塔河油田深侧钻井防塌钻井液技术.pdf

第 4 4卷第 2期 2 0 1 6年 3月 石 油 钻 探 技 术 PE TROL EUM DRI LI I NG TECHNI QUES Vo 1 ． 4 4 No ． 2 M a r ．， 2 O1 6 ●钻井完井 d o i 1 0 ．1 1 9 1 1 ／ s y z t j s ． 2 0 1 6 0 2 0 0 9 塔 河油 田深侧钻 井 防塌钻 井液技术 黄维安 ，牛 晓。 ，沈青云 ， 周 伟z ， 杨世超s ， 邱正松 1 ． 中国石油 大学 华东 石油工程学 院 ， 山东青 岛 2 6 6 5 8 0 ； 2 ． 中国石化西北 油 田分 公司工程 技术研究 院 ， 新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 1 1 3 ． 中石化胜利石油工程有 限公 司钻井工程技术公 司， 山东东 营 2 5 7 O 6 4 摘要 塔 河油田深部 巴楚组和桑塔木组地层 为以伊 ／ 蒙混层 或伊刹石 为主的硬脆性 泥页岩地层 ， 水化 分散 性 较强且发育有微裂缝， 钻井过程中易因泥页岩水化而导致井壁失稳， 为此， 提 出了“ 抑制表面水化一 物化封堵一 有效 应力支撑” 三元协同防塌对策， 并构建了三元协同防塌钻井液。室内性能评价试验结果表明 三元协同防塌钻井液 抗 温达 1 7 0℃ 、 抗盐 5 ． O 、 抗 钙 0 ． 5 ～ 1 ． O ％ 、 抗 劣 土 8 ． 0 ， 泥 页岩 膨 胀 率 和 滚动 回收 率 分别 为 5 ． O 5 和 9 1 ． 3 3 ， 能封堵宽 4 0 0／ x m的裂缝 ， 承压能力达到 4 SP a 。三元协 同防塌钻井液在塔河油田 2 0余 口并进行了应 用 ， 均未发生 由于井壁 失稳 造成 的井下故障 ， 桑 巴楚组和 桑塔木 组地层 的井径 扩大率 平均 降低 6 3 ． 4百分 点， 建 井 周期平均缩短 4 ． 3 d 。这表明， 三元协同钻井液防塌技术可有效解决塔河油田深侧钻井巴楚组和桑塔木组地层的 井壁失稳 问题 。 关键词 深 井； 侧 钻 ； 井眼稳 定 ； 防塌钻 井液 ； 钻井液性 能； 塔河油 田 中图分类号 T E 2 5 4 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 6 0 1 0 0 5 1 0 7 Ant i S l o u g hi ng Dr i l l i ng Fl u i d Te c h no l o g y f o r De e p S i d e t r a c ki n g W e l l s i n t he Ta he Oi l f i e l d HU A N G We i a n ， NI U Xi a o ， S HE N Qi n g y u n 。 ， Z H OU We i ， Y A N G S h i c h a o 。 ， Q I U Z h e n g s o n g 1 ． Sc h o o l o厂Pe t r o l e u m En gi n e e r i n g， Ch i n a Un i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m Hu a do n g ， Qi n g d a o ， S h a n d o n g， 2 6 6 5 8 0 ， C i n a ； 2 ． En g i n e e r i n g a n d T e 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 N0 r t h we s t Z fie l d C o rn p a n y， Ur u mq i ， X n j i a n g， 8 3 0 0 1 l ， C h i n a ； 3 ． Dr i l l i n g E n g i n e e r i n g Te c h n o l o g y C o mp a n y， 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 Co r po r a t i o n， Do n g yi n g， S h a n d o n g， 2 5 7 0 6 4 ， i n a Ab s t r a c t Th e d e e p B a c h u a n d S a n g t a mu F o r ma t i o n i n t h e Ta h e Oi l f i e l d a r e c o mp o s e d o f a n i l l i t e mo n t mo r i l l o n i t e mi x e d 1 a y e r o r h a r d b r i t t l e s h a l e f o r ma t i o n s d o mi n a t e d b y i l l i t e wi t h s t r o n g wa t e r d i s p e r s i o n a n d d e v e l o p me n t o f mi c r o f r a c t u r e s ． Du r i n g d r i l l i n g o p e r a t i o n s ， we l l b o r e i n s t a b i l i t y c a n b e e n c o u n t e r e d d u e t o s h a l e h y d r a t i o n ． To e l i mi n a t e t h e s e p r o b l e ms ， a c o o r d i n a t e d a n t i c o l l a p s e p r o g r a m wi t h t h r e e e l e me n t s wa s d e v e l o p e d s e a l i n g a n d c o n s o l i d a t i n g t h e s i d e we l l ， i n h i b i t i n g s u r f a c e h y d r a t i o n a n d p r o v i d i n g t h e e f f e c t i v e s t r e s s s u p p o r t b y r e a s o n a b l e d r i l l i n g f l u i d d e n s i t y ． I n a d d i t i o n， a n t i c o l l a p s i n g d r i l l i n g f l u i d s we r e d e v e l o p e d ． Th e e v a l u a t i o n r e s u l t s s h o we d t h a t t h e n e wl y d e v e l o p e d t h r e e e l e me n t a n t i c o l l a p s e d r i l l i n g f l u i d h a d a t e mp e r a t u r e t o l e r a n c e o f 1 7 0 ℃ ， p r e f e r a b l e c o n t a mi n a t i o n r e s i s t i b i l i t y 5 Na Cl ， 0 ． 5 一1 Ca CI 2 ， a n d 8 p o o r c l a y s t r o n g a n t i c o l l a p s i n g c a p a c i t y 5 ． O 5 o f s h a l e s we l l i n g r a t i o a n d 9 1 _ 3 3 r o l l i n g r e c o v e r y r a t e a n d f a v o r a b l e we l l s e a l i n g p e r f o r ma n c e s 4 M Pa o f p r e s s u r e - b e a r i n g c a p a c i t y f o r 4 0 0 g m s i mu l a t e d f r a c t u r e s ．S u c c e s s f u l f i e l d a p p l i c a t i o n s we r e c a r r i e d o u t i n t h e Ta h e Oi l f i e l d mo r e t h a n 2 0 we l l s ． Th e r e we r e n o d o wn h o l e p r o b l e ms i n d u c e d b y we l l b o r e i n s t a b i l i t y ． Th e a v e r a g e e x p a n s i o n r a t e w3 s r e d u c e d b v 6 3 ． 4 9 ／ 6 c o mp a r e d wi t h c o mp l e t e d a d j a c e n t we l l s i n t h e s a me b l o c k ． Th e c o n s t r u c t i o n p e r i o d wa s s h o r t e d b v 4 ． 3 d ． Re s u l t s s h o we d t h a t t h e we l l b o r e i n s t a b i l i t y p r o b l e ms o f d e e p s i d e t r a c k i n g we l l s i n t h e Ta h e Oi l - f i e l d c a n b e o v e r c o me t h r o u g h t h e e f f e c t i v e d e p l o y me n t o f a t h r e e - e l e me n t a n t i c o l l a p s e d r i l l i n g f l u i d t e c h - n o l o g y ． Ke y wo r d s d e e p we l 1 ； s i d e t r a c k i n g； h o l e s s t a b i l i z a t i o n； a n t i s l o u g h i n g 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 ； Ta h e Oi l f i e l d 塔河油田老井侧钻中因受避开水层 、 垂深限制 ， 造斜井段在 巴楚组和桑塔木组地层， 已完钻的 2 1口 井井壁坍塌严重， 有 的井平均井径扩大率达 2 9 ． 6 9 ／ 6 ， 造成 了极大 的经济损失_ 】 ] 。井壁失稳主要受地质、 泥页岩与钻井液相互作用以及钻井工艺等 因素的影 响[ ] 。井壁失稳机理研究先后经历了力学、 化学和力 学一 化学耦合 3 个研究阶段[ t o - u ] 雷宗明等人[ 1 2 - 1 a ] 提出 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 0 8 ； 改回 日期 2 0 1 5 1 2 0 5 。 作者简 介 黄 维安 1 9 7 6 ～ ， 男， 四川 中江人 ， 2 0 0 1年毕 业于 中 国石 油大学 华 东 石油工程专业 ， 2 0 0 4年获 中国石油 大学 华 东 油 气井工程专业硕士 学位 ， 2 0 0 7年获 中国石油大学 华 东 油气井工程 专业博 士学位 ， 副教 授 ， 主要 从 事 油 气 井化 学 工程 领域 研 究。E ma i l ma s t e r h u a n g 1 9 9 7 1 6 3 ． c o r r l 。 基金项 目 国家 自然科 学基金项 目“ 海 洋深水水基钻 井液恒流 变 性调控的化学、 物理方法研究” 编号 5 1 3 7 4 2 3 3 、 国家科技重大专项课 题“ 复杂地质条件 下深 并钻 完井液新技 术研 究” 编号 2 0 1 1 Z X O 5 0 2 1 0 0 4 和山东省 自然科 学基金项 目“ 海洋深水水基 钻井液恒 流变性调 控 物理方法及其机 理” 编号 Z R 2 O 1 3 E EM0 3 2 联合 资助。 第 4 4卷第 2期 黄 维安 等． 塔河 油田深侧钻 井防塌 钻井液技 术 2 防塌钻井液配方优选 依据以上多元防塌新对策 ， 通过优选抑制剂 、 防 塌剂 、 表面水化抑制剂等关键处理剂 ， 对现场井浆进 行优化 ， 构建出适合现场的防塌钻井液配方 。 3 ． 0 聚合醇 和 3 ． O S YP - 1中， 在 8 0℃ 下滚 动 1 6 h后测其 回收率 ， 结果分 别 为 2 O ． 1 ， 2 4 ． 9 ， 2 8 ． 1 ， 2 6 ． O ， 2 6 ． 7 9 ／ 5 ， 2 4 ． 4 ， 2 6 ． 5 ， 2 8 ． o Z， 2 2 ． 8 和 2 1 ． 4 。由此可看 出， P MHC抑制泥页岩 水化分散的性能最好。因此， 页岩抑制剂选 P MHC 。 2 ． 2 封堵防塌剂 2 1 页岩抑制剂 以t 4 ． O 膨润土 O ． 2 ZS D 1 7 w 0 ． 6 N P AN 目前， 常用页岩抑制剂有 D B F - 2 、 P MHC、 K P AM、 3 ． 0 S HC 3 ． 0 ％ C X B - 1 ” 为 基 浆 ， 分 别 加 入 8 0 A5 1 、 S D J A- 1 、 硅酸钠 、 聚合醇和 S YP 一 1 ， 采用滚动 3 ． o 的不同封堵防塌剂 ， 测试其在老化后的流变性 回收率试验对其抑制性能进行评价。将 T K6 6 5井 及滤失性 ， 结果见表 1 。从表 1可看出， 基浆加入 粒径 2 ～5 mm的巴楚组泥页岩岩屑分别放在清水 、 3 ． 0 F D F - 1 后 ， AP I 滤失量 、 1 2 0和 1 5 0℃下的高 0 ． 5 9 ／ 6 DB F - 2 、 0 ． 5 9 ／ 6 P MHC、 0 ． 5 KP AM、 0 ． 5 压滤失量相对较低 ， 说明 F DF - 1的封堵 防塌性能相 8 0 A5 1 、 5 ． 0 ％KC 1 、 l l 5 S D J A- 1 、 1 ． 5 9 ／ 6硅 酸 钠 、 对最好 。因此， 封堵防塌剂选 F D F - 1 。 表 1 封堵 防塌剂优选试验 结果 T a b l e 1 Ex p e r i me n t a l r e s u l t s f o r s e l e c t i o n o f o p t i ma l p l u g g i n g a g e n t 封 堵 防 塌 剂 警 动 P a A P m _ l a m l - a 滤 mL I n 塞 In H 值 ‘ s ， L 。 SJ 勰 犬 量 ／ L 犬 亘 ／ L 2 1 ． O 1 4 7 ． 0 4 ． 0 2 O ． 0 W BF～ 1 1 2 ． 5 9 2 ． 5 6 ． 0 1 9 ． 0 YKH 3 6 ． 0 2 8 8 ． 0 4 ． 8 1 7 ． 0 GI A 1 7 ． 0 1 4 3 ． 0 4 ． 8 1 7 ． 4 W FT一 6 6 6 1 9 ． 0 1 7 2 ． 5 4 ． 4 1 7 ． 2 FDF 一1 1 8 ． 5 1 4 4 ． 5 5 ． 2 1 5 ． 0 DYFT一 2 3l - 0 2 7 4 ． 0 5 ． 2 1 3 ． 8 F T一 1 4 1 ． 0 3 2 8 ． 0 5 ． 8 1 8 ． 0 注 老化条件为 1 5 0 o C下滚动 1 6 h ； 1 的测试条件为 1 2 0 o C， 3 ． 5 MP a 2 的测试条件为 1 5 0℃ ， 3 ． 5 MP a 。 2 ． 3 表面水化抑制剂 基于泥页岩表面水化机制 ， 研发了表面水化抑 制剂 B MYZ 一 3 。 1 抑制水化性能 。图 2为 巴楚组和桑塔 木组 l 2 0 l 8 O 时间／ rain 图2 巴楚组和桑塔木组地层岩样在不同介质中的线性膨胀率 F 嘻 2 L i n e a r e x p a n s i o n r a t i o o f c o r e s f r o m t h e B a c h u a n d S an g t a mu f o r ma t i o ns i n di f f e r e n t me di a 地层岩样在清水和 0 ． 3 B MYZ - 3 溶液中的线性膨 胀率曲线。从图 2可 以看 出， B MYZ 一 3能有效降低 巴楚组和桑塔木组地层 岩样 的线性膨胀率 ， 特别是 可以抑制岩样的初始表 面水化 ， 显著降低早期膨胀 速率。表 2 为巴楚组和桑塔木组地层岩屑在清水和 0 ． 3 B MYZ - 3 溶液 中的回收率 。由表 2可以看出， B MYZ - 3能提高巴楚组和桑塔木组地层岩屑的 回收 率 ， 具有抑制水化分散作用。 表 2 巴楚组和桑塔木组地层岩屑在不同介质中的回收率 Ta b l e 2 Ro l l i n g r e c o v e r y ra t e o f C O l fro m t h e B a c h u a n d S a ng t a mu f o r ma t i o ns i n di f f e r e n t med i a 2 页岩稳定性。选用桑塔木组和 巴楚组地 层 的岩屑， 采用针入度法测试其吸水和吸人表面水化 抑制剂 B MYZ - 3 溶液后的稳定指数 ， 结果为桑塔木 组和巴楚 组地 层 岩 屑吸 水后 的稳 定 指 数分 别 为 5 9 ． 5 1 和 6 9 ． 7 3 m m， 吸人 B MY Z - 3 溶液后的稳定指 2 O 8 6 4 2 0 辟餐蛰 石 油 钻 探 技 术 数为 7 4 ． 3 6和 8 5 ． 2 6 mm。说明 B MYZ - 3能提高泥 页岩吸水后的稳定性 。 3 对岩样单轴抗压强 度的影 响。将 巴楚组地 层岩样在清水和不 同抑制剂溶液 中浸泡 3 3 d 巴楚 组、 桑塔木组地层的钻井坍塌时间约为 3 4 0 7 2 8 h ， 然后通过抗压试验评价抑制剂对岩石单轴抗压强度 的影响[ 2 3 - z 6 ] 。测试结果表 明 清水浸泡后泥页岩 的 单轴抗压强度下降 6 0 ； 传统抑制剂与清水相 比能 不同程度 降低抗压强 度下降率 ， P MHC、 KC 1 、 硅酸 钠溶液浸泡后， 泥页岩的抗压强度分别下降 5 2 ． 7 7 ， 3 5 ． 6 8 和 5 0 ． 1 4 9 ／ 6 ； 表面水化抑制剂 B MY Z - 3溶液 浸泡后 ， 泥页岩的抗压强度下降 2 6 ． 6 7 ， 最接近未 浸泡时的抗压强度 。 2 ． 4 防塌钻井液配方的确定 通过进一 步优选降滤失剂 、 降黏剂和润滑剂并 优化其配伍性， 确定了防塌钻井液配方 4 ． O 膨润土 浆 0 ． 5 B MY Z - 3 0 ． 3 oZ P MHC5 ． 0 S HC 3 ． 0 C X 1 2 ． 5 F DF _ 1 0 ． 3 S P 一 8 0 5 ． 0 9 ／ 5 原油 ， 用重晶石将其加重 至 1 ． 2 k g ／ L， 得 到 THC Z 三元协 同防塌钻井液 ， 以下简称 THC Z钻井液 。 3 T HC Z钻井液性能评价 THC Z钻井液是 在现场井浆基础 上优化得 到 的 ， 以提高抑制防塌性为主 ， 以抗污染性和抗温性为 验证指标 ， 以满足现场需要 。因此 ， 主要评价 防塌钻 井液的抗污染性、 抗温性 、 抑制性和封堵性 。 3 ． 1 抗污 染性 T HC Z钻井液抗污染性能评价结果见表 3 。由 表 3 可 以看出 加入 8 ． 0 劣土的 THC Z钻井液， 老 化前后流变性和滤失性 未发生突变 ， 因此其抗劣 土 达 8 ． 0 ； 加入 0 ． 5 C a C 1 2 的 THC Z钻井液， 老化 前后黏度稍有升高 ， 滤失量变化不大 ， 但将 C 1 。 加 量提高至 1 ． O ， 老化前后黏度和滤失量变化较大 ， 其 抗 C a C 1 z 能力在 0 ． 5 ～1 ． O 之间； 加入 5 ． 0 Na C l 的 THC Z钻井液 ， 老化 前后 黏度升 高， 滤失量变化 不大 ， 但将 Na C 1 加量提高至 1 0 ． O ， 老化前后 的黏 度和滤失量变化较大， 其抗 Na C 1 能力为 5 ． 0 。 3 ． 2 抗温 性 塔河油 田深侧钻井 的地层 温度 预计 为 1 4 0 ～ 1 6 0℃ ， 据此评价 了 THC Z钻井液抗温性 ， 结果见 表3 T HC Z钻井液抗污染 陛能评价结果 Ta bl e 3 An t i - p o l l ut i o n pe r f o r ma n c e e v a l ua t i o n r e s u l t s of t he T HCZ d r i l l i n g flu i d 污染物试验 表 观黏度／ 塑性黏度／ 动切 静切AP I 滤失 p H 及加量条件 m P a s mP a s 力／ P a力／ P a 量／ m L 值 老化前4 9 ． 5 3 1 1 8 ． 5 2 ． 0 ／ 7 ． 0 3 ． 6 1 0 老化后4 5 ． 0 3 5 1 0 ． 0 1 ． 0 ／ 8 ． 0 3 ． 6 9 8 ． 0 老化前5 0 ． 5 3 9 1 1 ． 5 2 ． 0 ／ 1 0 ． 0 3 ． 6 9 劣土老化后5 1 ． 0 3 3 1 8 ． 0 4 ． O ／ 2 3 ． 0 3 ． 2 9 0 ． 5 老化前6 6 ． 0 4 7 1 9 ． 0 6 ． 0 ／ 2 9 ． 0 3 ． 6 9 Ca C l z老化后6 2 ． 5 4 2 2 0 ． 5 1 2 ． 0 ／ 5 2 ． 0 3 ． 4 9 1 ． 0 老化前8 4 ． 0 5 3 3 1 ． 0 1 4 ． 0 ／ 4 9 ． 0 3 ． 6 9 Ca C l 2老化后4 5 ． 5 4 0 5 ． 5 0 ． 5 ／ 1 ． 0 2 ． 8 9 5 ． 0 老化前1 1 4 ． 0 5 1 6 3 ． 0 6 8 ． o ／ 1 3 1 ． 0 3 ． 6 9 Na C 1老化后4 0 ． 0 2 9 1 1 ． 0 4 ． 0 ／ 2 4 ． 0 3 ． 6 9 i 0 ． 0 老化前1 0 5 ． 5 4 9 5 6 ． 5 6 2 ． 0 ／ 1 0 2 ． 0 4 ． 0 9 Na C I老化后5 1 ． 0 2 9 2 2 ． 0 1 3 ． 0 ／ 4 3 ． 0 6 ． 0 9 注 劣土为 TH1 2 5 1 7 井 6 5 0 0 ． O 0 m井深处粒径小于 1 0 0目的岩 屑 ； 老化条 件为 1 5 0℃下滚动 1 6 h 。 表 4 。由表 4可 以看 出 T HC Z钻井液分别 在 1 5 0 和 1 7 0℃下老化 1 6 h前后的流变性和滤失性未发 生突变 ， 说 明其具 有 较好 的抗 温 能力 ； THC Z在 1 5 0℃下老化 1 6和 3 2 h前后的流变性 和滤失性未 发生突变， 老化 4 8 h 后黏度升高、 滤失量降低， 但仍 然能满足钻井需要。 表 4 T H C Z钻 井液抗温 性能评价结果 Ta b l e 4 Ev al ua t i o n r e s u l ts of t e mpe r a t u r e res i s t an c e o f t he THCZ d r i l l i n g flui d 条件 老化前4 9 ． 5 3 1 1 8 ． 5 2 ／ 7 3 ． 6 1 0 1 5 0℃老化 1 6 h后4 5 ． 0 3 5 1 0 ． 0 1 ／ 8 3 ． 6 9 1 7 0℃老化 1 6 h后4 0 ． 5 2 5 1 5 ． 5 5 ／ 1 3 3 ． 0 9 1 5 0℃老化 3 2 h后4 1 ． 5 3 1 1 0 ． 5 3 ／ 1 4 3 ． 0 9 1 5 0℃老化 4 8 h后6 3 ． 5 4 1 2 2 ． 5 7 ／ 1 6 2 ． 8 9 3 ． 3 抑制性 将塔河油 田巴楚组地层 的岩屑分别 放在 TH C Z钻井液 、 去离子水 、 塔河油田现用钻井液C Z 一 1 和 C Z - 2中进行膨胀率和分散试验 。膨胀率试验结果 为 岩屑在 THC Z钻井液 中的膨胀率为 5 ． 0 5 ， 与 去离子水相 比降低 了 9 O ， 也优于钻井液 C Z ～ 1 膨 胀率 6 ． 6 9 和 C Z - 2 膨胀率 7 ． 9 8 。分散试验结 果为 岩屑在 THC Z钻井液 中的回收率达 9 1 ． 3 3 ％， 与清水相 比提高了 4 O百分点 ， 优 于钻井液C Z ～ 1 回 第 4 4卷第 2期 黄维安等． 塔 河油 田深侧钻 井防塌钻 井液技 术 收率 7 4 ． 3 ％ S ac z 一 2 回收率 7 8 ． 6 7 。这表 明， THC Z钻井液具有强抑制性 ， 能有效抑制 巴楚组地T a b l e 6 层泥页岩吸水膨胀分散。 3 ． 4 封 堵性 能 表 5为 THC Z钻井液 、 CZ - I 钻井液和 C Z 一 2 钻 井液的砂床滤失试验结果 。由表 5可以看 出，TH C Z钻井液在 4 0 6 0目及 6 0 - - - 8 0目砂床 中的侵入 深度均很小 ， 优于C Z - 1 及 C Z - 2 钻井液， 说 明其能封 堵渗透性漏失介质 。 表 5 T HC Z钻井液砂床滤失评价结果 Tab l e 5 S a nd b e d f i l t r a t i o n l o s s e v a l u a t i o n r e s u l t s o f t he TH CZ d r i l l i n g fl u i d 裂缝性封堵评价结果 见表 6 表 明 对于缝宽 2 0 0 p m的裂缝 ， 压力达到 4 MP a时也未漏失 ， 说 明 THC Z钻井液可完 全封住缝 宽 2 0 0 m 的裂缝 ； 对 于缝宽 4 0 0 m 的裂缝 ， 压力较小时漏失量很小 ， 随 着压 力增 大 ， 漏 失量增 大 ， 当压力 达 到4 MP a时 ， THC Z钻井液的滤失量为 6 mL， 低于钻井液 C Z 一 1 及 C Z 一 2 。这说 明 THC Z钻井液在承压4 MP a时仍 具有较好 的封堵裂缝的能力。 4 现场应用 三元协 同防塌钻井液 已在塔河油 田 2 0余 口深 侧钻井中进行 了应用 ， 解决了巴楚组 、 桑塔木组和柯 坪塔柯组地层开窗侧钻及水平段井壁失稳问题， 与 同区块应用其他钻井液的已完钻井相 比， 巴楚组、 桑 塔木组地层井径扩大率平均降低 6 3 ． 4 百分点， 建井 周期平均缩短 4 ． 3 d 。下面以 T H1 0 4 1 0 C H2井 为例 介绍现场应用情况 。 TH1 O 4 1 0 cH2井位阿克库勒 凸起 西部斜坡部 位 ， 设计井深 6 4 6 0 ． O 0 m， 在奥 陶系上统桑塔木组 地层 O s s 造斜 ， 造斜点井深 5 6 9 5 ． O 0 m， 目的层为 奥陶系 中统一间房组 O。 Y i ， 其井身结构如 图 3所 示。根据地质“ 近井筒避水 、 远距离沟通” 的要求 ， 采 用在 夺 1 7 7 ． 8 m m套管内段铣开窗侧钻方式， 在下入 表 6 T H C Z钻井液裂缝封堵性评价结果 Fr ac t ur e s e a l i ng e v a l u a t i o n r e s ul t s o f t h e THCZ d r i l l i ngflui d 4 00 O 0 ． 5 1 ． O 2 ． 0 3 ． O 4 ． O 0 9 ． 0 0 ． 5 1 2 ．0 1 ． 0 1 2 ．0 2 ． 0 1 3 ． 0 3 ． 0 1 3 ． 0 4 ． 0 1 4 ．5 膨胀波纹管之前 ， 斜井段泥岩长期浸泡在钻井液 中， 易发生坍塌、 掉块而造成起下钻遇阻 、 卡钻等井下故 障。为了保证侧钻作业 的安全 ， 该井侧 钻作业使用 了 THC Z钻井液 。 3 ． ．．3．． 9 ． ． 7 ． m m ． ．．．．．．．． x 1 ．2．．0．4． ． ． ．0 9 m 4 4 4 5 m m钻头 1 2 0 6 ． O 0 m 段铣井 段5 8 8 2 0 0 - 5 7 1 2 ．O 0 m 水泥塞5 7 7 0 ． 0 0 ～ 5 8 2 5 O 0 m 桥塞位置5 8 2 5 O 0 m 第一次造斜点5 8 3 4 O 0 m 奎 笪 2 4 1 ．3 mm 钻头 x 5 9 0 9 ．0 0 m 1 4 9 2 m i l l 4 6 0 。 O 0 m ＼ 尾管 6 m 图 3 T H 1 0 4 1 0 C H 2井井身结构 F i g ． 3 Ca s i n g p r o g r a m o f W e l l T t t l 0 41 0 C H2 石 油 钻 探 技 术 该井侧钻过程中采取的主要防塌措施有 1 采用表面水化抑制剂 B MYZ 一 3 增强钻井液 的抑制性能 ， 以抑制泥页岩的表面水化 ， 降低水化应 力， 从而抑制泥页岩水化失稳 。 2 根据桑塔木组地层裂缝发育情况 ， 优选对应 的封堵颗粒组合 ， 强化钻井液对裂缝的封堵能力 ， 有 效封堵 固 井壁 ， 阻止和减缓孔隙压力传递和钻井 液滤液侵入L 2 。 3 确定合理的钻井液密度 ， 以保证正常的钻井 液液柱压力 ， 在有效封堵的基础上支撑井壁 。 4 及时补充降滤失剂和超细材料 ， 改善滤饼质 量 ， 控制 AP I 滤失量小于 5 mL 、 高温高压滤失量小 于 1 2 mL， 大、 中相对分子质量 的聚合物配合使用 ， 以增强钻井液的抑制性 ， 降低裂缝毛细管力 。 5 控制钻井液 的流变性 ， 利用好 固控设备 ， 降 低无用固相。 6 钻井过程 中， 加入一定量 的原油 ， 使钻井液 具有 良好 的润滑性能。 7 采取工程 防塌措 施， 包括合理 的钻具组合、 缓慢平稳起下钻 、 平稳开泵 、 禁止定点循环等。 该井在侧钻过程中， 三元协 同防塌钻井液维护 处理方便 ， 维护周期较长 ， 流变性 、 滤失性可调控性 好， 控制 A P I 滤失量小于 5 m L 、 高温高压滤失量小 于 1 2 mL， 未 出现井壁剥落掉块 等井下复杂情况 。 该井桑塔木组地 层 5 6 9 5 ． 0 0 ～5 8 0 6 ． 0 0 I T I 井段 的 井径规则 ， 平均井径扩大率 6 ． 8 3 ， 最 大井径 扩大 率 2 8 ． 1 5 ， 而使 用其 他 钻井 液 的 T7 6 0 C H 井 和 TH1 0 4 2 6 C H2 井 ， 桑塔木组地层井段的平均井径扩 大率分别为 9 ． 8 7 和 2 9 ． 2 8 ， 最大井径扩大率分别 为 1 0 2 ． 8 9 和 1 1 7 ． 5 1 。 5 结论 1 塔河油田石炭系 巴楚组和奥陶系桑塔木组 均是以伊／ 蒙混层或伊利石为主的硬脆性泥页岩地 层， 微裂缝发育 ， 部分地层水化性较强 ， 钻井液滤液 沿地层微裂隙侵入地层深部时， 引起泥页岩的水化 ， 消弱颗粒问的胶结力 ， 使井壁失去平衡 ， 发生掉块 、 坍塌等井下故障。 2 根据“ 物化封堵一 抑制表面水化一 有效应力支 撑井壁” 三元协 同防塌技术对策优化的防塌钻井液 ， 能有效抑制泥页岩表面水化 ， 最大程度降低泥页岩 水化应力 短程水化膜斥力 ， 控制水化效应 。 3 三元协 同防塌钻井 液具有较强 的抗污染能 力 ， 抑制防塌性强 、 润滑性能好 ， 现场处理维护方便 ， 维护周期较长 ， 能解决塔河油 田深侧钻井井壁剥落 掉块等问题 。 参考文献 Re f e r e n c e s E l i 李梦刚 ， 楚广川 ， 张涛 ， 等． 塔河 油 田优快 钻井技术 实践与认识 _ J ] ． 石油钻探技术， 2 0 0 8 ， 3 6 4 1 8 2 1 ． LI M e n g g a n g， CHU Gu a n g c h ua n， ZHANG Ta o， e t a 1 ． Ap p l i c a t i o n o f o p t i mu m d r i l l i n g t e c h n i q u e s i n Ta h e O i l f i e l d E J ] ． P e t r o ～ l e u m Dr i l l i n g Te c h n i q u e s ， 2 0 0 8， 3 6 4 1 8 21 ． E 2 3 郭建国． 塔河油田托普台地区钻井液技术I J ] ． 山东化工， 2 0 1 0 ， 3 9 2 3 5 3 7 ． GUO J i a ng u o ．S t u d y o n t h e d r i l l i n g f l u i d t e c hn o l o g y i n T u o p u t a i D i s t r i c t o f T a h e O i l f i e l d E J ] ． S h a n d o n g C h e mi c a l I n d u s t r y， 2 0 1 0， 3 9 2 3 5 ～ 3 7 ． [ 3