青西白堊系鉆井液防硬卡技術(shù)

盧　平　史萬飛　晏林麗　　武海燕（西部鉆探工程有限公司國(guó)際鉆井公司，新疆 烏魯木齊 830026）

青西白堊系鉆井液防硬卡技術(shù)

盧平史萬飛晏林麗武海燕
（西部鉆探工程有限公司國(guó)際鉆井公司，新疆 烏魯木齊 830026）

摘要：玉門探區(qū)勘探領(lǐng)域廣泛、油藏類型齊全，在地質(zhì)和工程方面存在很多世界級(jí)難題，玉門油田青西地區(qū)第三系粘土礦物伊利石含量高，泥巖易水化膨脹剝落，白堊系地層易形成硬脆性泥巖剝落坍塌，選用陽離子鉆井液體系，目的是防止白堊系硬卡，使全井平均井徑擴(kuò)大率達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：陽離子鉆井液；硬卡；防塌；欠平衡

1　資料調(diào)研

1.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2014年之前青西區(qū)塊部分完成井復(fù)雜事故統(tǒng)計(jì)顯示，發(fā)生在白堊系地層復(fù)雜事故多為惡性卡鉆事故，嚴(yán)重影響鉆井速度，同時(shí)經(jīng)濟(jì)損失巨大。

1.2青西地層巖性分析

由地層礦物分析可知：該區(qū)第三系與白堊系地層交界面含有31%方解石，在受到應(yīng)力變化時(shí)極易發(fā)生崩落；其次含有40%~50%的伊蒙混層，在鉆井液濾液影響下極易產(chǎn)生較高的膨脹壓力，引起地層垮塌。

2　研究?jī)?nèi)容

2.1密度控制

玉門油田青西區(qū)塊地層壓力在不同的層系中有不同的表現(xiàn)形式。從地層壓力的分布形式看來，青西區(qū)塊在E3b、E2l、K1z交界面地層壓力較高，需一定的密度平衡地層壓力。通過對(duì)坍塌周期的研究發(fā)現(xiàn)，較大的泥漿密度有利于井眼的穩(wěn)定，泥漿密度越大，坍塌周期越長(zhǎng)，井眼越穩(wěn)定；從已鉆井的密度控制可以看出，隨著井深增加，逐步提高密度，當(dāng)井深3300m以后，密度提至1.35mg/cm3以上，3800m后將密度提至1.40g/cm3，井下處于安全狀態(tài)。2014年，青西區(qū)塊鉆井液密度4100m前控制在1.06~1.4g/cm3，4100m~4900m控制在1.2g/cm3。

2.2坂含對(duì)切力動(dòng)塑比的影響

室內(nèi)將坂含對(duì)陽離子鉆井液切力及動(dòng)塑比的影響進(jìn)行了研究，隨著坂含的升高，切力值和動(dòng)塑比值隨之上升，鉆井液結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，攜巖能力增強(qiáng)。

2.3改進(jìn)陽離子鉆井液體系維護(hù)方法

陽離子鉆井液的性能穩(wěn)定，維護(hù)周期長(zhǎng)，流動(dòng)性、觸變性好，流動(dòng)阻力小，抗鹽能力強(qiáng)。高溫條件下，陽離子鉆井液會(huì)出現(xiàn)高溫減稠現(xiàn)象，在原有陽離子聚合物鉆井液體系維護(hù)方式上進(jìn)行小范圍內(nèi)改進(jìn)，主要是進(jìn)入白堊系地層后提高CHM膠液濃度至1.75%~2.25%，同時(shí)減少NW-1及CaO加量，保持坂土含量。隨著CHM膠液濃度增加，切力值不斷上升，懸浮能力不斷增強(qiáng)。

2014年青西區(qū)塊改進(jìn)陽離子鉆井液維護(hù)方法后，不斷提高CHM膠液濃度，同時(shí)控制NW-1及生石灰加量，目的是提高鉆井液中坂土含量，提高泥漿結(jié)構(gòu)，提高攜帶能力，進(jìn)入白堊系至完井，一直按照以上維護(hù)方法，動(dòng)塑比抑制保持在0.4~0.6之間，能夠有效提高攜帶能力。

2.4欠平衡地層封堵攜帶研究

室內(nèi)在陽離子鉆井液體系中引入了防塌劑WGF-1，結(jié)合磺化瀝青等其他封堵材料進(jìn)行協(xié)同封堵。WGF-1通過對(duì)微裂鑲嵌，對(duì)井壁起支撐作用，防止掉塊發(fā)生硬卡。通過中壓失水和高溫高壓失水實(shí)驗(yàn)證明，防塌劑對(duì)泥餅有填充作用（見表1）。隨著防塌劑WGF-1加入鉆井液的動(dòng)切力和終切有明顯上升。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)欠平衡鉆井液的要求，加量保持在0.5%~0.6%有利于鉆井液保持較好流動(dòng)性和懸浮攜砂能力（如圖1所示）。

表1 防塌劑WGF-1的封堵效果

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2014年該技術(shù)應(yīng)用四口井，從四口井性能看，基本上無大的變動(dòng)，尤其是在進(jìn)入白堊系地層后，都是按照基本上同一種維護(hù)方法，逐步提升坂含，控制NW-1與生石灰加量，在下步地層鉆進(jìn)期間，主要是將泥漿全部分散，主要使用磺化類產(chǎn)品，目的是提高泥漿封堵攜帶能力，基本上屬于一種性能維護(hù)方法，井下安全無事故。這成績(jī)?nèi)〉弥饕Q于2014年度在青西區(qū)塊鉆井液維護(hù)方法的改變，是維護(hù)處理上思路的改變，能夠做到泥漿性能穩(wěn)定，粘切值高，攜帶封堵能力突出，堅(jiān)持打封堵液對(duì)白堊系易塌井段封堵，井下安全無復(fù)雜事故，順利完井。

4　結(jié)論與建議

圖1 鉆井液動(dòng)切力與WGF-1加量的關(guān)系

4.1較高的泥漿密度有利于井眼的穩(wěn)定，隨泥漿密度增高，坍塌周期延長(zhǎng)，井眼越穩(wěn)定。

4.2坂含的提高能明顯提高鉆井液的攜巖能力，對(duì)封堵造壁也有一定的作用。

4.3防塌劑WGF-1加入鉆井液后，動(dòng)切力和終切有明顯上升，加量保持在0.5%~0.6%，有利于鉆井液保持較好流動(dòng)性和懸浮攜砂能力。

參考文獻(xiàn)

[1]張錄遠(yuǎn)，張寶峰，程啟凡，等，改進(jìn)陽離子鉆井液在酒東油田的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2012，24（09）：123-124.

[2]艾貴成，牛春，李菁，等.高密度低黏度陽離子鉆井液技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2007，24（06）.

中圖分類號(hào)：TE246

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