樊家川區塊水平井鉆井液技術

陳永生 張遷 魏瑞卿(川慶鉆探長慶鉆井總公司第三工程項目部技術辦公室，甘肅 慶陽 745100)

樊家川區塊水平井施工一直受井塌影響，通過對該區塊鉆井液優化，引入無機鹽NaCL和KCL的加入，很好的抑制了泥巖地層坍塌，同時通過提高鉆井液密度，很好的平衡了煤層坍塌，從而大幅度的提高了該區塊鉆井效率。

1 區塊鉆井液施工難點分析

1.1 上部地層泥巖段極易坍塌，直羅段灰綠色泥巖為主，段長約400米左右，其中泥巖段占總長度85%左右，泥巖穩定性差，易水化膨脹后縮徑或坍塌，對正常施工產生不利因素。

1.2 部分泥巖水化后易分散，有造漿現象，使鉆井液中泥質含量增加，鉆井后期泥巖水化分散后造漿，使鉆井液中泥質含量大幅度增加，鉆井液性能發生變化，塑性粘度和密度上升，泥餅增厚，滑動有托壓現象，影響滑動效率。

表1 木平85井泥漿造漿前后相關數據記錄

1.3 由于部分井隊泥漿處理存在差異導致部分井出現滑動粘托現象，嚴重制約了滑動效率。

存在該問題的井是木平85井和木平94井，木平85井主要是上部井段泥巖坍塌嚴重，掉塊多，偶爾還存在蹩泵現象，考慮井下安全因素提前轉漿，但滑動鉆時較慢；木平94井煤層較厚，出口煤層掉塊多，滑動托壓，為井下安全并提高滑動效率也提前轉漿，斜井段鉆時一直較慢。

表2 部分井托壓情況統計

2 鉆井液施工難點對策分析

2.1 泥巖穩定性控制

⑴KCL在進入直羅前一次性加入5噸，后續補充新漿時按比例補充。

⑵NaCL可以在鉆穿直羅后每班均勻加入4-6噸，一方面增加體系抑制能力，另一方面提高密度，同時也降低了體系中固相含量。并且隨著NaCL的加入，使鉆井液中的黏土電位由負電性變為正電性，使黏土粒子發生團聚或聚沉，進一步促進了鉆井液地面凈化。

⑶下部井段施工中可以根據泥巖井塌情況，及時合理的加入KCL和NaCL，從化學角度控制泥巖的井塌，直至井下正常。

⑷根據井塌情況，調整體系封堵護壁能力，針對泥巖段坍塌嚴重的井，可以有意識的加大超細鈣和瀝青粉含量，增加泥餅厚度及致密程度，強化泥餅對井壁的保護作用，減少體系中自由水向地層的滲入，降低地層泥巖水化程度。

2.2 煤層坍塌控制

⑴在鉆遇煤層段時，可以均勻緩慢加入BLC-1、G309，使其分別起到成膜護壁和封堵煤層微裂縫的作用，減少煤層吸水后的脆性脫落。

⑵在鉆穿煤層后的鉆井施工中，根據出口煤層掉塊多少可以多次調整密度，直到出口無掉塊為止。

⑶在煤層坍塌比較嚴重(存在較多大粒徑掉塊)或蹩泵、滑動托壓等現象時，可以采用雙泵4-6凡爾大排量循環2周，清掃干凈井筒內掉塊后再進行加重或后續作業。

2.3 地層造漿對策

⑴加大KCL、NaCL含量，提高體系抑制能力，盡量控制泥巖水化分散。

⑵補充適量PAM，增加絮凝作用，若罐上循環可以開離心機充分除泥。

⑶增加清1號罐頻次，適當替換部分鉆井液。

2.4 滑動托壓對策

井眼清潔度的處理:一般由于井內砂子或掉塊較多引起的滑動托壓現象，要調整鉆井液攜帶能力或增加泵排量，在保證井眼清潔的同時還要進行控制井塌處理。

表3 2口托壓嚴重井處理情況

⑴若泥餅較厚且不致密，可以啟動離心機減少固相含量，同時加入G309調整流型，使泥餅更致密。

⑵若泥餅太薄且不韌還存在部分砂子，可以適當加入白土或超細鈣，適當增加泥餅厚度和韌性。

⑶若泥餅光滑度較差，可以補充適量K-PAM、RY-828和石墨調整泥餅光滑度。

⑷鹽的加入使鉆井液的泥餅厚度增大，強度降低，滲透率增大，潤滑性減小，泥餅質量整體特性變差，所以加鹽后必須加入抗鹽降失水劑調整泥餅質量。

3 提速效果對比

表4 2014年樊家川全年指標統計對比分析

從上面指標數據對比可以看出，進入9-11月后提速效果明顯，機械鉆速提高2.3米/小時，提速幅度為17.65%，鉆機月速度提高319米/臺月，提速幅度為11.23%。

4 結語

4.1 體系中KCL含量維持在2%，可以很好的控制上部井段泥巖穩定性，保證下部井段的順利施工。

4.2 鹽的加入，很好地取代了部分重晶石，減少了體系中固相含量，降低了粘卡風險。

4.3 煤層坍塌的初期通過提高密度值是很有效的解決辦法。