魯克沁油田英也爾構造復雜地層鉆井液技術

杜蘇 樊永寧 艾潤星 王曉東 李楠(西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200)

魯克沁油田英也爾構造復雜地層鉆井液技術

杜蘇 樊永寧 艾潤星 王曉東 李楠(西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200)

魯克沁油田英也爾構造鉆井地質條件復雜，井壁失穩與斜井段粘卡問題突出，通過地層壓力、地層特性研究，揭示出了該構造復雜機理和關鍵技術問題，針對性的優選出有機鹽與陽離子鉆井液體系，兩種體系在抑制泥頁巖膨脹分散、維持井壁穩定、降低管柱摩阻和扭矩、保持井眼清潔等方面具有明顯優越性，能夠滿足該區域作業要求。

鉆井液體系優選；英也爾構造；井壁穩定；粘卡

1 復雜機理研究

1.1 地層三壓力研究

利用鄰井鉆井及測井資料分析計算地層壓力，N1t～T2k地層孔隙壓力系數0.96～1.02，屬正常壓力，P2w(梧桐溝組)含高壓鹽水，最高孔隙壓力1.29；坍塌壓力隨井深逐步增大，J2x(西山窯組)1.35，P2w(梧桐溝組)1.38；破裂壓力普遍較高，在1.45～1.88之間；完成井鉆井液密度普遍超過1.45g/cm3，密度偏高，增加大斜度定向井發生粘卡的風險。

1.2 復雜地層物性分析

上侏羅系齊古組～七克臺組以紫紅色、灰綠色泥巖為主，易水化膨脹縮徑遇阻；中侏羅系三間房～西山窯中上部為紫紅色泥巖，下部為灰色泥巖與泥質粉砂巖互層，夾2～4m薄煤層，粉砂巖單層厚度5～8m，孔隙度15～30%，煤層、灰色泥巖易坍塌卡鉆；三疊系克拉瑪依組以厚層砂礫巖為主，單層厚度150m，總厚度375m，孔隙度23～33%，易發生粘附卡鉆；二疊系梧桐溝組上部為大套褐色泥巖夾細砂巖，中下部以扇三角洲根至扇中部位的雜色砂礫巖為主，單層厚度為60m，總厚度＞150m，孔隙度一般介于17～35%，鉆井液易受污染、坍塌蹩泵埋鉆、粘附卡鉆事故多發。

1.3 全巖礦物組分分析

取英也爾構造齊克臺組(J2q)～梧桐溝組(P2w)泥巖塌塊，用X-射線衍射進行礦物組分分析：地層礦物以粘土、石英和長石為主，石英含量30～45%，鉀長石6～11%，斜長石22～25%，粘土礦物42～34%；粘土含量較高，侏羅系粘土含量相對三疊系、二疊系含量高，齊古組含量最高達到42%。

1.4 粘土礦物組分分析

粘土礦物以伊/蒙混層為主，伊利石次之，并含有少量的高嶺石和綠泥石。其中侏羅系伊/蒙混層含量達到70%以上，間層比40～60%；三疊系、二疊系在50%左右，混層比40～60%，表明其易于水化。

1.5 泥頁巖理化性能

泥頁巖地層井壁失穩與其理化性能緊密相關，巖屑回收率為18.11～40.22%，回收率較低，具有較強的水化分散特性。侏羅系的齊古組J3q、七克臺J2q、三間房J2s以及三疊系克拉瑪依組T2k回收率小于25%，屬于強分散地層，西山窯組、梧桐溝組回收率30～40%。

2 鉆井液體系優選

選擇抑制性強、抗污染性能好的KCL、陽離子鉆井液以及目前西部油田比較流行的有機鹽與聚磺鉆井液進行性能對比實驗。實驗配方如下：

(1) 聚磺鉆井液：4%土粉+0.3%ZNP-1+2%PSC+2%HS-2+3%DBFT-201+2%QCX-1+2%QCX-2+0.1%NaOH+5%WDN-5；

(2) KCL—聚磺鉆井液：4%土粉+0.2%ZNP-1+7%KCL+2%SMP-2+0.5%CMC+2%SPNH+3%DBFT-201+3%WDN-5+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.2%KOH；

(3) 有機鹽鉆井液：4%土粉+0.2%IND30+1%NAT20+5%Weigh2+3%DBFT-201+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.1%NaOH；

(4) 陽離子鉆井液：4%土粉+0.2%CHM+0.6%NW-1+1%HS-1+2%HS-2+3%DBFT-201+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.2%CaO；

實驗結果說明：三種鉆井液抑制性、抗鹽、抗鈣以及抗坂土污染能力均優于聚磺鉆井液體系，封堵、抗溫性能相當，KCL-聚磺鉆井液對該區域泥頁巖的抑制性能稍低于有機鹽和陽離子鉆井液，且配方較復雜，現場維護處理難度大，因此選擇有機鹽、陽離子鉆井液進行現場試驗應用。

3 現場應用

有機鹽、陽離子鉆井液在英也爾構造共應用8口井。抑制包被性優于聚磺鉆井液，坂含固相得到有效控制，鉆井液中亞微米固相含量降低，泥餅薄、韌、致密，滑動鉆進軌跡控制井段“托壓”現象減少90%，鉆井速度提高明顯；防塌效果好，井徑擴大率控制在8%以內，基本杜絕蹩泵現象；復雜事故時效同比降低85%，起下鉆管柱摩阻由15～20噸降為6～12噸。其中英平12井在井深3267m起鉆等停4天，通井無掛卡。

4 結語

有機鹽與陽離子鉆井液抑制包被性優于聚磺鉆井液，能有效抑制泥頁巖的水化膨脹、分散，防坍塌、抗污染能力強，固相積累、粘附卡鉆、巖屑床等問題得到了解決；能夠滿足該構造復雜地質條件下長裸眼大斜度井以及水平井鉆井要求，能大幅減少滑動鉆進中“托壓”現象，加快鉆井速度，提速效果明顯。

[1]秦永和.大港油田大位移井鉆井實踐和技術最新進展.石油鉆探技術，2006,34（4）:30-33.

[2]謝彬強，邱正松，黃維安，沈忠厚等.大位移井鉆井液關鍵技術問題[J]．鉆井液與完井液，2012，29(2)：76．82．

[3]呂開河等．“多元協同”鉆井液研究及應用[J]．鉆井液與完井液，2012，29(2)：1—4．

杜蘇(1971－)，男，高級工程師，2009年畢業于西安石油大學石油工程專業，現在從事鉆井液技術研究與管理工作。