高密度油基鉆井液完井工藝技術應用

劉普民（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南 濮陽 457001）

高密度油基鉆井液完井工藝技術應用

劉普民（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南 濮陽 457001）

密度超過1.85g/cm3的高密度油基鉆井液完井作業面臨井壁和套管難以清洗、套管下入活塞效應明顯、套管居中難度高和驅替效率低等技術難點。引進應用清除油膜技術、高效纖維前置液封堵技術、高強韌防氣竄水泥漿體系等完井技術，通過現場八口水平井的實踐，形成高密度油基鉆井液完井工藝技術，效果良好，固井質量全部合格。

高密度；油基鉆井液；清除油膜；高效纖維前置液；完井作業

油基鉆井液體系以其優良的性能特點廣泛應用于川西與川東鉆井液密度超過1.85g/cm3的頁巖氣水平井上。高密度油基鉆井液的完井作業是一大難點。沖洗液的調配、水平段的驅替效率，以及水泥環良好膠結，成為保證頁巖氣水平井固井質量的關鍵。通過分析高密度油基鉆井液完井技術難點，優化沖洗液、前置液與頂替液，優選水泥漿體系，完善完井工藝措施，現場取得良好效果。

1 高密度油基鉆井液完井作業技術難點

（1）井壁和套管難以清洗。油基鉆井液與水泥漿相容性差，若油基鉆井液不能被有效驅替，井壁和套管壁不能形成水潤濕表面，將直接影響水泥環的一二界面膠結。

（2）套管難以居中，驅替效率低。水平段長，套管受重力作用極易靠近下井壁，導致套管偏心。鉆屑和油基鉆井液中固相顆粒的沉淀與堆積使得驅替困難，容易發生水泥漿竄槽、污染等風險。

（3）高密度鉆井液粘切高，套管下入時活塞效應明顯。由于井深、環空間隙小，施工壓力高，排量受限，水泥漿與鉆井液密度差小，驅替效率低，

2 高密度油基鉆井液完井作業技術措施

（1）清除油膜技術。優選沖洗液，配方：水+3%隔離懸浮劑+25%復合表面活性劑+15%調節劑。該沖洗液具有較低的密度和接近牛頓流體的黏度，對井壁上的疏松泥餅有一定的浸透能力，可有效沖刷黏在井壁和套管壁上的油基鉆井液和疏松泥餅。

（2）井眼準備及下套管技術措施

①下套管前采用雙扶正器鉆具結構模擬通井，確保井下無阻卡，合理排量循環洗井，調整好鉆井液性能，保證井眼暢通，井壁穩定。

②設計專門灌漿裝置，邊下邊灌，減少套管在裸眼段的靜止時間，解決高密度鉆井液厚濾餅易粘卡套管問題。

③水平段采用雙弓彈性扶正器和樹脂旋流扶正器，實現套管居中度大于67%，有助于套管扶正，形成的紊流態有利于循環出不規則井眼內的鉆井液。

（3）高效纖維前置液封堵技術。由緩凝劑、驅油劑、消泡劑、有機封堵纖維等劑組成的高密度驅油前置液，具有驅油效果好，懸浮穩定性強，與高密度油基鉆井液、水泥漿相容性好的特點。

（4）優選水泥漿體系。針對高密度油基鉆井液特性，優選出一種高強韌防氣竄水泥漿體系，其中，水泥漿具有可提高頂替效率的高動切力，應用有機封堵纖維來提高水泥漿封堵效果，起到防漏堵漏效果，加入防氣竄劑來改善水泥石的力學性能，提高界面膠結質量。

（5）平衡注水泥工藝技術。注水泥時，井底有效壓力必須壓住地層流體而不壓漏薄弱地層，其基本原則是：地層孔隙壓力＜鉆井液液柱壓力+前置液液柱壓力+水泥漿液柱壓力+地層破裂壓力＜環空流動壓耗。通過計算，將注水泥環空返速和固井液流變特性控制設計范圍之內，即可實現平衡注水泥。

3 現場實踐

高密度油基鉆井液完井工藝技術應用于川西高廟子構造的三口水平井和川東焦石壩構造的五口水平井上，最高密度2.20 g/cm3，平均井深4630米，各井固井質量全部合格。

焦頁81-6HF井是一口三維定向水平井，完鉆井深5066.69m，水平段長1793.79m，井斜93.8°，方位221.00°，油基鉆井液密度1.85 g/cm3。

完井作業關鍵技術措施：

①做地層承壓實驗。下套管前采用單雙扶正器反復通井，并加入適量隨鉆堵漏劑防漏。下套管時，安裝剛性扶正器及樹脂扶正器。

②套管下入后，單凡爾小排量開泵緩慢提至正常排量28L/ s，篩出堵漏劑。

③注水泥漿前，注入密度0.95 g/cm3的沖洗液4m3，密度1.88 g/cm3的沖刷液45 m3，實現30min紊流沖洗時間，加入有機封堵纖維防漏。

④領漿采用1.90g/cm3彈韌性防氣竄水泥漿體系，尾漿采用1.90g/cm3膠粒防氣竄水泥漿體系。密度1.50g/cm3水基鉆井液50m3作為頂替液。替漿后期壓力22Mpa，碰壓至30Mpa。固井后井口加回壓7Mpa關環空憋壓侯凝。

4 幾點認識

①高密度油基鉆井液對完井作業是一大難點。沖洗液、隔離液、頂替液的優選、水平段的驅替效率，以及水泥環良好膠結，是保證頁巖氣水平井固井質量的關鍵。

②高效纖維前置液封堵技術具有良好的驅油效果，有推廣價值。

③高密度水平井的完井作業時，井眼準備工藝和下套管工藝技術的精細實施是確保固井質量的必要條件。

[1]閆聯國周玉倉.彭頁HF-1頁巖氣井水平段固井技術[J]石油鉆探技術2012,40(4).

[2]艾軍張金成.臧艷彬等.涪陵頁巖氣田鉆井關鍵技術[J]石油鉆探技術2014,42(5).

劉普民，2011年畢業于中國石油大學（東營）石油工程專業，現任中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司川西項目部平臺副經理。