高性能水基鉆井液在WX-P1井的應用

謝盛濤

(中石化中原油田分公司物資供應處，河南 濮陽 457001)

WX-P1井是位于東濮凹陷中央隆起帶文留構造的一口開發水平井。目的層位為沙三上4。設計井深4407m/垂深3340 m，實際完鉆井深3934 m/垂深3295 m，實際最大井斜度89.1°/3603m。預計地層壓力系數1.20～1.30左右，實測地層溫度90～120℃。設計鉆井液密度為1.30～1.45 g/cm3，實際完井階段鉆井液密度為1.72 g/cm3。

1 工程地質概況

1.1 地質巖性與儲層特征

WX-P1三開井段鉆遇沙二下和沙三上地層，2850～3170m層位為沙二下，主要巖性為紫紅色泥巖和淺灰色粉砂巖；3170～3934 m層位為沙三上，主要巖性為灰色泥巖和淺灰色粉砂巖。目的層孔隙度為14%～16%，滲透率為2～4 mD。

1.2 工程概況

WX-P1井地面-2850 m技術套管直徑244.5 mm，三開井段鉆頭直徑為215.9 mm，進尺1084 m，其中造斜段為582 m，水平段為502 m。排量25～28 L/s左右，鉆壓為30～50kN，泵壓為15～18 MPa，電測和下套管一次成功。

2 鉆井液技術難點解析

2.1 井眼清潔

WX-P1井采用三開井深結構，三開實鉆裸眼井段1084 m，完鉆井斜87.7°，最大井斜為89.1°。鉆井液必須滿足上部環空和裸眼段的懸浮帶砂和水平段的沖刷帶砂。采用低粘高切型鉆井液，一方面盡可能降低循環壓耗，另一方面保持良好的攜砂和懸浮能力。當有掉塊發生的時，可適當提高鉆井液的粘度并配合一定體積的稠塞鉆井液有利于掉塊的返出，保持井眼清潔，滿足鉆井工程的需要。

2.2 潤滑防卡

較高濃度的WJ具有較好的潤滑效果，隨著鉆入裸眼段的加長，摩阻逐漸升高，應及時補充WJ、聚合醇、石墨粉和水化瀝青粉SFT等，均可有效降低鉆井液的摩阻。實鉆過程起下鉆和拉井壁平均摩阻為12～14 t，通井可帶出較多的掉塊和減少巖屑床，降低鉆井液的摩阻，電測完通井摩阻24～30t，下套管摩阻為12～15 t。

2.3 鉆遇泥巖出現掉塊

沙二下(2850～3432 m)紫紅色泥巖含量約為70%，沙三上(3498～3596 m)為整段灰色泥巖，其他井段含有小段的泥巖。需要鉆井液具有合適的鉆井液密度和良好的抑制和封堵能力來防止泥頁巖的坍塌掉塊。調整合理的鉆井液密度為1.49～1.72 g/cm3，按消耗量及時補充WJ、氯化鉀和SFT等，保持鉆完井過程的井壁穩定，井眼暢通，未出現阻卡現象。

3 高性能水基鉆井液現場應用

3.1 鉆井液的配制

鉆井液現場配方為：(10%～15%)WJ+(0.3%～0.5%)降濾失劑LVT+(0.8%～1.0%)流型調節劑HVT+(3%～4%)封堵劑ZLT+(2%～3%)聚合醇+(0.4%～0.6%)NaOH +25%無機鹽+重晶石。

3.2 鉆井液的維護

通過補充流型調節劑HVT提高鉆井液粘切，補充含有WJ和降濾失劑LVT的稀膠液可降低鉆井液的粘切；適當補充降濾失劑LVT可降低API濾失量，補充封堵劑ZLT可維持鉆井液封堵能力，同時可控制API和HTHP濾失量；鉆進過程中維持WJ的含量和K+離子含量可有效抑制泥頁巖的水化剝落，完井作

業前使用膏狀瀝青等處理好鉆井液，提高鉆井液的抑制和封堵能力；鉆進過程中維持WJ的含量可保持鉆井液良好的潤滑性，隨著鉆入水平段裸眼段的加長，適當補充聚合醇亦可有效降低鉆井液的摩阻。

4 效果評價

WX-P1三開段分段鉆井液性能如表1所示。

表1 WX-P1井水平段鉆井液性能

注：HTHP測試溫度為130℃。

4.1 井眼清潔效果

高性能水基鉆井液為低粘高切型優質鉆井液，有利于保證較高的鉆井速度和良好的攜巖帶砂效果。有效地控制了固相含量，水平段低密度固相含量為5.6%～9.0%，保持了井眼清潔，降低了鉆井液的水平段小井眼循環壓耗。

4.2 潤滑防卡效果

維持WJ的含量在10%～15%，并配合一定量的聚合醇，相互增效，鉆井液仍保持了良好的潤滑性，后期補充少量石墨粉彌補進入長裸眼水平段帶來的摩阻升高，實鉆過程起下鉆和拉井壁平均摩阻為12～14 t。

4.3 抑制性和井壁穩定

該井三開返出的巖屑棱角清楚，代表性強，因部分使用回收鉆井液，膨潤土含量保持在14.3～28.6 g/L，鉆井過程及時調整鉆井液密度，并適當補充瀝青粉，井壁通暢，較好地穩定了井壁。

5 認識及建議

(1)高性能水基鉆井液在攜巖帶砂能力、潤滑能力、濾失造壁性等方面較好，抗溫穩定性較高，滿足長水平段鉆井的需要。

(2)該鉆井液強抑制性解決了鉆屑水化分散污染鉆井液的問題，有效控制了固相含量，降低了鉆井液的水平段循環壓耗；同時抑制了地層水敏性礦物的水化膨脹，降低了液相損害。

參考文獻

[1]丁彤偉,鄢捷年.新型MEG鉆井液體系的研究[J].石油天然氣學報,2005,27(6):750-752.

[2]趙 虎,甄劍武,王中華,等.烷基糖苷無土相鉆井液在衛383-FP1井的應用[J].石油化工應用,2012,31(8):6-9.