GIR—23D井高密度鉆井液技術

周小廠++崔永軍++張力

摘 要：GIR-23D井是基爾桑氣田主力產層位于鹽膏層之下的一口大斜度井，結合鹽水鉆井液特點及鈣污染對鉆井液性能的影響特性，室內實驗有針對性地以“優質護膠、綜合封堵”作為抗鈣型鹽水鉆井液體系研發思路，確定出了抗鈣鹽水鉆井液體系配方。本井應用表明 ，該高密度鉆井液性能優良，滿足了大斜度井施工的需要。

關鍵詞：高密度；鹽膏層；流變

土庫曼斯坦阿姆河右岸B區塊鉆井施工中鉆遇巨厚鹽層及石膏層，前期采用的復合鹽水鉆井液體系在施工中存在流變性不穩定、HTHP濾失量難控制、泥餅質量差的問題，先后發生了卡鉆、電測遇阻及反復大幅度處理鉆井液等情況，不僅浪費了大量人力物力，而且給公司造成了不良影響。

一、工程、地質概況

GIR-23D 井是別列克特利-皮爾古伊構造主體構造高部位的一口大斜度開發井。設計斜深4080米，3070米定向，最大井斜74.85度；該地區侏羅系巨厚鹽膏存在高壓鹽水、高溫高壓、地層膏鹽蠕變快 ，是十分復雜的地質情況 ，盡管鉆井技術在不斷的進步 ，但這種巨厚膏鹽地層仍然是鉆井工作的主要威脅。

二、鉆井液技術難點

（一）固相含量高，鉆井液流變性能不易控制

（二）鉆井液密度高，嚴重束縛了自由水及大分子聚合物的加量

（三）對重晶石粉粒度級配要求嚴格

（四） HTHP濾失量控制難度大

三、技術思路

為維護良好的流變性、降低HTHP濾失量、提高鉆井液體系的抗鈣鹽能力，關鍵是要將膨潤土、加重劑以及其它處理劑的加量控制在最低范圍內，并且選用合適粒徑的加重材料和抗高鈣鹽型護膠降慮失劑；鉆井液的濾失量取決于濾液的黏度和濾餅的質量，而決定因素是濾餅質量。形成良好的濾餅的根本，在于控制和維護對形成良好濾餅有利的鉆井液內部固相粒子濃度、分散度、級配以及良好的濾餅潤滑性。對于高密度鉆井液 ，控制濾失量的關鍵是要形成滲透率低的內濾餅 。具體技術措施如下：

（一） 保持鉆井液粘土含量在25g/L以下，通過使用磺酸鹽共聚物、天然高分子降濾失劑等抗高鈣鹽的處理劑進行護膠，是保證鉆井液抗鈣污染的基礎。

（二） 三開全井鉆井液加鹽至氯離子達160000-180000mg/L，通過加氯化鈣或超細碳酸鈣提供大于1000mg/L的鈣離子，是保證鉆井液抗鈣污染的基礎。

（三） 選擇使用500-2000目的超細碳酸鈣、石灰、鋁基聚合物等無機處理劑改善泥餅質量、控制HTHP濾失量。

（四） 使用3%無水聚合醇復配廢機油提高鉆井液的潤滑效果，無水聚合醇并進一步降低鉆井液濾失量，提高鉆井液抑制性和護壁性能。

（五） 選擇使用黃原膠配合適量膨潤土漿解決鉆井液的懸浮及攜砂能力。

（六） 現場選用了密度高達4.2g/cm3的優質重晶石粉，作為加重材料。

四、現場鉆井液性能維護與處理措施

三開鉆井液配方： 水+2.5%鈉土+ 0.5%PAM +0.5%AP-1+ 2%WNP-1 + 3%無水聚合醇 + 3%SMP-2 + 2%DSP-2 + 2%DLP-1+ 2%HX-1+1.5%碳酸鈣（500-700目） + 1.5%碳酸鈣（1500-2000目） + 5%KCL + 25%NaCL+ 0.02-0.03%XC

（一） 三開鉆鹽膏層前，控制鉆井液粘土含量在20-25g/L左右，通過使用1-2%DSP-2、0.5-1%WNP-1等抗高鈣鹽的處理劑進行護膠，然后加鹽和氯化鉀至160000-180000mg/L，通過加氯化鈣或超細碳酸鈣提供大于1000mg/L的鈣離子，是保證鉆井液抗鈣污染的基礎。在施工中，定期檢測膨潤土含量，若低于15g/L，及時補充預水化且護膠的膨潤土漿，確保其在鉆井液中的最低有效含量；

（二） 三開一次性加入2-3%（500目-2000目）超細碳酸鈣、2%鋁基聚合物無處理劑改善泥餅質量、控制HTHP失水。每班根據進尺補充，保證鉆井液中的有效含量；

（三） 使用25%氯化鈉、5%氯化鉀復配3%無水聚合、0.5%PAM、0.5%氨基聚醇提高鉆井液體系的抑制性，達到劣質固相不易分散，及時被固控設備清除的目的，提高了高密度鉆井液的固相容量限。從而也提高了鉆井液體系的抗污染能力。

（四） 一般情況下，高密度流變性的解決意味著沉降性的不穩定的增加，GIR-23井在滿足懸浮和攜巖的前提下，鉆井液盡量低粘切鉆進，鉆井液初切力低于1.5Pa時，通過補充預水化好的膨潤土漿并配合使用0.02-0.03%黃原膠，以最低有效膨潤土含量來解決鉆井液的懸浮及攜砂能力。并確保高密度、高固相鉆井液的良好流變性和沉降性；

（五） 使用密度大于4.2g/cm3的重晶石粉，盡量減少固相總量，降低粘度效應；

（六） 控制分散劑的加入，維持低PH值7-7.5，確保體系的強抑制特性；

（七） 三開全過程使用120目以上細目篩布，適當使用除砂器、除泥器，間接使用離心機，清除低密度巖屑顆粒；

五、現場使用效果

GIR-23D井在三開鹽膏層施工中，堅持做好日常小型試驗，及時檢測MBT及各種離子含量，來指導現場鉆井液維護處理的方向，不斷總結經驗，優化配方，鉆進中以WNP-1、DSP-2、DLP-1 為降失水劑 ，PAM、AP-1、KCL、CLNa為抑制劑，無水聚合醇、廢機油、石墨粉為潤滑劑，超細碳酸鈣、石灰、改性瀝青為封堵材料，結合DLP-1的化學封固作用與DSP-2的強效護膠降濾失作用，多側面提高鹽水鉆井液濾餅質量及濾失性能，配合使用抑制型降粘劑0.5%XY-27調整流變性能，儲備足夠的重漿，密度走設計下限，最大限度地減少重晶石粉的加量，通過以上措施，三開全過程鉆井液性能穩定，抑制能力強，鉆進過程中沒有出現井下復雜情況 ，起下鉆沒有遇阻遇卡現象 ，滿足了安全快速鉆進的需要，表明該套鉆井液體系完全能夠滿足大斜度井段鉆井需要。

參考文獻：

[1]鄢捷年.鉆井液工藝學[M].中國石油大學出版社，2001.

[2]裴建忠，王樹永. 勝利油田鉆井液工藝技術[M].中國石油大學出版社，2009.