 1 、 胶乳沥青和纳米乳液等润滑剂 ， 以 提高钻井液的润滑性 ， 同时可以改善滤饼质量， 降低 滤饼黏附系数 ， 并在钻进过程 中逐渐提高润滑剂 的 加量 ， 进入水平段前使润滑剂 和原油 的总含量不低 于 1 2 ． 0 ， 控制润滑系数小于 0 ． 1 、 滤饼黏附系数小 于 0 ． 0 6 。钻井液性能 漏斗黏度 4 0 7 0 S ， AP I 滤失 量控制在 3 ． 0 ～5 ． 0 mL， 塑性黏度 1 5 2 5 mP a S ， 动 切力 5 ～1 5 P a ， 动塑 比控制在 0 ． 4 5 ～0 ． 6 5 ， 排量控 制在 4 5 5 5 L ／ s 。 6 进入水平段后 ， 加强 固相控制 ， 振动筛采用 1 5 0目筛布 ， 并充分利用 离心 机， 及 时清 除劣质 固 相 ； 磺酸盐共聚物与胺基抑制剂复配提高钻井液 的 抑制性 ； 按照原油与润滑剂 B H一 1 之 比 5 ～7 1 补 充原油和润滑剂 ， 保证润滑剂和原油 的总含量不低 于 1 5 ． 0 9 ／ 6 ； 提 高钻 井 液 动塑 比， 将 动 塑 比控 制 在 0 ． 5 5 ～O ． 7 0 ； 排量控制在 2 8 ～3 3 L ／ s ， 保证具有 较 高的环空返速 ， 以利于携岩 。同时， 可根据钻进时的 返砂情况 、 摩阻情况 ， 以及岩屑床厚度计算结果推断 是否产生岩屑床 ， 以便采取短程起下钻 、 配制 0 ． 3 的 C D X W 液清洗井眼等措施清除岩屑床。 3 ． 3应用效果分析 1 携岩能力强 ， 井眼清洁效果显著 。该井 自二 开井段开始使用铝胺基聚磺钻井液钻进 ， 除二开完钻 通井过程 中在 3 7 5 2 ． O 0 ～3 7 6 0 ． 0 0 mm井段上提下 放遇阻外 ， 其余井段返砂正常， 起下钻 、 电测和下套管 均畅通无阻。二开通井遇阻井段 ， 采用 0 ． 3 9 ／ 6 C D X W 溶液清洗后 ， 顺利解除遇阻等井下故障。该井不同井 深处胺基聚磺钻井液的性能见表 6 。 表 6 桩 1 2 9 1 HF井铝胺基聚磺钻井液的性能 Ta bl e 6 Al u mi n u m- a m i ne ba s e d p ol y s u l f on a t e d r i l l i ng f l ui d p r o p e r t i e s o f W e l l Zhu a ng 1 29 1 HF 井深／ m 井斜角／ 。 密度／ k g．L - 1 漏 斗黏度 ／ 黏度 动切力／ P 动塑 比 A P I 滤失量／ r n L L n a ‘ S J 2 4 1 7 ． O 0 2 8 6 1 ． O O 3 3 5 8 ． 0 0 3 7 4 5 ． O O 4 3 4 0 ． O 0 4 8 4 6 ． O 0 5 O9 9 ． 0 O 5 34 1 ． O O 6 1 ． 5 5 ． 6 5 ． 9 0 ． 9 1 ． 9 1 ． 第 4 2卷第6期 张志财等． 桩 1 2 9 1 HF大位移井钻井液技术 3 9 2 润滑性能优 良。三开套管内上提摩 阻达 到 了 4 0 0 k N， 而裸眼段摩阻仅 为 5 0 ～7 0 k N， 为解决 套管内摩阻高的问题 ， 将铝胺基聚磺钻井液 中高 效润滑剂 B H一 1的含量提至 5 ． 0 以上 ， 再配合 固 体润滑剂石墨 粉 ， 改变钻具 与套 管之 间 的摩擦 状 态。同时调整钻井液流变参数和 固相 颗粒 的粒度 级配 ， 提高钻井液的润滑性 ， 使套 管内上提摩 阻降 至 2 0 0 k N， 为三开后期顺利钻进提供了保障 。 3 抑制性强 ， 井壁稳定效果好。该井钻井过程 中钻井液表现出良好的防塌抑制性能 ， 返 出钻屑棱 角分明， 没有出现糊筛布和钻头泥包等现象 ， 全井起 下 钻 顺 利 ， 三 开 油 层 段 平 均 井 径 扩 大 率 仅 为 3 ． 8 5 ， 远小于周边其他井。 4 机械钻速高。该井平均机械钻速为6 ． 6 0 m ／ h ， 设计钻井周期 1 3 0 ． 1 5 d ， 实际钻井周期 1 0 8 ． 0 6 d ， 与设 计钻井周期相比缩短了2 2 ． 0 9 d 。 4 结论与建议 1 利用悬浮剂溶液清洗井眼技术 ， 可有效改善 钻井液的携岩能力和清洁井眼的能力 ， 消除岩屑床， 提高机械钻速 。 2 通过研制高效润滑剂 B H一 1 ， 优化 固相粒度 级配 ， 提高 了钻井液滤饼的润滑性 ， 大大降低了钻进 过程 中的摩阻和扭矩 ， 为桩 1 2 9 HF - 1井的安全钻进 提供 了保障。 3 胺基抑制剂 和铝基聚合物复配能有效抑制 泥页岩的水化膨胀 ， 增强对微裂缝的封堵效果 ， 解决 桩 1 2 9 1 HF井泥页岩地层的井壁失稳问题 。 4 建议继续深入研究钻井液润滑技术和携岩 技术， 为今后 6 0 0 0 m 大位移井钻井提供 技术 支持 。 参考文献 Re f e r e nc e s [ 1 ] 刘德华 ， 肖佳林 ， 关 富佳． 页岩气开发技术现状及研究方 向_ J ] ． 石油天然气 学报 ， 2 0 1 1 ， 3 3 1 1 1 9 1 2 3 ． I i u D e h u a ， Xi a o J i a l i n ， Gu a n F u j i a ． C u r r e n t s i t u a t i o n a n d r e s e a r c h d i r e c t i o n o f s h a l e g a s d e v e l o p me n t [ J ] ． J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c hn o l o g y， 2 0 1 1， 3 3 1 1 1 9 1 2 3 ． [ 2 ] 姜政华， 童胜 宝 ， 丁锦鹤． 彭页 H卜 1 页岩气水平井钻井关键技 术l_ J ] ． 石油钻探技术， 2 0 1 2 ， 4 0 4 2 8 3 1 ． J i a n g Z he n g hu a ， To n g Sh e n g b a o， Di n g J i n h e ． Ke y t e c h n o l o g i e s a d o p t e d f o r s h a l e g a s h o r i z o n t a l w e l l P e n g y e HF - 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