長嶺區塊鉆井液施工井下復雜分析

孫明杰，楊興福，姜泉(中石化華東石油工程有限公司六普鉆井分公司鉆井液公司， 江蘇 鎮江 212000)

1 技術難點分析

1.1 登樓庫組及以上地層的井壁不穩定

根據已施工井的鉆進過程和電測井徑數據分析，東北工區登錄庫組及以上地層井壁不穩定。青山口和泉頭組泥巖地層在施工過程中易隨鉆掉塊和垮塌，鉆進中易導致遇阻卡或卡鉆，青山口及以上地層棕色，深灰色泥巖，泥質砂巖互層，水敏性強，鉆進過程中易水化分散，導致鉆井液流變性能不易控制，地層易縮徑或鉆頭易泥包。通過已鉆井電測數據分析，泉頭組及登婁庫組地層井徑擴大率部分井段最大超過25%。如下列圖1 至圖2 所示，東深2 井在泉頭組地層最大井徑擴大率達到12%。

根據東深2 井2 500 m 至3 200 m 為泉頭組地層，從電測井徑數據分析，泉頭組地層2 650 m 至3 150 m 地層井徑平均擴大率17%。本井在施工過程中均存在隨鉆掉塊的現象，因本井為探井，對鉆井液密度控制較嚴格，無法從根本上通過提高鉆井液密度來穩定井壁[1]。

1.2 技套下入易遇阻，易失返

在施工的幾口井中有2 口井出現了在下技套過程中出現套管下不到底，或套管在下入過程中出現了井口不返漿的情況。東深2 井下技套不返漿導致起技套一次，腰登11HF 井在下技術套管時遇阻拔套管通井。

(1)復雜過程

圖1 東深2井二開井徑圖(泉頭組)

圖2 東深2井鉆進過程中泉頭組地層的垮塌物

東深2 井施工二開井深3206m，因在中完作業期間青山口組地層存在垮塌情況，在下技術套管前漿鉆井液密度上提至1.30 g/cm3。在下技套前通井鉆井液性能為：比重1.30 g/cm3、粘度68 s、黏度22 mPa.s，動切力9 Pa，初終切4.5 Pa/22 Pa、失水3.8 mL，起鉆前封閉易垮塌井段2 580～1 900 m，加入藥劑0.5TKFT-2、50kgHV-CMC。本井下套管至1100m，井口不返漿，接循環頭頂通循環10 min，排量50 沖，漏速13m3/h，井口一直未返漿，后活動套管，繼續循環，仍未返漿，由于未下套管裸眼段過長，現場討論拔套管。

1.3 地層易發生漏失

東北長嶺區塊和腰英臺區塊營城組微裂縫發育，易發生漏失。在長嶺縣長嶺區塊施工的北213-11HF 等井三開營城組持續性漏失，腰英臺區塊施工的腰平井均發生過漏失。

2 技術對策

2.1 井壁穩定施工對策

東北工區登婁庫以上地層的井壁不穩定施工難題，應該對不同的地層采取不同的技術措施。

2.1.1 泉頭組、青山口、姚家組及嫩江組地層預防縮徑和井壁垮塌

針對東北地區泉頭組及以上地層鉆進鉆時快，泥巖水敏性強，鉆進過程中，易分散造漿，鉆井液粘度不易控制，鉆井液固相易升高，地層縮徑，地層易垮塌，鉆頭易泥包，起下鉆易遇阻卡等井下復雜故障易發生。在鉆進施工過程中應提高鉆井液性能，降低井下復雜。

⑴ 對水敏性強的泥巖地層，在施工過程中應該提高鉆井液的抑制性能，在鉆井液維護過程中，應該以提高鉆井液的抑制防塌性為主。如加入強抑制性和包被的大分子聚合物，配合小分子的銨鹽，有機胺等聚合物抑制地層造漿，控制鉆井液流變性能。

⑵ 控制鉆井液的慮失量。控制降低的鉆井液慮失量能夠減弱地層的膨脹，防止地層縮徑和垮塌。在施工過程中，選擇瀝青類防塌材料，提高鉆井液的封堵性能，同時配合使用超細碳酸鈣改善鉆井液泥餅形成的質量，控制降低的鉆井液失水。

⑶使用好四級固控，控制好鉆井液的固相含量。泉頭組以上地層鉆時快，單位時間內產生的鉆屑量大，井眼中單位體積內的鉆井液鉆屑含量高，要利用地面四級固控提高鉆屑的一次清除效率。避免鉆屑二次進入井眼，在鉆井液中充分水化分散，導致鉆井液固相含量高，搬土含量高，易導致鉆井液流變性不易控制，鉆井液失水升高，影響井下安全。

⑷工程上要提高短期下頻次，充分修正井眼。因泉頭組及以上地層泥巖水敏性強，地層易縮徑，同時在該井段施工，鉆時快，井眼內鉆井液鉆屑量大，易在井壁上吸附，形成虛厚泥餅。

⑸合理的控制好鉆井液密度。在泉頭組及以上部分易垮塌井段，要根據設計和施工時井壁的穩定情況，合理的控制好鉆井液密度，穩定井壁。

2.1.2 登婁庫組地層井壁垮塌

登婁庫組地層為硬脆性泥巖地層，在施工過程中，主要存在井壁隨鉆掉塊和垮塌，易引起掉塊卡鉆和劃眼。對于硬脆性泥巖地層的井壁穩定，其鉆井液維護處理的技術措施有如下三點：

⑴ 在鉆井液維護過程中，控制好鉆井液失水。特別是控制好高溫慮失量，延長硬脆性泥巖的坍塌周期。在施工過程中，加大封堵抑制性瀝青類防塌劑的量，提高對地層的封堵能力，減少壓力傳遞，加入抗高溫類的樹脂，褐煤類降慮失劑。

⑵硬脆性泥巖地層對鉆井液密度敏感。在鉆進過程中，鉆頭破碎巖屑，導致地層應力釋放，易產生隨鉆的掉塊，施工中應根據井下情況，及時提高鉆井液密度，穩定地層，減少井壁垮塌[2]。

⑶登婁庫地層鉆進出現隨鉆掉塊時，應該調整鉆井液流變性能，提高鉆井液動塑比和鉆井液靜切力，提高鉆井液攜帶和懸浮鉆屑的能力，防止因隨鉆垮塌掉塊卡鉆。

2.2 技術套管下入前井眼準備技術措施

為保障井眼暢通，確保技術套管下入的順利，在通井起鉆前要充分循環調整鉆井液性能，凈化井眼。在泉頭組及以上地層，泥巖水敏性強，易縮徑，同時如在施工過程中短起下頻次低，固控使用效率不高，井眼形成的虛泥餅厚，將直接影響技術套管的下入。

⑴ 充分做好下套管前通井的井眼準備工作。通井起下鉆要暢通，有遇阻卡情況要采取劃眼措施，暢通井眼。

⑵起鉆前要充分循環，確保井眼充分凈化。通井或劃眼過程中易產生大量的鉆屑和虛泥餅，下鉆到底后要充分大排量循環，利用地面固控設備及時清除巖屑，確保鉆井液干凈。

⑶要確保好的鉆井液流變性能。在起鉆前，要充分調整鉆井液流變性，如鉆井液搬含高，固相含量高，易導致鉆井液靜切力大，觸變性差，鉆井液靜置時間長后，開泵時泵壓高，易引起漏失。可采取配制聚合物膠液稀釋鉆井液降低固含和搬含，同時配加降粘劑調整鉆井液的靜切力。

3 結語

⑴對于東北工區部分區塊地層鉆井施工遇到的復雜情況，應該根據地層的不同情況采取針對性的技術措施。泉頭組及以上地層的泥巖縮徑，垮塌應該采取提高鉆井液強抑制包被性能等措施，降低井下復雜，同時工程也應該加強短起下鉆措施修整井壁，確保井眼暢通。登婁庫組地層應該以提高鉆井液的封堵防塌能力，控制合理的鉆井液密度穩定井壁。

⑵對于技術套管下入遇阻卡和出現漏失的情況，應該在套管下入前的通井，做好井眼凈化和井眼的暢通，充分調整好鉆井液性能和凈化鉆井液，減低鉆井液的靜切力。

⑶對于東北工區部分工區的漏失應該做好施工過程中的隨鉆防漏措施，遇到漏失時應該根據地層特點和漏失量大小優化堵漏措施，提高堵漏成功率。