长裸眼大斜度定向井钻井液技术探讨

长裸眼大斜度定向井钻井液技术探讨

杨树亭

胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司新疆钻井分公司

摘要：对于石油开发，在有限的资源条件下，要最大限度地实现开发整个区块，大斜度定向井是有效途径，使油层段暴露面积增加，油井产量提高；但大斜度长裸眼定向井本身存在着井眼清洁、井壁稳定、下套管固井困难等问题，往往会出现很多井下复杂情况。本文主要分析了大斜度长裸眼定向井钻井液技术，对同类型井的施工具有很好的指导和借鉴作用。

1钻井液技术

1.1密度控制

钻进中，一定要使用好四级固控设备，最大限度的清除钻井液中的劣质固相，钻进中常清沉砂罐，最好能够将密度控制在1.10g/cm3左右。钻进至古近系前100-200m时混重浆将钻井液密度提高至1.17-1.18g/cm3。进入白垩系后跑浆比较严重，为了避免密度变化过大，泥浆量过少，必须在钻入白垩系前储备一部分泥浆和重浆，以备跑浆多时及时补充，维持密度相对稳定，避免出现大的变化。三叠系将密度提制在1.24-1.25g/cm3。

1.2漏斗粘度控制

本开次钻进中粘度的控制主要以补充胶液为主，根据地层的岩性情况，适当的调节钻井液中聚合物含量。上部地层开钻后，由于受水泥污染等其他原因的影响，加入聚合物胶液后钻井液絮凝较严重，同时有可能动塑比失常，可以适当的加大聚合物的量同时在配胶液的时候加入100-200kg铵盐调节。调节至动塑比正常后，平时钻进中主要以胶液维护为主，控制钻井液粘度在45-52S。胶液配方：40m3淡水＋50-75kgNaOH＋0.3-0.5%IND-30+0.4-0.5THJN。

1.3大井眼钻进，采用大排量，提高返速

钻井液中的聚合物大、中、小分子的配比要合适，适时补充膨润土浆，保证体系有较高的动塑比和剪切稀释特性，确保钻屑的有效携带。必须严格控制好膨润土含量在30-50g/l，便于下部粘切控制。钻进过程中结合临近资料并根据接单根、短起下钻情况调整泥浆密度，保证施工安全快速的完成。在上部使用KPAM作强包被剂，铵盐作流型调节剂，THJN、CMC-LV作降失水剂，既保证了悬浮携带性又能控制泥浆流型。转KCL聚磺体系之前钻进中加足大分子聚合物，钻进中及时补充，保证其含量，确保体系的抑制、包被性，防止缩径和钻屑水化分散。

转化KCL聚磺体系时一次性加入1%SMP-3,1%SPNH，1%XFL。随后加入3-5%KCL。钻进过程中及时补充KCL，保证钻井液的抑制性，控制氯根10000-13000mg/l。钻进过程中结合临近资料并根据接单根、短起下钻情况调整泥浆密度，保证施工安全快速的完成。通过加入超细碳酸钙、随钻堵漏剂以及防塌剂,对地层进行封堵,降低井下消耗，减少了泥浆材料相应的损耗。

1.4固相控制

利用四级固控设备，清除钻井液中的有害固相，防止钻屑重复研磨，确保低固相含量，同时控制钻井液的失水，保证优良的泥饼质量。控制PH值在9-9.5，防止强水化分散和井壁稳定。下套管之前充分循环钻井液两周以上，振动筛上无明显砂子之后，配封闭浆封闭裸眼井段，封井浆：SMP-3、沥青粉，润滑剂。

流变参数的控制，快速钻进中，流型调节和降滤失主要以IND-30胶液和THJN为主。钻进过程中以大分子聚合物、磺化材料为主进行维护。所有处理剂都要以胶液的形式缓慢加入，防止未充分溶解即被固控设备清除。根据钻井液的粘切使用不同浓度的胶液。合理控制钻井液的膨润土含量，30-35g/L，不要过高。

白垩系砂岩发育，钻井液渗漏较为严重，进入该井段前要控制好钻井液的API滤失量小于5ml同时加入（1-2）%的超细碳酸钙和沥青质材料，改善泥饼质量来减少钻井液的渗漏。

侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系志留系灰色泥岩、灰色及棕色泥岩掉块严重，使用阳离子沥青粉提高泥浆的防塌能力，并配合超细碳酸钙改善泥饼质量，来共同达到防塌的目的。

1.5 井眼清洁

预防缩径阻卡及井壁失稳是二开Φ241.3 mm 井段钻井液工作的重点。保持钻井液的分散性，携砂能力和良好的润滑性能，保证安全快速钻进。

防塌方面，采取物理防塌和化学防塌并重的综合防塌技术措施，合理控制钻井液密度到安全钻进密度窗口，实现微超平衡钻井，严禁欠平衡钻进，达到应力防塌。钻井液具有良好的抑制性，保证高温高压滤液全部为油相，用 CaCl2 维护钻井液的活度，进一步提高钻井液的抑制性、减少可能出现的固相水化。

井壁稳定。井眼清洁和储层保护是三开Φ171.5 mm 井段钻井液工作的重点。采用超低渗透成膜封堵方式进行储层保护，使用 PF-CMJ 来改善滤饼质量， PF-ZP进一步充填滤饼，提高地层的承压能力，有效降低固相浸入储层，同时控制滤液的浸入深度，达到储层保护目的。封堵材料在封堵地层裂缝的同时，进一步改善滤饼质量，屏蔽固相颗粒。另外，充分发挥聚合醇良好的抑制性、润滑性、 防塌性和保护油气层等特点。

2现场应用

某重点评价井，设计井深7375米。在后期施工过程中因地质原因更改为长裸眼大斜度定向井，因裸眼段极长（5828.44m），且井斜角大（69°），上漏下塌，施工难度极大。每趟起下钻要中途顶通循环4-5次，否则就会出现井漏失返现象。因设计变更调整轨迹增加了施工难度，且二叠系钻进过程中多次井漏，钻井液密度控制在1.23g/cm3。在桑塔木组、良里塔格组、吐木休克组施工中，液柱压力无法支撑井壁，出现井壁失稳，垮塌、掉块，形成砂桥，造成了起下钻阻卡严重，划眼困难，增加了电测、传输电测及下套管施工的难度和风险。电测、下套管前通井对桑塔木组、良里塔格组、吐木休克组反复通划，确保井眼畅通，保证了施工安全，保证了超长裸眼段电测及传输电测、下套管作业等一次成功。施工过程中克服了裸眼段长、井斜大、摩阻大、扭矩大、井底温度高、多套压力系统共存、上漏下塌、悬重大、负荷已接近钻机极限载荷等困难，各相关单位密切配合，对可能出现的井漏、遇阻、卡钻等潜在安全风险进行了充分识别和评估，制订了切实可行的技术措施和应急预案。适时调整钻井参数，优化泥浆体系，强化固控设备使用，强化泥浆人员坐岗记录，认真收集分析从井下反馈上来的每一数据变化，精心制定安全优快施工方案，制定合理的钻具结构和钻井参数，使得该井安全、快速地完成了施工任务。

3结论与建议

提高钻井液的防缩径阻卡、井眼清洁、井壁稳定和润滑性能等是保证大斜度长裸眼定向井施工的关键技术。对于此类的直 − 增 − 稳 − 增 − 稳的长裸眼大斜度定向井，裸眼段长，井眼小，容易形成岩屑床，井眼清洁存在很大的困难。在钻井液方面，其润滑性能尤为重要，在保证钻井液性能的同时，还应注意钻井液的固相含量，一定要使用并维护好固控设备。

参考文献：

[1] 顾军，高兴原，刘洪.油气井固井二界面封固系统及其破坏模型，天然气工业， 2013（2）

[2]吴达华，黄柏宗 等.新型“钻井”固井液工艺和技术，钻井液与完井液， 2014（5）

[3] 杨贤有. 保护油气层钻井液现状与发展趋势，钻井液与完井液，2009（11）

[4] 王力，王富华.高温深井水基钻井液技术研究，中国石油大学学报，2012年（7）

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