东河塘地区快速钻井中的钻井液技术.pdf

鹅3 巷 颦2 牲 1 9 9 6 年6 月 石油钴井工程 河塘地区快速钻井中的钻井液技术 一 ／ 疆钴， F 工 艺研究 院 堵指泥浆 室 ⋯⋯ ⋯⋯， ⋯ ⋯ 的 买践 ，忘 结 出在 上部 可钻 性 较 好 的地层 满足 P D C钻 头特 点 的钻 井 液所 必 须具 有 的 两 方 面特性 ④ 好 的尊 泥包 性 好的 造壁性 ． 主题词要望 盐达快速垫左毡盘盗鉴型 概 『￡a 2 述 2 东河塘地区是塔里木在 9 0 年代初期的重点勘探区块之一 ， 为了探明 4 号构造背斜储 量 ． 1 9 9 2 1 9 9 3年我们 随 中原 7 01 1队在 该构 造上 连续 进行 了 4口井 的钻 井工 作 ， 配合 钻井工 程进行 泥浆技术服 务 为提 高钻 井速度 ，塔指在东 河塘 地 区首先进 行 了 P DC钻 头 的使用，并取得了 P D C钻头连续进足 8 0 0 多 m的成绩 但由于当时人们只注重 P D C钻 头与 地层特性 之问的关 系 ，而忽视 了钻井 液对 P DC钻 头的影响 ，因此大多 数 P DC 钻头 在使 用 时并没有达到快速钻进 的效果 ，平均钻 速要低于 牙轮钻 头 在东河塘 4号构造上 ，上第三系主要为厚层泥岩夹砂岩 ，下第三系为膏泥岩层与砂 岩互 层 ，白垩系为厚层砂岩 与混岩互层 03 l 1 1 5 mm 井眼 裸服 长达 3 0 0 0 m 左右 ，由于地 层可 钻性 好 ，为快速钻井 提供了条件 ，但 在该段钻井 时 ，存在 阻 卡现象 ，影 响 了正常钻 井 速度 7 0 1 1队在 4号构 造上连续进 行 了 4口井 的钻井 工作 ，为提 高钻速也 使用 了 P DC钻 头， 在我们混浆技术服务组的配合下 ， 取得了非常显著的效果 在 D H 4 4、 D H 4 3 井 上创造 了单只03 l 1 ． 1 5 mmP DC钻头 连续 进尺 2 2 9 8 8 6 m 、 9 2 d完钻 6 1 8 0 m 的纪录，成 为塔 里术 会战 以来使 用 P DC钻头的 最佳 范例 ’ 3 l 1 ． 1 5 m m P D C钻头的使用情况 DH4井和 DH4 0 1井在03 l 】 ． 1 5 ram 井段 上的钻井工作基 本正 常 ，由于最初对地层情 况不太熟悉 在钻井过程中存在阻卡现象 。两 井在处理钻井液时都使用了强分散性处 理剂； D H 4由于地质上的要求 ，没有使用磺化沥青 因此钻井液性能虽然符合设计要 求，也基本满足了钻井工作的需要，但 P D C钻头的使用却不理想，效果不及牙轮钻头 D H 4使用了两只 B 1 7 M 钻头 ，先后人井 9次，总进尺 1 0 9 8 ．7 m ，平均钴速 3 ．4 6 m／ h，平 均每次进尺 I 2 2 ． 1 m。继 D H 4井之后的 D H 4 0 1 井 ，使用了 3只不同型号的 P D C钻头人 维普资讯 36 升 6执 政 子麒何 蹲 东河 塘 蛙 尘钻 - 鲢 钻井 液 技 术 总进 尺 5 8 7 6 2 m 均钻速 为 3 6 0 m／ h，甲均每 次人井进尺 9 7 9 m ， 数据见表 1 表 1 ] H 4 井及 D H 4 0 1 井03 { 1 1 5 r r r P D C钻头使用情况 ＼J；g ．1 音 { B 1 H 肌 州” B ． 2 l I N E } 世 ’ ．川 c 2 0 I 7 7 O 0 2 0 ] 0 ] l 0 2 1 0 9 8 7 钻 芝 m j E 4 1 3 2 99 1 4 6 1 j 3 0 6 仙 R 4 2 6 4 3{一 ]种 1 Dl ‘ 0 1 地 层 N L K 进 J ⋯ 3 - 4 口 2 5 6 9 2 g 8 6 2 知 ’ r l b1 7 0 0 3 5 0 由f P D C钻头自身的特点．因而比牙轮钻头更容易发生阻卡 ， 也更容易被泥包而打 动进尺立 J 1 DH4丹在第 5次和第 6次使用 P DC钻 头时 就发 生了起钻遇阻 、钻头泥包 、 水眼 敞堵 的- 田题 D H4 0 1井也 曾进 行 夫段 划煨来修整 井壁 因此使 用 P DC钻 头钻井时 ， 铺井液性 能是 量关重要的 但 要在 宏观 上达到设 计性 能要求 ，而 且更应该在 微观 上满 足 6 Ut 需要 l I 有 0 P DC钻 头特性相适 应 ．才能 充分 发挥 P DC 钻 头的优 越性 达 到快 速 垮的 『 适合亍 P D C钻头特点的钻井液技术特性 上 一 I ] 斗 P D铺头 的使用 情况看效果并 不理 想 ， 工程 上虽 然采取 了各种 技术措 施 没冉诬钜 共发挥府有 的作 ，达 到快速钻进 的 目的 。通过对这 两 口井 P DC钻头 的 使j _} j 悄 兄分析．结台地层特点，我们认为能否充分发挥 P D C钻头的优势，钻井液的作用 遗至 墓要 在a3 { 5 ra m井眼适合于 P D C钻头特点的钻井液应具有以下特性 防记 包性能鞍强 ，防止 钻头及 钻具泥包 ②娇 刚戈水 量小 ④钻井液体 系中不存在强 分散性 处理剂 使 无用 固相 处在被 抑制的环境 中； 良好 的泥饼质 量，保证 好的 造壁性 ④ 艮妤的润滑性 保证起 下钻 的顺利进行 ； 良 的携岩 能力 保 证 充分 净化井筒 l上 上是在保证钻井液具有正常性能的基础上． 为满足 P D C钻头的使用要求特意强化 了的技术措施 ． 这是能否顺利使用 P D C钻头的技术关键， 但 并不能从宏观上以钻井液性 能指标来 街量 因此具体实施时要求实施者能够真正领会这几点技术措施对 P D C钻头的 含义， 并要结 合现场实际情况， 这样才能使钻井液适合于 P D C钻头的特点， 与其相匹配， 最终达 到快 速钻井的 目的 。 现场 实施及应用效果 继 DH4和 DH 4 0 I 井 之后 ，又分 别进行 了 DH4 4及 DH4 3井 的钻井工作 。由 维普资讯 石 油 韶 井 I 程 于钻井 液性 能 l根本 上满足 了 P DC钴 、 的使 用要求 ，使a3 1 l 1 5 mmP DC钻头在 DH4 4和 DH4 3井的使 用取 得 了非常显 著的效 果 1 ． 现场 实施 这两口_玎都使用聚合物体系，在满足钻井液设 计性能的前提下，强化上述 6点技术 措施 的作用 ，米满足 P DC钻头的使 用要求 ①保 证足 够浓度 的高分 子聚 台物 、充分发挥 其 絮凝及 包被 ”的 怍用 ，使钻井液 中 的各种无 用固 相处 在强抑 制性 环境 中。 ②加 人胶状磺 化沥青 ，增 强降失 水效果 及泥饼润 滑性 ③加 人粉状磺化 沥青及 超细 目碳 酸钙 ，进 行粒 度匹配 ，加 强对砂岩 地层 的封堵 ，强 化 泥饼 质量 ． ④加足润 滑剂增强 钻井 液的润 滑性 ，防 止钻具 阻卡 加足 防泥包莉 防止 泥包钻 头及钻具 。 ⑥在聚合物浓 变较充足的情况下 ．保持较设计值偏低的坂 土含量，使钻井液牯 不 过高 ．保持稳 定的流 变性 。 ⑦钻 井液体系 中不加人具有 强分散性 的处 理剂 。 ③使 用好 固控设 备 ，清除无 用固相 现场 应用表 明 ，钻井 液性 能稳定 ．易控 制 ，维护简 单 ．每天 只需按 例加入 所需材 羁补 足泥浆量 即可 钻井 液性 能与前 两 口井 对 比见表 2。 表 2 03 I 1 I 5 m 井 眼钻 井 液 性能 D H 4 D H 0o i 8 0 2 ～ 0 9 1 4 8 0 2 1 g 0 j 一 4 7 9 3 m 7 9 3 ～ 4 7 9 4 P g／c m 1 】 4 2 l I 5 一 ． 2 1 I 4 一 I _ 2 S 1 I d l 】 3 F f 5 4 j ～ 0 5 一 ’ 0 P Y f m P H s J 】 8 ～ 3 T 2 0 3 T 2 8 3 5 2 2 3 7 P l P a 3 0 1 7 2 一 】 9 5 4 0 6 5 3 ～ 8 C e l P a 1 B ～ 5 0 一 q 5 O 5 5 O ～ 0 O 0 5 ／ 2 B 一 4 5 I _ O ～ 1 S 、 ～ 5 5 P】F L m1 3 8 9 O 3 5 6 0 3 一 j 0 4 0 ～ 6 0 【 P『L m1 8 O ～ 0 0 8 O l 2 0 0 - ～ 0 0 5 0 0 3 - 0 0 4 0 0 3 一U 0 - G f ％ 7 一 0 一 】 2 8 ～ 2 】 u 一 ． 2 H B T g／L’ 3 一 4 3 7 4 2 2 9 4 0 3 2 3 9 2 ． 应 用效果 由于钻井液 技术措施得 当 ，现场实施 正确 ，满足 r P DC 钻头快 速钻井 的使用要求 ， 使 P D C钻头在这两口井上的使用取得 了非常显著的效果，数据见表 3 。 D H4 4井使用一只 R 4 2 6钻头连续进尺 2 9 8 8 m，平均钻速 8 0 2 rr d h。返出的钻屑 均 匀．整 齐 齿痕清 晰。 由于钻 速快 ，返出钻 屑 太多而来不及 排人 污水池 ．不得 不使 用 翻斗车往 外运 送钻屑 。连续 钻进 至 4 6 1 9 ． 9 8 m 时钻进依 然很正常 ，只是 由于钻具接 头疲 劳 断裂使钻具落井， 才更换了钻头 钻具落井 2 4 11 后一次打捞成功， 钻具提出顺利、 无阻卡． 维普资讯 s 式 子肛何 涛 东河 塘 地 k埋 镭 中 的钻 井液 技 术 钻头及钻具均 无泥包 表 3 0 H 4 4井 及 D H 4 3井 03 1 1 1 5 呷1 钻 头 使 用效 果数 据 钻 地 屣 逆R ⅡI 钻 谴 m，h1 番 起 下 次 魏 3 8 3 n H‘ 一d 】 L 2 3 2 f 9 s 8 6 汁 只 N ． X 3I - 8 8】 2 5 D K 4 3 l 4 2 0 2 6 I I L 2 9 9 3 9 8 N一 1 2 6 0】0 i f H 3 0 01 6 3 1 3 H{一4井在 } 8 0 5～4 7 9 3 m井 段钻井 只用 了 2 3 d 8 h， 比计划节约 了 3 6 d 1 4 h。 DH4 3井 继 DH4 4井 之后 又成功 地在 该井 的 3 1 1 ． 1 5 ram井跟 使用了 P DC钻 头 ，第一只 R 4 2 6钻 头连续进尺 1 4 2 0 m ，第二 只 B1 7 M 钻 头连续进 尺 1 2 6 0 ． 1 0 m ，两只 P DC钻头 平均 诂速 6 6 3 1 w ％。 P DC钻头 的成功使用 使该井段 1 7 7 3～4 7 9 4 m 钻井 只用 了 2 6 d 这两 口外在03 1 1 ． 1 5 1 t3 1 “1 1 井眼的井 身质 量都 达到 了优 质标 准，下技术套 管及固井都 非 菪 利 ，钻井 疲费用也低 于前 两 口井 ， DH4井 2 2 2 8 4元i m ， DH4 0 1 井 2 5 2 0 4元 ， D H,4～ 4井 1 9 5 3 8元 ， DH4～ 3井 1 7 5 2 6元／ m 。 由于钻井液的成功应用 ，打破了 P D C钻头在塔里木的使用纪录，如单只 P D C钻头 的纪录 上 千米钻时纪 录、完钻纪 录等 ，并使该 井 队成 为塔里木 陕速钻井金牌 队 。 经验及认 识 通过 4口井 的钻井液技 术服 务 实践 ，我们认 为 ，在 钻井技术 条件一定的情 况下 ，要 使用 好 P DC钻头 钻井 液性能是 至关重要 的。只有 使钻井 液性 能适 合于 P DC 钻头特 点 及地层 特 陛，才能 充分 发挥 P DC钻头的 作用 ，达到快速 钻井 的目的 ，而适合 于 P DC钻 头特性 的钻井液必须具 有 下 两种主要特性 ①好的防泥包性使用 P D C 钻头时，钻井液必须保证不 泥包钻头。才能正常发挥 P DC钻头的作用 ②好的造壁 陛钻 井液在井壁上 形成 泥饼的质 量 包括 钻井 液降滤 失 隆、对砂岩井 段 的封堵 能力及 润滑 性等 几方面性质 ，关 系到能否保 证 井眼 清洁 、能否避 免形成 虚假泥 饼 ，而这 些直接影响 到避 免 P DC钻 头在 短 起 下钻过 程 中发 生阻卡 的问题 。因此 好的泥 饼质量对能否顺利 使用 P DC钻头具 有重要意义 。 责任编辑 钱续军 维普资讯