溫吉桑區(qū)塊安全鉆井液技術(shù)

楊振東 王德平 柯建興 楊小慶 巨龍(中國(guó)石油西部鉆探吐哈鉆井公司， 新疆 鄯善 838200)

溫吉桑區(qū)塊安全鉆井液技術(shù)

楊振東 王德平 柯建興 楊小慶 巨龍(中國(guó)石油西部鉆探吐哈鉆井公司， 新疆 鄯善 838200)

吐哈溫吉桑構(gòu)造帶丘東構(gòu)造下侏羅系地層交界不整合接觸，存在大套滲透性砂巖。地層微裂縫發(fā)育，且煤層發(fā)育，極易發(fā)生坍塌，儲(chǔ)層因注水開(kāi)發(fā)多年，地層虧空，易發(fā)生井漏，密度窗口窄，導(dǎo)致復(fù)雜事故多發(fā)。室內(nèi)分析研究巖石理化性能，明確復(fù)雜事故機(jī)理，通過(guò)加強(qiáng)鉆井液封堵造壁性能及潤(rùn)滑性，合理控制鉆井液密度，確保鉆井液密度在安全密度窗口之內(nèi)，并提高鉆井液防漏堵漏性能。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中大幅降低了復(fù)雜事故。

封堵;防塌;鉆井液

1 概述

溫吉桑油田處于吐哈盆地溫吉桑構(gòu)造帶丘東構(gòu)造。其中，白堊系與J3q呈不整合接觸，J2s底部發(fā)育一套厚層高伽馬、高電阻率泥巖，J2x煤層發(fā)育，J2x及J1s發(fā)育大套滲透性砂巖。其次，由于裸眼段長(zhǎng)，地層溫度高，鉆井周期長(zhǎng)，封堵防塌、潤(rùn)滑防卡、防漏堵漏、高溫老化等問(wèn)題突出。

針對(duì)該區(qū)塊地層溫度高、易塌易漏等技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了研究，對(duì)地層特性及巖石理化性能進(jìn)行了分析，取得了一定的效果。但事故復(fù)雜損失率仍高達(dá)10.31%，未得到有效控制。 通過(guò)對(duì)鉆井液配方及性能進(jìn)行優(yōu)化，并在吉4H和吉5井進(jìn)行了應(yīng)用，完成井無(wú)事故，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益352萬(wàn)元。

2 完成井事故復(fù)雜情況調(diào)研

溫吉桑區(qū)塊共完成5口井，事故損失率5.31%，復(fù)雜損失率4.46%。一共發(fā)生事故復(fù)雜23井次，其中井塌劃眼10次、井漏4次、溢流2次、測(cè)井卡儀器3次、粘卡1次、斷鉆具3次。需要重點(diǎn)解決該區(qū)塊井塌、井漏、潤(rùn)滑防卡等技術(shù)難題。

3 地層特性與復(fù)雜機(jī)理分析

(1)井塌 J2s及J2x上部泥巖中伊蒙混層比例達(dá)到50-80%； J2x下部及J1s泥巖中高嶺石、伊利石含量高； J2x及以下地層泥巖有層理，微裂縫發(fā)育，且發(fā)育多套煤層。易吸水產(chǎn)生剝落掉塊，產(chǎn)生極易發(fā)生坍塌。

(2)井漏 J2s儲(chǔ)層因注水開(kāi)發(fā)多年，J1s地層孔隙壓力低，儲(chǔ)層段砂巖發(fā)育良好，滲透性強(qiáng)，極易發(fā)生滲透性井漏。

(3)潤(rùn)滑防卡 該區(qū)塊裸眼段長(zhǎng)，地層發(fā)育多套厚層砂巖，滲透性強(qiáng)，泥餅虛厚。定向井及水平井井斜大，水平段長(zhǎng)，井眼軌跡差，潤(rùn)滑防卡問(wèn)題突出。

4 鉆井液技術(shù)思路

(1)防塌 通過(guò)加強(qiáng)鉆井液封堵造壁性能，提高泥餅致密性，及時(shí)封堵微裂縫，防止濾液進(jìn)一步浸入地層深部，從而抑制地層坍塌。

(2)防漏 通過(guò)合理控制鉆井液密度，確保鉆井液密度在安全密度窗口之內(nèi)，并提高鉆井液防漏堵漏性能，預(yù)防井漏。

(3)潤(rùn)滑 通過(guò)提高潤(rùn)滑劑加量。對(duì)于大斜度水平井，采用乳化原油鉆井液體系，兼有潤(rùn)滑、防塌性能。

5 鉆井液性能優(yōu)化

針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)及技術(shù)思路，在室內(nèi)開(kāi)展鉆井液性能優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)選鉆井液處理劑，提高鉆井液防塌、防漏和潤(rùn)滑性能。

(1)防塌性能優(yōu)化 ①將HF-024與幾種瀝青進(jìn)行性能比較，結(jié)果表明HF-024降失水性能及流變性調(diào)節(jié)性能優(yōu)于其它幾種瀝青，清水進(jìn)行巖屑回收試驗(yàn)，結(jié)果表明其巖屑回收率高于其它兩種瀝青。②利用砂床(40目)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)MAX-SHIELD封堵性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，MAX-SHIELD能大幅降低砂床滲透深度，加量達(dá)到1.0%即有明顯的封堵效果。

(2)潤(rùn)滑性能優(yōu)化 通過(guò)加入YGC、乳化原油提高鉆井液潤(rùn)滑性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著潤(rùn)滑劑加量增加，潤(rùn)滑性能明顯提高，流變性能變化不大，1%的YGC或3%的原油即有良好的潤(rùn)滑性能。鉆進(jìn)過(guò)程中可根據(jù)摩阻大小確定其具體加量。

(3)防漏堵漏性能優(yōu)化 ①確定安全密度窗口。 J2x、J1s地層安全密度窗口根據(jù)已鉆井密度控制情況進(jìn)行確定，據(jù)吉1等5口井實(shí)鉆數(shù)據(jù)，當(dāng)密度高于1.30g/cm3即易發(fā)生嚴(yán)重井漏，該井段最高坍塌壓力為1.24g/cm3，故確定安全密度窗口為1.24-1.30g/cm3。②隨鉆堵漏漿配方確定 。用砂床試驗(yàn)(40目)進(jìn)行隨鉆堵漏漿配方試驗(yàn)，結(jié)果表明，在聚磺泥漿中加入1.5%DF-1+3%QCX-1后，泥漿具有良好的堵漏能力和流變性能，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。

6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

通過(guò)在吉4H、吉5井中的應(yīng)，①事故復(fù)雜損失率為0，萬(wàn)米濾失量為0，電測(cè)一次成功率100%，與技術(shù)應(yīng)用前相比，在井深增加668m情況下，事故損失率下降了5.31個(gè)百分點(diǎn)，復(fù)雜損失率下降了4.46個(gè)百分點(diǎn)，萬(wàn)米漏失量下降了245方/萬(wàn)米。②易塌井段井徑擴(kuò)大率明顯下降。 ③鉆井液成本大幅下降。

7 認(rèn)識(shí)與總結(jié)

①溫吉桑深井J2x及以下地層易塌，應(yīng)加強(qiáng)鉆井液防塌性能，砂巖滲透性強(qiáng)，應(yīng)加強(qiáng)鉆井液隨鉆堵漏性能，全井應(yīng)合理控制鉆井液密度，確保防塌防漏。②Maxshileld及高純速散瀝青粉，具有優(yōu)良的防塌性能，適宜在吐哈復(fù)雜區(qū)塊深井推廣應(yīng)用。

[1]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].中國(guó)石油大學(xué),2006.12.

[2]張斌,黃進(jìn)軍,李家學(xué).隨鉆防漏堵漏技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,05:70-71+75.

柯建興(1978- )，男，漢，江漢石油學(xué)院石油工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)，中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油與天然氣工程專業(yè)碩士學(xué)位，中共黨員，高級(jí)工程師，主要從事鉆井工藝技術(shù)研究與應(yīng)用。