油田復雜壓力梯度井隨鉆測壓鉆井液技術的研究

陳教淼 張立權 彭天軍 敬毅(中海油田服務股份有限公司油田化學事業部， 廣東 湛江 524057)

油田管理

油田復雜壓力梯度井隨鉆測壓鉆井液技術的研究

陳教淼 張立權 彭天軍 敬毅(中海油田服務股份有限公司油田化學事業部， 廣東 湛江 524057)

潿洲12-1油田位于中國南海北部灣盆地，開采周期時間長，地層壓力系統復雜。WZ12-1-A3S1井鉆前預測可能鉆遇9套以上儲層且各層確切孔隙壓力系數不完善，預計儲層最低孔隙壓力系數僅0.55、最高孔隙壓力系數達1.11，復雜壓力梯度儲層鉆完井作業將面臨井漏、井控和壓差卡鉆等諸多嚴峻風險。為獲取各套儲層實際壓力數據，通過對油基泥漿體系的優化升級，成功解決了以上難題。該井成功隨鉆測壓21個點，成功率100%，為南海西部海域進行隨鉆測壓作業首獲100%成功率。

北部灣盆地;油基泥漿;復雜壓力梯度;隨鉆測壓;超細碳酸鈣

經湛江分公司研究，WZ12-1油田擬在將原注氣井A2井改為采油井的基礎上，部署A3S1井通過天然氣人工運移技術實現潿三段氣頂氣自流至潿二段進行能量補充，同時代替A2井在潿四段實現分層注氣，達到潿洲12-1油田中塊三井區綜合調整目的。

因此，該井鉆完井工藝需要實現上部多層間自流注氣和下部多層分層注氣開發要求，一口井實現2口井的開發功能；同時，該井鉆前預測可能鉆遇9套以上儲層且各層確切孔隙壓力系數不完善，預計儲層最低孔隙壓力系數僅0.55、最高孔隙壓力系數達1.11，復雜壓力梯度儲層鉆完井作業將面臨井漏、井控和壓差卡鉆等諸多嚴峻風險。嚴峻的風險對北部灣油基泥漿技術提出了更高的要求，為此油化湛江作業公司鉆完井液業務部對先有的油基泥漿優化升級，在井壁穩定、井眼防漏、防壓差卡鉆等方面進行專項研究，成功解決了該難題，是南海西部復雜壓力梯度井隨鉆測壓的一個成功案例，對后續開發類似井具有重要的借鑒意義。

1 技術難點

(1)井壁穩定—潿二段存在大套的灰色、褐灰色泥巖，軌跡緊貼斷層，易發生井壁失穩，隨鉆測壓風險高。

(2)地層防漏、防壓差卡鉆—存在復雜壓力梯度，預計儲層最低孔隙壓力系數僅0.55、最高孔隙壓力系數達1.11，高比重的泥漿極有可能在鉆完井期間發生井漏和壓差卡鉆。

2 室內研究

2.1 油基泥漿井壁穩定能力的研究

為了達到獲取儲層資料的目的，首先要做到井壁穩定。油基泥漿抑制性強，能穩定泥巖和頁巖類地層，防止垮塌[1]。針對潿洲12-1潿二段有大套灰色泥巖，微裂縫發育，且軌跡緊貼大斷層，井壁穩定風險嚴峻，必須對傳統油基泥漿的封堵能力進一步提升。該套鉆井液技術日趨成熟，有較好的應用前景[2]。

室內通過調整PF-MOLSF和PF-MORLF的加量，提高封堵能力。進過一系列的配比試驗，優選出的油基泥漿配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT+

1.5%1740+3.0%PF-MOALK+10.0%PF-MOLSF

+5.0%PF-MORLF+飽和CaCl2鹽水

(油水比調整至95:5)+優質重晶石(比重加到1.40sg)

優化后的泥漿性能如下：

表1 優化后油基泥漿性能

掉塊浸泡試驗如下：

2.2 油基泥漿承壓能力的研究

油基鉆井液，儲層傷害輕[3]，為了達到防漏和獲取儲層資料的目的，必須對優化后油基泥漿的承壓能力進一步提升。室內通過加入不同目數比例的超細碳酸鈣PF-QWY的方法，提高承壓能力。經過不同目數比例的搭配，最終承壓能力達到26MPa，達到了鉆完井和隨鉆測壓的要求。優選出的配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT

+1.5%1740+3.0%PF-MOALK+ +10.0%PF-MOLSF

+5.0% PF-MORLF+飽和CaCl2鹽水(油水比調整至95:5)+3.0%PF-QWY(400目：800目=1:3)+優質重晶石(比重加到1.40sg)

3 現場應用3.1 維護要點

(1)井壁穩定。井壁失穩是鉆井工程中常遇到的井下復雜情況之一，嚴重影響地質資料的錄取、質量和成本[4]。根據室內配方，在碼頭配制開鉆泥漿，到現場后，再進行調整封堵材料加量，達到室內試驗的加量。鉆進過程中，持續維護消耗量。比重選擇方面，根據鉆參和返出情況，完鉆比重逐漸提高至1.44。維護破乳電壓穩中有升，氯化鈣重量含量百分比在25-30%之間。

(2)地層防漏。根據室內配方，在開鉆泥漿中目數比例加入PF-QWY(400目：800目=1:3)，提高承壓能力，鉆進過程中持續維護消耗。

(3)隨鉆測壓期間。隨鉆測壓期間保持開泵，靜止時間不超過15分鐘，及時活動鉆具，防止壓差卡鉆。

3.1 隨鉆測壓結果

該口井在潿洲組地層鉆遇24套儲層累計厚度達330余米，對主要儲層21個點進行隨鉆測壓作業，測得儲層孔隙壓力系數0.75、0.84、0.87、0.94、0.98和1.02等均有分布。在此次鉆井作業采用鉆井液密度1.44g/cm3，最大循環當量密度1.68g/cm3，最高鉆井壓差高達25MPa，整個隨鉆測壓作業順利，隨鉆測壓質量顯示優良，泵抽僅10s壓力即恢復，儲層保護效果優異。

砂床試驗

油基泥漿承壓能力試驗

4 結語

(1)優化封堵材料加量后的油基泥漿對潿洲12-1油田易垮地層具有很好的封堵能力，滿足作業井壁穩定的需要。

(2)油基泥漿中通過加入不同目數不同比例超細碳酸鈣，改善泥餅質量，防壓差卡鉆，提高地層承壓能力顯著，效果較好，隨鉆測壓收獲率100%。

(3)隨鉆測壓作業順利完成的同時，該套泥漿體系儲保效果優異。

[1]《海洋鉆井手冊》編委會.海洋鉆井手冊[M].北京：石油工業出版社，2009.

[2]張克勤，陳樂亮.鉆井技術手冊(二)鉆井液[M].北京：石油工業出版社，1988.

[3]Bern P A,Zamora M,Slater K S,Hearn P J.The Influence of Drilling Variables on Barite Sag,SPE 36 670,1996.

[4]鄢捷年.鉆井液工藝學[M].山東：石油工業出版社，2001.

陳教淼(1985- )，女，2008年畢業于茂名學院化學工程與工藝，學士，助理工程師，現在從事鉆井液室內研究工作。