务古4井复杂深井钻井液技术.pdf

第 3 4卷 第 6期 2 0 1 2年 1 1月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DR I L L I NG P R0D UC T I ON T E C HN0L OG Y Vo 1 ． 3 4 No ． 6 NO V ．2 01 2 文章编号1 0 0 0 7 3 9 3 2 0 1 2 0 6 0 0 3 6 0 3 务古 4井复杂深井钻井液技术 赵 江印 陈 永 奇 刘 志 广 贾 思 航 周 锋 周春 阳 1 ． 渤海钻探工程公司第四钻井工程分公司， 河北任丘0 6 2 5 5 2 ；2 ． 华北油田公司第三采油厂， 河北河间0 6 2 4 5 0 3 ． 华北油田公司第一采油厂 ， 河北任丘0 6 2 5 5 2 引用格式赵江印， 陈永奇， 刘志广， 等 ． 务古 4井复杂深井钻井液技术 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 2 ， 3 4 6 3 6 - 3 8 ． 摘要务古 4井为一口重点探井， 完钻井深 5 7 5 0m。该井二开裸眼井段钻遇巨厚层泥岩， 选用聚磺钻井液体系， 解决了地 层严重造浆及井眼稳定问题；三开裸眼井段存在多套压力系统和多处断层， 钻遇石膏、 含膏泥岩、 大套玄武岩以及凝灰岩和碳 质泥岩等地层， 特别容易发生坍塌和井漏， 井壁极为不稳定。现场采用有机盐钻井液体系， 有效解决了石膏、 膏泥岩污染和严重 井壁垮塌导致的大段划眼、 严重蹩钻及遇阻卡等复杂问题；添加低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂及复合堵漏剂， 提 高井壁的承压能 力， 解决了三开施工出现的压差卡钻风险， 确保了钻井安全顺利， 完井电测一次成功， 钻井周期大幅度降低。 关键词深井；聚磺钻井液；有机盐钻井液；井壁稳定；务古 4 井 中图分类号 T E 2 5 4 文献标识码 B Co mp l e x de e p we l l dr i l l i n g flui d t e c hno l o g y f o r W e l l W ug u一 4 Z H A 0 J i a n g y i n ， C H E N Y 0 n g q i ， L I U Z h i g u a n g ， J I A S i h a n g ， Z H O U F e n g ， Z HO U C h u n y a n g 。 1 ． N o ． 4 D r i l l i n gC o m p a n y ， B H DC , R e n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a ； 2 ． N o ． 3 P r o d u c t io n P l a n t , H u a b e i O i lfi e ld C o m p a n y ， H e j i a n 0 6 2 4 5 0 ， C h i n a 3 ． No ． 1 P r o d u c t i o n Pl a n t ， Hu a b e i O i lfie l d C o m p a n y ， R e n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a Ab s t r a c t W e l l W u g u - 4 i s a k e y e x p l o r a t i o n we l l wi t h t o t a l d e p t h o f 5 7 5 0 m． Du rin g d ril l i n g th e 2 n d i n t e r v a l o p e n h o l e ， t h i c k mu d s t o n e wa s p e n e t r a t e d ． P o l y s u l f o n a t e d r i l l i n g fl u i d wa s t a k e n t o s o l v e t h e s e r i o u s mu d ma k i n g a n d we l l b o r e s t a b i l i t y i s s u e s ． Fo r t h e 3 r d i n t e rva l ， mu l t i p l e p r e s s u r e s y s t e m a n d f a u l t s we r e e n c o u n t e r e d ， a n d p l a s t e r , p l a s t e r mu d s t o n e ， h u g e b a s a l t ， t u f f , a n d b l a c k s we r e p e n e t r a t e d ， wh i c h ma k e s i t p r o n e t o c o l l a p s e ， l e a k i n g a n d we l l b o r e i n s t a b i l i t y ． Or g a n i c s a l t d r i l l i n g fl u i d wa s t ak e n t o s l o v e t h e i s s u e s o f r e a mi n g d o wn ， b i t b o u n c i n g ， b i t s t i c k i n g ， e t c ． T h e l o w p e r me a b i l i ty a d d i t i v e ， t e mp o r a r y b l o c k i n g a g e n t ， a n d s e a l i n g a g e n t s we r e a d d e d t o i mp r o v e we l l b o r e p r e s s u r e b e a r i n g a b i l i t y ． T h e r i s k o f b i t s t i c k i n g f r o m p r e s s u r e d i ffe r e n c e d u r i n g t h e 3 r d i n t e r v a l d r i l l i n g wa s s o l v e d a n d d ril l i n g s a f e t y wa s e n s u r e d ． T h e c o mp l e t i o n l o g g i n g wa s s u c c e s s f u l wi t h o n l y o n e r u n ， a n d the d r i l l i n g c y c l e wa s d e c r e a s e d s i g n i fi c a n t l y ． Ke y wo r d s d e e p we l l ； p o l y s u l f o n a t e d r i l l i n g fl u i d ； o r g a n i c s a l t d r i l l i n g fl u i d ； we l l b o r e s t a b i l i ty； We l l Wu g u 一 4 务古 4 井为冀 中坳陷廊 固凹陷杨税务古背潜 山带韩村潜山构造的一 口重点预探井， 完钻井深 5 7 5 0 113 ， 钻探 目的是预探韩村一杨税务古背斜奥 陶系潜 山的含油气性， 落实韩村潜 山的天然气规 模。该井依次钻遇第四系的平原组和第三系的明 化镇组、 沙河街组、 孔店组及石炭一二叠系以及奥 陶系的峰峰组、 马家沟、 亮甲山组等地层。该井井 身 结构 为 一 开 04 4 4 ． 5 l l l m4 0 0 m 0 3 3 9 ． 7 ton i x 3 9 7 ． 8 m； 二 开 0 3 l 1 ． 2 1T I 1 T I X 3 4 0 1 m 02 4 4 ． 5 mm x 3 4 0 0 ． 5 3 n l ； 三 开 2 1 5 ． 9 mmx 4 9 9 8 ． 1 m 1 7 7 ． 8 mm X 4 9 9 7 ． 6 1T I ； 四 开 1 5 2 ． 4 m m X 5 7 5 0 1 T I ， 裸 眼 完井。眼完钻井周期 1 6 8 ． 5 d 。 邻井务古 2 井完钻井深 5 9 2 0 ．5 m， 施工中先后 划眼 1 2 9次 ， 划 眼段长 9 7 6 IT I ， 严重 蹩钻 5 4 2次 ， 遇 阻卡 3 7 6 次， 钻井周期长达 3 7 1 d 。因此， 必须选择 适合务古 4 井的钻井液技术， 才能保证钻井施工的 顺利进行。 1 钻井液技术难点及对策 1 二开钻遇巨厚泥岩层， 地层造浆严重， 再加 作者简介赵江印， 1 9 6 2 年生。1 9 8 1 年毕业于华北石油学校钻井工程专业， 长期从事钻井液技术管理工作， 工程师。电话 0 3 1 7 ． 2 7 8 7 7 1 0 。 E - ma i l h b z h j y 1 2 6 ． c o rn。 3 8 石油钻采工艺2 0 1 2 年 l 1 月 第3 4 卷 第6 期 R e d u l 控制钻井液滤失量， P G C S 一 1 提高体系的抑 制性和润滑性；严格控制钻井液 A P I 滤失量小于 4 m L ， 高温高压滤失量小于 1 2 mL ；加入磺化沥青 P L H F T - 5 0 1 、 无荧光 白沥青 NF A一 2 5 、 乳化石蜡 R S 一 1 ， 配合有机盐钻井液 ， 发挥各 自不 同的防塌作用 ， 提高 钻井液的封堵防塌效果 ；石膏层段加入 KC 1 ， 防止 石膏吸水膨胀， 稳定井壁。 井深 3 8 8 9 ～ 4 4 5 2 m钻遇 白色石膏、 膏质泥岩 层 ， 钻井液黏度由 5 5 S 上升至 9 1 s ， A P I 滤失量 由2 ． 4 mL上升至 4 ． 2 mL， 其 中 4 0 2 0 ～ 4 0 2 7 m 白色石膏 占 岩屑比的6 0 ％。钻井液维护处理过程中加大有机盐 加量， 配合 5 ％ K C 1 ， 钻井液性能得到改善， 钻井液黏 度下降至 6 0 S ， AP I 滤失量控制在 2 ． 0 mL， 钻井液性 能稳定。 井深 4 4 9 9 ～ 4 9 9 8 ． 1 m钻遇大段玄武岩 、 凝灰岩 、 砂砾岩、 碳质泥岩， 采用有机盐钻井液， 有效地抑制 地层垮塌， 钻井液性能稳定， 起下钻顺利。 4 8 0 1 ．8 1 ～ 4 9 9 8 ． 1 m先后发生 l 5 次不同程度的 漏失， 采用复合堵漏剂 Z D型弹性堵漏剂 桥接堵 漏剂进行封堵， 同时， 加大 P L H F T - 5 0 1 和有机盐加 量 ， 确保井壁稳定 。三开钻井液性能参数见表 3 。 表 3 三开钻井液性能参数 注 膨润土含 量为 2 0 ． 0 2 - 2 2 ． 1 7 g ／ L， p H值 为 9 。 2 ． 4四开 4 9 9 8 ． 1 ～ 5 7 5 0 1 I I 四开为该井的主要 目的层， 岩性为灰岩、 泥灰岩 和 白云岩 ， 地层 比较稳定 ， 压力系数较低 ， 钻井液技 术重点是做好油气层保护工作。使用低固相、 低黏 土相 K P A M H MP 2 1 聚磺钻井液， 配合 3 ％超细度碳 酸钙屏蔽暂堵 。 钻井液密度 1 ． 0 4 g ／ c m ， 黏度 3 3 ～ 3 5 S ， A P I 滤失量小于 5 mL， p H值 7 ． 5 ～ 8 ． 0 ， 固相含量小于 5 ％， 膨润土含量小于 2 5 g ／ L 。 2 ． 5 应用效果 1 钻井速度大幅度提高。邻井务古 2 井完钻井 深 5 9 2 0 ． 5 m， 务古 4井完钻井深 5 7 5 0 m， 这两 口井 的井身结构 和地层岩性基本相 同， 但务古 2井钻井 周期长达 3 7 1 d ， 而务古 4井钻井周期仅 1 6 8 ． 5 6 d 。 2 事故复杂大幅度减少。 务古2 井易塌段划眼、 遇阻卡、 蹩钻不断， 事故时效 2 ．0 5 ％， 复杂时效 1 ．3 2 ％， 而务古 4 井的事故时效仅占0 ． 7 6 ％ 在奥陶系钻 进突然放空卡钻所致 ， 复杂时效为 0 ， 这表明务古 4 井所采用的钻井液技术能够满足钻井要求， 钻井施 工更加安全。 3 平均井径扩大率明显降低。务古 2 井三开易 塌段平均井径扩大率达4 3 ％， 而务古4 井三开易塌段 平均井径扩大率只有 6 ．6 8 ％。由此可见， 务古 4 井三 开采用的有机盐钻井液能够适应地层特点 ， 防塌能 力强。 4 电测成功率提高。务古 2 井易塌的三开井段 中途完钻 电测遇 阻通井 5次才完成 ， 而务古 4井二 开以及易塌的三开中途完钻 电测和 四开完井 电测均 一 次成功 。 3 结论 1 巨厚泥岩层采用聚磺钻井液， 大套玄武岩等 易垮塌层采用有机盐钻井液， 所采用的钻井液体系 抑制性以及抗污染和封堵防塌能力强， 润滑性能好， 较好地解决了现场的严重造浆以及大段划眼、 严重 蹩钻和遇阻卡等复杂难题 ， 不但满足了钻井要求， 而 且经济实用， 维护处理简单。 2 钻遇膏岩后有机盐钻井液的流变性好 ， 性能 稳定 ， 抗污染能力强。配合 K C 1 不但可以有效提高 钻井液 的抗污染能力 ， 而且可以大大提高复杂地层 条件下的钻井液防塌、 保持井壁稳定的能力和效果。 3 添加低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂及复合堵漏 剂， 提高井壁的承压能力， 解决了三开施工中出现的 压差卡钻风险， 确保了钻井安全顺利。 致谢第四钻井工程分公司有关领导和泥浆技 术服务中心做了大量工作， 一并致谢 参考文献 [ 1 ] 鄢捷年 ． 钻井液工艺学 [ M]． 东营石油大学出版社， 2 0 01 ． [ 2] 赵江印， 邓小刚， 吴廷银， 等 ． 含沥青的聚合物防塌钻井液在 渤南油田的应用 [ J ] ． 钻井液与完井液， 1 9 9 4 ， 1 1 2 5 9 - 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