柯建興 柏富友 王崇剛 張旻

摘 要：吐哈油田神泉8區塊第三系存在大段鹽膏層，縮徑及鹽溶易形成不規則井眼，泥巖易水化分散，造漿能力強，因鉆井液抑制性不足導致復雜事故多發。為此開展室內研究，分析巖石理化性能，明確復雜事故機理，并優選出有機鹽鉆井液，并有效抑制鹽膏溶解。現場應用中大幅降低了復雜事故。

關鍵詞：造漿;抑制性;復雜事故;有機鹽

1 前期施工情況分析

神泉8區塊近年完成的11口井中有6口井發生復雜事故，損失率高達12.81%，損失時間1256.67h。前期使用聚合物、聚磺鉆井液完成7口井，4口井發生復雜事故，損失率高達16.68%;2015年后使用陽離子鉆井液完成4口井，取得了一定效果，但仍有2口井發生事故，損失率達5.44%。

2 復雜事故機理

2.1 遇阻、卡機理

①粘土礦物以伊蒙混層為主，由于間層中蒙皂石的水化膨脹，其膨脹壓力主要向最薄弱的井壁釋放，將井壁泥巖推向井眼，造成縮徑;②地層中含大量石膏，易水化膨脹縮徑;③地層水化分散性強，分散的鉆屑在鉆井液中不斷積累，致使鉆井液的坂含、固相及粘度增大，易形成虛厚泥餅導致阻卡。

2.2 井壁失穩機理

①地層坍塌壓力高，J2s組最高達1.35g/cm3，施工中未能及時提高鉆井液密度，地層鉆開后井壁失去支撐，導致井壁失穩;②鹽膏層段鹽溶引發地層剝蝕掉塊，形成不規則井眼;③粘土礦物中蒙皂石和伊利石在膨脹能力上的差異，在鉆井液濾液進入泥巖后產生不同的膨脹壓力，使泥巖產生裂縫，從而導致泥巖的剝落掉塊。

2.3 優選主處理劑加量

2.3.1 抑制劑加量確定

實驗結果表明：隨IND30濃度提高，神泉8區塊不同地層巖屑回收率均逐步增大，加量達到0.3%時抑制性已較好，超過0.4%后抑制性提高幅度不明顯，最佳加量確定為0.3-0.4%。

2.3.2 降濾失劑確定

Redu1降濾失效果最好，最佳加量確定為1-1.5%。

2.3.3 有機鹽加量確定

有機鹽Weigh2隨著加量的增加，抑制鹽溶解能力增強，加量為20-60%時升高幅度較小，從經濟的角度考慮，確定有機鹽加量為10-15%。

2.3.4 封堵劑加量確定

隨著封堵劑加量的增加，砂床浸入深度減少，2%加量時即有較好的封堵效果，超過3%后變化不明顯，選擇最佳加量為2-3%。

2.3.5 增粘劑確定

在基漿中分別加入0.2%的增粘劑XC、HV-PAC、HV-CMC測其常規性能。相同條件下XC提粘效果最佳。

2.3.6 體系配方確定

根據主處理劑優選結果，結合鉆井液常用處理劑加量，最終確定體系基礎配方：

清水+4%土粉+0.3-0.4%IND30+1-1.5%Redu1+2-3%NFA-25+2-3%PGCS-1+2-3%QCX-2+10-15%Weigh2+ 0.2%XC+0.1%NaOH。

3 現場應用情況

3.1 鉆井液轉化

①使用一開坂土漿鉆水泥塞及上部礫石層，期間根據地面泥漿量情況放掉部分水泥污染井漿，配合純堿除鈣;②鉆至泥巖（約650m），均勻混入30-50m3（0.3%IND30+1 -1.5%Redul+10%Weigh2）膠液，調整鉆井液性能，控制粘度40-50s，濾失量10-8mL，坂含<50g/l，固相含量<7%。

3.2 鉆井液維護要點

①以0.3-0.4%IND-30+1-1.5%Redul復配膠液正常維護，提高抑制性、控制失水，配合使用黃原膠維持粘度在（45-55s），保持動切力不低于6Pa，以減少對井壁的沖刷，避免井徑擴大;②鹽膏段嚴格控制失水，分別在500、1000、1500m加入10噸有機鹽，抑制鹽溶;③定向前100m加入1-1.5%PGCS-1，逐步提高含量至2-3%;④J2q及以下地層，加入2-3%NFA-25、2-3%QCX-2強化造壁防塌;⑤井深1000m后逐步提高鉆井液密度，平衡地層坍塌壓力。密度控制范圍分別為：井深1500-1800-2000-2300m，對應密度1.20-1.23-1.25-1.30g/cm3。

4 應用效果

①降低了復雜事故，復雜事故損失率0，降低12.81個百分點;縮短鉆井周期，同比應用前減少17.25天，減少幅度46.42%;②鉆井液抑制性強、性能穩定，有效控制了坂含、固相，同比應用前降低20-30%;③有效抑制了鹽溶，完成井平均最大Cl-含量2.48萬g/l，同比應用前降低1.09萬g/l，降低了30.4%;未發生坍塌劃眼現象，井徑規則，平均井徑擴大率同比降低7.22個百分點。

5 認識和結論

①有機鹽鉆井液不但具有較強的抑制粘土礦物水化分散、膨脹及抑制鹽膏溶解作用，而且具有良好的流變性，減少了井下復雜與事故;②有機鹽鉆井液抑制性強，可有效解決吐哈油田造漿嚴重井段坂含、固相難控制問題，且具有很強的抑制鹽膏溶解能力，適合在吐哈西部鹽膏層發育及易水化分散區塊推廣應用。

參考文獻：

[1]徐同臺等.鉆井工程井壁穩定新技術[M].北京：石油工業出版社，1999.

[2]徐同臺.油氣田地層特性與鉆井液技術[M].北京：石油工業出版社，1998.

[3]鄢捷年等.鉆井液工藝學[M].東營：石油大學出版社，2001.