桩139区块水平井钻井液技术

桩139区块水平井钻井液技术

马涛,侯宪波,张岩

中石化胜利石油工程公司渤海钻井总公司，山东 东营 257200

摘要：胜利油田桩西采油厂桩139区块水平井的目的层位于馆陶组，钻探目的是开发桩139块Ng油藏，利用水平井对Ng进行整体调整。施工中依据该区块的地质特点和水平井钻井的技术要求，按照强抑制、优润滑的技术思路，采用聚合物润滑防塌钻井液体系，使钻井液具有较强的防塌能力、良好的清洁井眼能力和防粘卡能力；21口井的实践表明该体系能够满足桩139区块水平井钻井的需要。

关键词：桩139区块；水平井；聚合物润滑防塌钻井液

1、桩139区块水平井施工技术难点分析

（1）井壁稳定

储层砂岩裸露段长达几百米，返出岩屑类似流沙，砂岩胶结差，上井壁失去垂向支撑使坍塌趋势加剧。同时，水平井前端钻具与井口钻具运动方向成900角，钻进过程中钻具与井壁的碰撞进一步增大，更加剧了井壁的不稳定性。

（2）控制地层造浆

明化镇及馆陶组上部为大段泥岩，地层造浆严重，若钻井液性能配伍性不合格，易造成缩颈，给起下钻带来困难，严重时造成井下复杂。

（3）井眼清洁

影响井眼清洁的主要因素有：为符合设计要求往往多次调整井斜、方位，井眼轨迹差，给携砂带来困难；水平段处于砂岩产层，钻速快，钻井液中岩屑浓度大，砂岩不能及时带出；进入井斜较大井段，钻具不能居中，在重力作用下，岩屑运移过程中产生沉降，在钻具周边淤积；该丛式井水平位移都在1000米左右，水平位移大，携砂困难。如果钻井液的携砂能力不好，或工程措施不当，极易形成岩屑床，造成卡钻。

（4）润滑防卡

大斜度井段或水平井段钻井施工过程中，钻具不居中，紧贴下井壁，钻具与地层的接触面大，钻具的摩阻和扭矩增加较大，易发生粘附卡钻事故。

2、钻井液方案的制定

通过对该区块地层特性的研究，以及对前几口井施工经验的分析总结，水平井钻井液必须满足：能够保证井壁稳定，切力适中携岩能力较强，保持井眼清洁；同时要求与油气层具有良好的相配伍性，依据油层特征优选合适的油气层保护材料，有效屏蔽暂堵油层孔喉。

根据以上优选钻井液体系的原则，对钻井液的配方进行调整和完善，采用满足该地区水平井施工的钻井液体系：聚合物润滑防塌钻井液体系。

其配方为：膨润土浆（40~45g/l）+0.5%PAM+1%NaOH+1.5%APAN+2%FTJN+2%KFT +2%油保材料+（5~10）%润滑剂+40~60方回收钻井液

体系中的PAM使用能抑制泥页岩水化分散；对于明化镇和馆陶组上部造浆严重地层，APAN与FTJN复配使用，能够有效降低钻井液粘度，调节钻井液流型，显著改善了泥饼质量；FTJN与KFT复配使用可显著降低钻井液失水，增强钻井液防塌能力，保证井壁稳定。

为最大限度地提高泥饼润滑性，采用白油润滑剂、油基润滑剂和固体润滑剂多种润滑剂组成的复合润滑方案。

桩139区块为同台水平井，对于上口井回收钻井液做到了回收利用，即保证了钻井液良好的性能又节约了成本。

3、钻井液的维护处理

（1）一开井段钻井夜维护处理

①一开稀释老浆开钻，钻进中根据情况不断补充清水维持泥浆性能，保持钻井液具有较强的携砂和悬浮能力，满足大井眼钻进需要。

②钻完进尺后大排量循环干净，搞好短起下钻，用增粘剂封井100m（50s）起钻下表层套管。以确保下套管和固井的顺利施工。

（2）二开直井段钻井夜维护处理

①该井段为明化镇组。地层成岩性差，泥岩性较软，易水化膨胀防，造成泥岩缩颈，钻井液主要以抑制地层造浆为主，保证钻井液的低粘切性能，确保安全钻进。

②二开扫完水泥塞后用一开老浆小循环钻进100m，保证套管鞋处的井壁稳定，然后改大循环钻进，钻进中用0.4%-0.5%PAM胶液细流跟进；开启除砂器，除去有害固相，保证上水罐水的清洁性。

③改小循环后聚合物含量加大，控制在 0.5-0.6%。充分使用好离心机等固控设备，严格控制钻井液的固相含量，保证低粘低切的钻井液性能，严防因粘切过高糊井壁。钻进100~200米后，慢慢间歇式混入20~30方回收钻井液，控制好混入速度，以12-15方/小时的速度混入，混老浆时加入适量的清水调节钻井液的流型，严防混老浆时造成钻井液流型变差，粘切升高造成糊井眼等情况发生。

④控制好钻井液的固相含量是保证钻井液质量的前提，施工中必须使用好振动筛、除砂器、除泥器和离心机等固控设备，除去钻井液中的有害固相含量。

（3）二开斜井段、水平段钻井夜维护处理

①进入造斜点之后观察好振动筛的返砂情况，按配方加入处理剂，确保钻井液性能符合设计要求，随着井深的增加及时混入润滑剂，使其含量达到（5～10）%，保证钻井液具有良好的润滑性能。

②钻至油气层前及时加入油保材料，油层中钻进要密切注意钻井液性能变化，发现异常，及时处理。

③使用好振动筛、除砂器、除泥器和离心机等固控设备，降低钻井液中的有害固相含量，确保钻井液具有良好的流动性。

④完钻后换常规钻具通井，在确认井眼干净、无沉砂和无井壁坍塌后用增粘剂和润滑剂封斜井段方能起钻，以确保下电测、套管和固井的顺利施工。

4、体会和认识

（1）钻井液的性能是否合格决定着一口水平井的成败，其性能必须满足防塌、携砂、润滑、油气层保护的要求。

（2）聚合物润滑防塌钻井液体系对于该区块水平井施工有着较好的使用效果，21口同台井施工中未出现复杂情况，达到甲方要求。

（3）对于水平井的施工，按要求搞好短起下钻至关重要，能保证井眼清洁与畅通，在预防卡钻事故的发生方面起到非常重要的作用。

（4）回收钻井液的再利用既满足了井下安全，符合环保要求，同时还节约了成本。

（5）水平井施工，钻井液的洁净程度非常重要，确保离心机等固控设备的使用率，以除去钻井液中有害固相。