玉東7-4-2井鉆井液技術優化及應用

肖金裕，周華安，孫俊，劉毅，陳富全，汪凱

（1.川慶鉆探鉆井液技術服務公司，成都 610056；2.川慶鉆探新疆分公司，新疆庫爾勒841000；3.塔里木油田天然氣事業部，新疆庫爾勒841000）

玉東地區鹽下油氣藏資源豐富，是塔里木油田重要的油氣戰略接替區，但在鉆井過程中，蠕變縮徑阻卡和垮塌卡鉆等復雜事故嚴重制約了鉆井提速。分析該區塊鉆井地質難點[1-4]，通過對玉東7-4-2井鉆井液技術的優化，解決了阻卡和膏鹽層井眼穩定等問題，對加快塔里木油田玉東地區鹽下油氣藏的勘探開發具有重要的指導意義[5-10]。

1 地質特點

玉東地區地層從上而下主要有第四系、新近系（庫車組、康村組、吉迪克組）、古近系（蘇維依組、庫姆格列木群）、白堊系（巴什基奇克組、巴西改組、舒善河組），具有以下重要特點。①上部地層易縮徑。第四系、新近系以砂泥巖為主，地層成巖性差、黏土含量高，易水化膨脹導致井壁縮徑、阻卡嚴重，嚴重影響鉆井提速。②膏鹽層厚，且易蠕變。古近系存在137 m膏鹽巖，膏鹽巖層易發生蠕變縮徑卡鉆和垮塌卡鉆。③存在高壓鹽水。下膏泥巖段存在高壓鹽水層，由于井溫高、壓力大、鹽水礦化度高，對鉆井液容易造成嚴重污染，導致井下復雜。

2 鉆井液優化思路

1）第四系、新近系的鉆井液。將原來強抑制、強包被、強封堵等控制井眼縮徑措施，優化為強抑制、低膨潤土含量、低黏度、低切力及高濾失措施，促進地層自然溶蝕，并利用水力作用強力沖蝕井壁，達到擴大井徑，保持井眼暢通目的。同時進入易塌吉迪克組地層前，引入納米乳液（防塌降濾失劑TYRF-1）+剛性顆粒（超細鈣YX2000目）+柔性顆粒（瀝青類處理劑）復配使用來實現鉆井液的強封堵防塌特性。

2）古近系的鉆井液。在常規欠飽和鹽水體系中引入胺基抑制劑CPI，并保持（0.1%～0.2%）大分子包被劑，增強體系的抑制能力，預防鹽間軟泥巖的膨脹，防止其惡化膏鹽層的蠕變縮徑卡鉆，同時進一步增強體系在復合鹽（NaCl及石膏）及鹽水污染條件下的穩定性。

3 現場鉆井液工藝技術

3.1 一開φ444.5 mm井段（0～2000 m）

基本配方：（4%～5%）膨潤土+（0.1%～0.3%）聚合物降濾失劑Redul+（0.3%～0.4%）大分子（IND30+HDN-1）

重點措施如下：①200 m前以膨潤土漿（濃度為8%～10%）開鉆，保持鉆井液高膨潤土含量，以高黏度、高切力保護井口。②200 m后密切觀察振動篩返出巖屑的情況，等鉆過散砂層，振動篩返出砂樣比較成型后，逐步補充水化好的大分子膠液，降低鉆井液黏度至40 s左右，配合大排量沖刷井壁，進行快速鉆進。③根據滲透量大小，加入（1%～2%）粒徑為0.025～0.015 mm（600～800目）超細碳酸鈣，對滲透性地層進行封堵，改善泥餅質量、減小滲透量。④強化固相控制，100%開啟四級固控設備，勤掏罐。⑤及時短起拉劃井壁。⑥鉆至中途完鉆井深后，大排量充分循環，用稠漿將巖屑清除干凈，保證井眼清潔，下套管順利。

3.2 二開φ311.2 mm井段（2000～3000 m）

基本配方：（2.5%～3.0%）膨潤土+（0.5%～1.0%）聚合物降濾失劑Redul+（0.2%～0.4%）大分子（IND30+HDN-1）+（3%～5%）KCl+（3%～5%）超 細 鈣 YX（2000目 ）+（0.5%～1.0%）NFA-25+（0.5%～1.0%）防塌降濾失劑TYRF-1+重晶石。

重點措施如下。①強化包被抑制能力，維持大分子含量為0.2%～0.4%，KCl為3%～5%，Cl-濃度為15 000～30 000 mg/L。②強化封堵防塌和降低滲漏量，保持（3%～5%）超細鈣和（0.5%～1%）白瀝青NFA-25；改善泥餅質量，防止形成虛厚泥餅，導致阻卡。超細碳酸鈣以1000～2000目的為主，600～800目的為輔。③適當控制濾失量，維持聚合物降濾失劑Redul加量0.5%～1%，保持濾失量在10 mL以內。④保持鉆井液較低的黏度、切力，增加泥漿泵排量及增加潤滑劑加量，防止鉆頭泥包及卡鉆現象，控制泥餅黏附系數小于0.1。⑤強化固控設備的使用，振動篩篩布逐步從140目換成160目、180目、200目。⑥工程上保證每300～500 m進行一次短程起下鉆作業，拉掛井壁，防止井壁形成太厚的泥餅，引起起下鉆阻卡。

3.3 二開φ311.2 mm井段（3000～4500 m）

基本配方：井漿+（0.2%～0.5%）NaOH+（2%～8%）SMP-3+（2%～8%）SPNH+（0.1%～0.2%）大分子聚合物+（5%～10%）KCl+（2%～3%）液體潤滑劑 RH-220+（0.5%～1.0%）TYRF-1+（0.5%～1.0%）PGCS-1+（2%～3%）乳化瀝青SY-A01+重晶石。

重點措施有以下幾方面。①轉化前保證鉆井液清潔，控制鉆井液有較低的膨潤土含量和黏度、切力，轉化時應徹底，一次性加足磺化處理劑。②鉆井液加重時補充潤滑劑RH-220、TYRF-1、乳化瀝青SY-A01、聚合醇PGCS-1，提高封堵潤滑防卡能力。③每天勤加KCl，逐步將Cl-濃度從30 000提高到138 000 mg/L，KCl加量達10%后配合NaCl使用。④強化固控設備使用，保持振動篩篩布200目。⑤井深4000 m后，磺化處理劑的加量靠近高限。

3.4 二開φ311.2 mm井段（4500～4721 m）

基本配方：膨潤土含量為12～20 g/L的基礎漿 +（0.2%～0.5%）NaOH+（0.8%～1%）Redu1+（5%～6%）SMP-3+（5%～6%）SPNH+（2%～3%）SY-A01+（0.2%～0.5%）NFA-25+（0.2%～0.5%）PGCS-1+（7%～10%）KCl+（15%～20%）NaCl+（1%～3%）RH-220+1%防塌降濾失劑TYRF-1+重晶石。

重點措施有以下幾方面。①在膏鹽層鉆進和起下鉆過程中，控制合適的鉆井液密度，既要保證平衡膏鹽層蠕變縮徑及高壓鹽水的壓力，又要避免當量鉆井液密度過高壓漏地層，并根據井下情況及時調整鉆井液密度。②控制Cl-的濃度為120～140 g/L，適當溶蝕膏鹽巖，防止蠕變縮徑阻卡。③用高濃度膠液維護，提高鉆井液抗膏鹽污染能力，同時禁止向鉆井液中直接加入干粉類材料。膠液配方：（0.5%～1%）燒堿+（8%～10%）SMP-1+（8%～10%）SPNH。④多短程起下鉆，多劃眼，防止卡鉆，同時保證鉆井液具備良好的流變性和潤滑性能。⑤加強固控設備的使用，控制鉆井液中無用固相的侵入，以便更好地控制鉆井液的性能。⑥鉆至中途完鉆井深后，把井筒內巖屑循環攜帶干凈，注入防卡鉆井液后起鉆，保證電測及下套管施工順利。循環時必須起鉆至膏鹽層頂部，防止卡鉆。

3.5 三開φ215.9 mm井段（4721～5047 m）

基本配方為：井漿+（0.3%～0.5%）燒堿NaOH+（2%～3%）磺化酚醛樹脂SMP-3+（2%～3%）磺化褐煤SPNH+（2%～3%）磺化瀝青FT-1A+（2%～3%）液體潤滑劑RH-220+2%YX（600目）+2%YX（2000目）+2%油層保護劑TYZ-8。

重點措施如下。①采用補充護膠的膨潤土漿和開啟離心機方法降低鉆井液密度至設計要求。②加足SMP-3、SPNH等抗溫處理劑，保證鉆井液有較強的抗高溫能力和較低的高溫高壓濾失量。

4 應用效果

玉東7-4-2井采用優化后的鉆井液技術取得了較好的效果。

表1 應用井玉東7-4-2井鉆井液性能

1）鉆井液流變性能好。該鉆井液膨潤土含量較低，具有弱凝膠特性，流變性能較好，如表1所示。

2）提速效果顯著。全井井徑規則，地層無縮徑和垮塌現象發生，起下鉆順利，無任何復雜，易塌層段井徑擴大率僅為7.5%。全井平均機械鉆速達7.74 m/h，比鄰井鉆井周期節約20 d以上，井徑數據見表2。應用井與鄰井鉆井周期對比見表3。

表2 應用井玉東7-4-2井井徑數據

表3 應用井玉東7-4-2井與鄰井鉆井周期對比

5 認識及結論

1.玉東地區上部地層易縮徑，下部膏鹽層厚，易發生蠕變縮徑卡鉆和垮塌卡鉆，同時存在高壓鹽水對鉆井液的污染。

2.玉東7-4-2井優化后的鉆井液性能優良，抑制能力和抗膏鹽污染能力強，能夠滿足該復雜地層鉆井要求，解決了阻卡和膏鹽層井眼穩定等問題，易塌層段井徑擴大率僅為7.5%，鉆井周期比鄰井節約20 d以上，提速效果顯著。

3.采用合理的鉆井液密度和控制Cl-含量，可以預防膏鹽層蠕變縮徑。

4.控制鉆井液合適的黏度、切力和保持優質的濾餅質量，并配合及時短起拉劃等工程措施能夠有效預防阻卡問題的發生。