INVERMUL油基鉆井液在建頁HF－1水平井的應用

楊淑君，鄭士權，吳 彬，王 薦，黃孝權，李煬輝

（1.江漢油田鉆井一公司泥漿站，湖北 潛江433121；2.大慶鉆探工程公司國際事業部，吉林 松原138000；3.湖北漢科新技術股份有限公司，湖北 荊州434000；4.中海油服油化事業部塘沽基地，天津300452）

1 建頁HF－1水平井概況

建頁HF－1水平井是中石化江漢油田分公司重點開發的一口頁巖氣水平探井，位于湖北省利川市建南鎮建南構造北高點，設計垂深600m、井深1800m、水平段長1003m。其主要目的層為侏羅系下統自流井組東岳廟段，該井水平段巖性為頁巖，層理發育、水敏性強，遇水后迅速水化、分散、垮塌。為此，作者采用Halliburton－Baroid的INVERMUL油基鉆井液以解決上述問題。建頁HF－1水平井的井身結構如圖1所示。

圖1 建頁HF－1水平井的井身結構Fig.1 Structure of Jianye HF－1horizontal wells

2 建頁HF－1水平井的技術難點

建頁HF－1水平井的主要技術難點在于：

（1）地層巖性。建頁HF－1水平井的水平段為侏羅系下統自流井組東岳廟段，深灰色、灰黑色頁巖、泥巖，夾深砂質粉砂巖。頁巖層理發育，極易水化、分散，造成井壁失穩，水基鉆井液不能保證井壁穩定。

（2）粘土礦物。根據鄰井資料顯示，建南地區侏羅系下統自流井組東岳廟段目的層底部泥頁巖粘土礦物含量占22.49%，其中伊利石平均占28.92%、高嶺石平均占19.08%、綠泥石平均占14.67%、伊／蒙間層平均占37.33%，且層理發育，井壁易剝落掉塊，因此水平段鉆井液需具有良好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力。

（3）水平段長。該井設計水平段長達1003m，易形成巖屑床，且鉆進過程中易出現粘卡等井下復雜情況，因此需要鉆井液體系具有很好的潤滑能力。

為防止頁巖水化膨脹、垮塌，并提高鉆井液的潤滑性[1－3］，三開水平段采用 Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液。INVERMUL油基鉆井液具有很好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力，且具有優異的潤滑性能，可滿足頁巖地層長水平段的鉆進要求[4－7］。

3 現場應用

3.1 鉆井液配制

在配制油基鉆井液之前，建頁HF－1水平井的現場6個罐和流程管線、沉砂罐、泥漿槽等均先用水清洗干凈，然后用柴油進行試漏、洗罐和清洗管線。

INVERMUL油基鉆井液按表1 配方設計，其性能滿足油基鉆井液設計性能要求（表2 ）。

表1 INVERMUL油基鉆井液設計配方Tab.1 Composition of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.2 鉆井液維護

（1）鉆水泥塞前，用未加重的油基泥漿基液頂替井內的水基泥漿，監測井口泥漿返出情況，測電穩定性，低于150V的混漿全部排掉。頂替完成后，關掉錐形罐。剪切基液6h，待充分乳化穩定后，將基液加重至1.40g·cm－3。

（2）用油基泥漿直接鉆水泥塞至372m，無需任何處理，水泥對油基泥漿沒有任何污染。

表2 INVERMUL油基鉆井液設計性能參數Tab.2 Designed performance parameters of oil－based drilling fluid INVERMUL

（3）針對泥漿性能變化，適當地用Driltreat、INVERMUL以及生石灰增強泥漿的電穩定性、對巖屑的潤濕反轉能力，以使泥漿具有很好的穩定性。

（4）在鉆進過程中，及時配新漿稀釋泥漿，并添加柴油以降低泥漿的粘切和密度，補充INVERMUL、EZ－MUL、生石灰來保證泥漿獲得良好的皂化效果。正常鉆進時，加柴油的速度為300L·h－1，補充EZMUL的速度為1桶／12h。每天需要補充一定量的生石灰，使過量生石灰含量保持在3g·cm－3以上。

（5）及時補充 BARSA、BARACARB 5等封堵材料，以保證泥餅質量和調整各級粒子匹配。

表3 INVERMUL油基鉆井液的現場性能Tab.3 Application performance of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.3 鉆井液應用效果

建頁HF－1水平井INVERMUL油基鉆井液的現場性能見表3 。

由表3 及現場應用情況可知，INVERMUL油基鉆井液性能穩定，流變性好，沒有形成巖屑床；封堵防塌能力強，濾失量低，電測一次成功，下套管順利到底，能很好地滿足建頁HF－1頁巖氣水平井的作業要求。

3.4 討論

使用柴油為基液的油基鉆井液對橡膠件會有腐蝕，而且非常快；對振動篩的篩布間壓條、排水閥的密封膠圈以及循環系統中使用橡膠的零部件會有破壞；同時毒性較大，不利于環境保護。建議今后采用低毒的礦物油作為基液。

4 結論

（1）Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液性能穩定、破乳電壓高，具有良好的攜巖能力、潤滑性能、固相容量限。

（2）INVERMUL油基鉆井液對頁巖的水化、分散有很好的抑制作用，全井段鉆進順利，未出現井壁垮塌等復雜事故，很好地滿足了建頁HF－1頁巖氣水平井的作業要求。

[1]閏存章，黃玉珍，葛春梅，等.頁巖氣是潛力巨大的非常規天然氣資源[J］.天然氣工業，2009，29（5）：1－6.

[2]李世臻，喬德武，馮志剛，等.世界頁巖氣勘探開發現狀及對中國的啟示[J］.地質通報，2010，29（6）：918－924.

[3]Jarvie D M，Hill R J，Ruble T E，et al.Unconventional shale－gas systems：The Mississippian Barnett Shale of north－central Texas as one model for thermogenic shale－gas assessment[J］.AAPG Bulletin，2007，91（4）：475－499.

[4]Taheri A，Sajjadian V A.WAG Performance in a low porosity and low permeability reservoir，Sirri－A Field，Iran，SPE 100212，2006.

[5]王越之，羅春芝，施建國，等.合成基鉆井液儲層保護技術研究[J］.石油鉆探技術，2003，31（1）：31－32.

[6]張煒，劉振東，劉寶鋒，等.油基鉆井液的推廣及循環利用[J］.石油鉆探技術，2008，36（6）：34－38.

[7]王中華.國內外油基鉆井液研究與應用進展[J］.斷塊油氣田，2011，18（4）：533－537.