大43區塊大井斜井鉆井液工藝技術

宋彥波 劉全江

摘要：大43區塊油氣資源豐富，開發潛力大，地理位置位于濟陽坳陷沾化凹陷三合村洼陷構造較高部位。為擴大泄油面積，增大油氣采收率，近幾年采用定向井方式開采，設計垂深大約在2300m左右，井斜角超過30度。由于地層具有特殊性，地質條件復雜，對鉆井液性能要求高，通過優選聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系，改進鉆井液配方，保證了現場5口扭方位、大井斜井施工的順利進行，實現了安全優快鉆井。

關鍵詞：大43區塊;井壁穩定;井眼凈化;聚糖潤滑防塌

一、地質工程概況

大43區塊地層為濟陽坳陷沾化凹陷特征地層，從上到下依次為平原組、明化鎮組、館陶組、東營組、沙一段、沙二段、沙三段、沙四段和前第三系。大43區塊采用二開井深結構，井型為定向井。表層采用Φ346.1mm鉆頭封住平原組松散泥砂層，井深在350m左右。表層套管為9.17mm* N80*Φ273.1mm套管;二開采用Φ241.3mm鉆頭，在1000m左右造斜，該地層巖性較為疏松，造斜難度大，鉆進至井深約2300m完鉆，油層套管未下入11.17mm* P110*Φ177.8mm油層套管。

二、 鉆井液技術難點

（1）上部地層壓實性很差，滲透性好，機械鉆速非常快，巖屑產生的量很多，如果巖屑得不到及時清除，則會導致鉆頭重復破碎，延誤鉆井周期;而且在濾失量較大的情況下在破碎的巖石糊在井壁上，造成井徑縮小，形成小井眼，致使鉆具上提下放苦難，起鉆鉆遇阻，嚴重的情況下造成卡鉆。

（2）該區塊二開井段設計較長，并且下部為斜井段，巖屑易于沉降在井底形成巖屑床。如果不及時清除，易造成鉆具起下鉆阻卡。

（3）二開在井深約1000m左右造斜，斜井段較長，施工中鉆具緊貼下井壁運動，緊貼下井壁，上提下放刮拉下井壁，摩阻和扭矩增大，鉆井液潤滑防卡難度大。

三、鉆井液體系

3.1  鉆井液體系配方

通過前期調研國內大井斜井鉆井液體系，分析大43區塊施工井地層巖性和發生多的復雜故障，優選了聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系：

（3.0～5.0）%膨潤土+（0.3～0.5）%聚丙烯酰胺PAM+（0.5～1.5）%銨鹽+（1～1.5）%聚合物降濾失劑+（1.0～1.7）%抗溫抗鹽潤滑防塌降濾失劑+（3.0～5.0）% MEG鉆井液+（2.0～4.0）%超細碳酸鈣+（2.0～4.0）%全油基潤滑劑

3.2 ?鉆井液體系作用機理

針對聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系，分析了其作用機理：

（1）半透膜效應。作為高分子的單體衍生物的甲基葡萄糖苷是聚糖類，是一種表面活性物質，其極性較弱，具有一個甲氧基（親油）和四個羥基（親水）。親水羥基吸附在鉆屑表面或井壁巖石表面，而朝外的是親油基團，形成了一種類似油包水吸附憎水膜，將地層地層中的水和泥漿中的水分隔開。可以有效的抑制頁巖的分散作用和水化膨脹，保證井壁穩定，不易垮塌。

（2）封堵防漏作用。甲基葡萄糖苷中含有膠狀懸浮物，這些懸浮膠狀物可以在漏層空閑間進行搭橋，是一種很好的橋堵劑，能很好地封堵的層空隙和裂縫。也很好的起到保護儲層的作用。

（3）去水化作用。4個親水的吸水性很強，可以形成牢固的氫鍵。因此，當該體系鉆井液進入到地層的時候，可以吸附巖石上的水物質，達到使地層巖石發生去水化作用。

（4）滲透作用。在鉆井施工過程中，鉆井液與地層的壓差和兩者之間水的活度不同，導致鉆井液中的水滲透進入地層，地層巖石吸水后造成井壁失穩。該鉆井液體系通過提高鉆井液的黏度，降低鉆井液濾失量，可有效控制地層巖石的水化;同時也起到了減少壓差的作用，降低濾失量，提高頁巖的穩定性。

四、現場鉆井液維護處理工藝

4.1 ?一開鉆井液維護處理工藝

（1）為保證一開順利，確保下套管順利，一開采用膨潤土漿小循環開鉆，保證井徑擴大率，施工過程中，不斷的補充鉆井用水，確保鉆井液體積。鉆進中保持漏斗黏度30～40s，工程上保證大排量來滿足攜帶巖屑的需要。

（2）表層完鉆后，要大幅度活動鉆具，充分循環鉆井液，確保井底巖屑清理干凈，避免出現大肚子井眼，根據返砂情況，配制高難度（漏斗黏度為60s）的封井漿30 m3進行封井，確保下套管和固井順利施工。

4.2 ?二開鉆井液維護處理工藝

（1）二開前保證充足的水源，在鉆鋌出套管前采用大循環方式鉆進，當鉆鋌出套管后改為雙路循環，通過地層的粘度逐漸造漿，防止沖刷套管鞋以下疏松地層形成大肚子井眼，造成水泥環垮塌。

（2）在東營組底部，改為小循環工藝，逐步加入1%銨鹽，增加鉆井液粘度，降低鉆井液的濾失量。小循環后，聚合物膠液的濃度降為0.2%，以有效控制地層造漿。

（3）到達造斜點前，為防止泥頁巖水化膨脹垮塌逐漸加入抗鹽抗鈣降濾失劑和聚合物降濾失劑，通過該兩種藥品，將鉆井液體系的中壓濾失量控制在5.0mL以內，降低鉆井液濾失量。造斜前，向鉆井液體系中加入2%全油基潤滑劑，保持鉆井液體系的潤滑性，保證定向順暢。

（4）進入沙河街組前，加入2.5%甲基葡萄糖苷，增加鉆井液體系的封堵防塌能力;同時逐步加入1.6%超細碳酸鈣，通過超細碳酸鈣，起到封堵微裂縫、地層孔隙、地層層理的作用，阻止鉆井液濾液滲透進入地層，避免地層吸水膨脹、垮塌，保持井壁穩定。

（5）在定向時候后，始終保持四級固控設備高效運轉，振動篩、除泥器和除砂器運轉率保持100%，通過測量鉆井液粘度，合理使用離心機，嚴格控制鉆井液中的低密度固相含量和劣質固相含量，始終保持鉆井液具有良好的流變性能。

（6）鉆進過程中，為保證鉆井液的性能，要注意觀察井口返出鉆井液情況、振動篩上的巖屑返出、巖屑形狀的變化、地層巖性的變化，及時測量鉆井液全套性能，針對不同的巖性和鉆井液性能的變化，隨時補充藥品，調節鉆井液性能，確保鉆井液具備良好的粘度和較低的濾失量，提高鉆井液的懸浮、攜帶巖屑能力。

（7）完鉆后，大幅度活動鉆具，鉆井液循環應在2個循環周以上，做到充分循環，配制漏斗黏度為70s的稠漿塞攜帶井底的巖屑，確保井眼干凈。通過振動篩觀察巖屑的返出情況，當巖屑循環干凈后，配制漏斗黏度為65s的稠漿封井，以保持電測一趟到底和套管施工順利。

結論和建議

聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系抑制性能優良，能夠有效的抑制了大43區塊上部地層易水化泥頁巖和沙河街組泥頁巖的膨脹問題，表面了井壁垮塌，施工的5口井井壁穩定，地層無垮塌，起下鉆無遇阻顯示。聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系具有良好封堵性。通過采用聚糖潤滑封堵防塌鉆井液體系，能夠有效的封堵沙河街組的微裂縫、層理和孔隙。及施工中井壁穩定，偶爾返出掉塊，但是摩阻和扭矩低，無復雜情況發生。

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