齊古1井深井鉆井液技術應用的認識

徐建勛

摘 要：齊古1井屬于伊通盆地新安堡凹陷岔路河斷陷齊家潛山構造，完鉆井深5492 m。鉆井面臨2385～3342 m井段弱膠結性和水敏性地層的井壁穩定、1050～2385m井段高濃度CO2污染、3342～3658m井段泥頁巖井壁穩定和4640～5492 m井段188 ℃高溫鉆井液穩定等技術難點。本文在分析齊古1井鉆井液技術難點基礎上，提出了解決的技術對策，現場應用效果良好。

關鍵詞：井壁穩定 CO2污染 188 ℃ 鉆井液技術 齊古1井

中圖分類號：TE245 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0037-01

齊古1井屬于伊通盆地新安堡凹陷岔路河斷陷齊家潛山構造，設計井深5200 m，完鉆井深5492 m。鉆井過程中分別鉆遇第四系、岔路河組、齊家組、萬昌組、永吉組、奢嶺組、雙陽組和目的層基巖地層。

1 鉆井液技術難點

（1）2385～3342 m井段弱膠結性和水敏性地層井壁穩定。萬昌組和永吉組以泥巖、粉砂、砂礫巖為主，膠結性極差，水敏性強，易吸水膨脹、分散和井壁坍塌，造成大段艱難劃眼。

（2）1050～2385 m井段高濃度CO2污染。萬昌組地層富含CO2，且水源為HCO3-型，CO32-含量高達10200 mg/L，HCO3-7930 mg/L，鉆井液處理頻繁且難度大。

（3）334 2～3658 m井段泥頁巖井壁穩定。奢嶺組地層泥頁巖組分高，水敏性強，極易吸水膨脹、分散和井壁坍塌，最大井徑擴大率達27.44%。

2 鉆井液技術對策

（1）萬昌組和永吉組松散含泥巖地層，鉆井液以提高密度、增強抑制性等技術對策為主。加入KPA、KFH和PA-2、聚胺等井壁穩定劑，控制API濾失量，提高粘切和密度，采取起鉆稠漿推舉來提高攜砂率。

（2）CO2污染后，維持體系pH在10-11；加生石灰除去CO32-，正常維護時每罐膠液加入生石灰0.2～0.3 t；加KFH、SMP、聚合醇控制API濾失量在4mL以下；用KPA和PAC-LV提高護膠能力。

（3）奢嶺組泥頁巖地層，采取提高密度、增強抑制性、強化封堵性、優化鉆井液參數等技術對策。加入KPA、KFH、PA-2，控制API濾失量小于4 ml，HTHP濾失量小于15 ml；加入頁巖抑制劑、磺化瀝青粉、GFD等封堵類防塌劑；維持鉆井液密度1.38 g/cm3。

3 現場施工

（1）1105～3342 m井段。

鉆井液體系：陽離子聚合醇鉆井液。

鉆井液配方與配制工藝：

新漿120 m3，膨潤土6 t，Na2CO3 0.48 t，NaOH 0.55 t，水化24 h后加KPA 0.5 t，KFH 2.5 t，PA-2 2.5 t，HQ-1 2.5 t，FT-1 2.5 t，NH4-HPAN 2 t，YK-H 2.5 t，CLG-220 2.5 t，SMP-2 2.5 t，聚合醇4 t，調整好性能，加重至1.25 g/cm3進行。

萬昌組和永吉組地層出現垮塌掉塊、CO32-、HCO3-污染，性能不穩定，濾失量不易控制，造成起下鉆困難，振動篩返出掉塊大且多。所形成的“糖葫蘆”井眼巖屑與掉塊攜帶不出來，更加劇了井下復雜。

鉆井液采取以下措施：①加足KPA、KFH和PA-2降濾失劑，控制API濾失量小于4 ml。CO2污染嚴重使得CO32-含量最高達10200 mg/L，HCO3-7930 mg/L，加入800 kg/日的生石灰、大量燒堿和降濾失劑來維持鉆井液性能穩定；②聚胺、氨基聚醇、聚合醇、有機硅醇抑制劑DS-302等多種井壁穩定劑復配，協同提高井壁穩定能力；③粘度最高提至308 s，動切力46 Pa，增強攜砂能力；④鉆井液密度從設計的1.32 g/cm3提至1.47 g/cm3；⑤每次起鉆前泵入一段稠漿推舉，長短結合，及時清除井內掉塊。

（2）3342～4700 m井段。

鉆井液體系：聚合物抗高溫鉆井液。

鉆井液配方與配制工藝：

新漿200 m3，加膨潤土8 t、Na2CO3 0.8 t、NaOH 0.5 t，水化24 h后加入KPA 0.6 t、KFH6 t、PA-24 t、HQ-1 1 t、FT-16 t、CLG-220 4 t、SMP-28 t，加重至1.30 g/cm3。

奢嶺組泥頁巖地層鉆進至3425 m時，振動篩返出灰黑色片狀約1 cm長的掉塊，提密度至1.35 g/cm3，井下依然有掉塊。加入FYZ-1 0.75 t，PAMS-150 0.5 t，PA-2 2 t，SMP-2 3 t，FY-1 2 t，PAC-LV 0.5 t等高溫處理劑，降低HTHP濾失量，提高防塌能力。鉆井液性能為ρ：1.35 g/cm3，FV：85 s，FLAPI：3.2 ml，PV：59 mPa·s，YP：11.5 Pa，FLHTHP：18 ml。

（3）4700～549 2m井段。

鉆井液體系：抗高溫水基鉆井液。

鉆井液配方與配制工藝：

配新漿160 m3，加入GBH 1.5 t、GJL-1 5 t、GJL-2 6 t、GFD 5 t、LHR-Ⅱ 0.2 t、CMJ-3 2.5 t、儲層保護劑 2 t，并混入老漿50 m3。開鉆性能為ρ：1.13 g/cm3，FV：53 s，FLAPI：2.0 ml，PV：21 mPa·s，YP：3 Pa，Gel：0.5 Pa/1.5 Pa，pH：9。

基巖地層井底溫度達188 ℃，鉆井液高溫穩定是關鍵。控制MBT26 g/L，加入5%GJL-1、7%GJL-2、5%GFD等高溫處理劑提高抗溫能力，加入0.3%GZN提高粘切，改善流型，控制密度在1.15 g/cm3以下，實現欠平衡鉆進。

4 認識與結論

（1）陽離子聚合醇鉆井液不能有效抑制萬昌組和永吉組地層的垮塌，二開井段耗時2個月，建議應用仿油基鉆井液體系或全油基鉆井液體系。（2）由于污染、垮塌同層，鉆井液處理頻繁且難度大，二開鉆井液成本占總成本的43.12%。（3）目的層基巖較穩定，HTHP濾失量可適當放寬（15 ml左右），井底溫度高，控制MBT是關鍵。

參考文獻

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