聚合醇鉀鹽鉆井液在文188—平1井的應用

馬利鋒 徐建勛

摘 要：文188-平1是中原油田部署在文188區塊的一口重點水平井，完鉆井深3733.11 m，最大井斜97.5°。該井三開采用聚合醇鉀鹽鉆井液體系，在施工過程中聚合醇鉀鹽鉆井液性能穩定，抑制性強，具有良好的流變性和較強的攜砂能力；濾失量低，泥餅質量好，封堵能力、造壁能力強，降低了井下摩阻，能有效地穩定井壁，保護油氣層。

關鍵詞：水平井 井壁穩定 抑制性 聚合醇鉀鹽鉆井液 文188-平1

中圖分類號：TE254 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0168-01

1 地質工程概況

文188區塊位于東濮凹陷中央背斜帶文留構造西側地壘帶南部，該區塊四周為斷層封閉，含油層位為下第三系沙河街組沙二段下亞段，儲層巖性為長石粉砂巖，油藏埋深3300～3700 m，地層溫度126 ℃～141 ℃，地層壓力在44～54 MPa之間，屬于高溫、高壓異常油氣藏。文188-平1井是文188區塊第一口水平井，鉆井面臨地層壓力系數高、易漏、易塌、油層薄井眼軌跡控制難等一系列難題。主要鉆遇復雜層段為該井下部：2715～2890 m含灰色泥巖、灰色泥質粉砂巖、膏泥巖的沙一段地以；2890～3286 m含紫紅色泥巖、灰色粉砂巖互層的沙二上地層；3286～3733 m含紫紅色泥巖、灰色粉砂巖互層的沙二下地層。

2 鉆井液施工難點

（1）沙二段至沙三上地層穩定性差，易掉塊及井壁坍塌，嚴重威脅井下安全。

（2）油層薄，厚度只有1 m，靶窗小，上下浮動范圍只有0.5 m，而根據設計，儲層有一定的傾角，因東濮凹陷斷塊較多，傾角變化和地層斷塊的不可預知性，加大了鉆具在儲層穿行的難度，井身軌跡不易控制。

（3）在水平段施工過程中受膏泥巖污染嚴重，粘切難以維持。

（4）水平段最大井斜達到了97.5°，施工過程中井眼凈化困難，巖屑較難完全攜帶出來，易形成巖屑床，井下摩阻大、起下鉆困；鉆具與井壁接觸面積大，易粘卡。

3 鉆井液技術對策

3.1 井壁穩定

沙一鹽前50 m轉化為聚合醇鉀鹽鉆井液，利用聚合醇和鉀鹽的特點，提高井壁穩定性，同時調整適當的粘切，保證沙一鹽井段井壁穩定，濾失控制4 ml以內。根據地層壓力適時調整鉆井液密度也是保證井壁穩定的關鍵因素，另外斜井段及水平段保持較高的粘切也有利于井壁的穩定。

3.2 井眼凈化

提高鉆井液的懸浮和攜砂能力是提高凈化能力、保證井眼清潔的關鍵。隨著井深增加，應逐步上調動切力及粘度，三開斜井段粘度控制在75～100 s之間；水平段粘度控制在100 s左右，動塑比在0.4左右。斜井段及水平段每鉆進50～100 m短起下清砂一次，必要時配高粘度稠漿推砂；四級固控設備保持正常運轉，振動篩布目數達到200目以上。

3.3 井眼潤滑

隨著井斜的增大，采用固體潤滑劑（減少接觸面積）復配液體潤滑劑（減小摩擦系數）的方式提高鉆井液的潤滑能力。鉆進過程中每個班都要補充固體和液體潤滑劑來確保新鉆井眼的光滑。鉆達A點后混原油至含量達到15%，并保持其含量，維持鉆井液良好的潤滑性。

3.4 防卡

重點防沉砂卡鉆和防粘卡。通過提高鉆井液的結構力，維持適當的粘切；配合短起清砂、稠漿推砂及減少停泵時鉆具在井底停留時間等技術措施，可有效防止沉砂卡鉆。通過改善泥餅質量、混油、鉆井液凈化及減少鉆具在裸眼內靜止時間等技術措施，可有效防止粘附卡鉆。

4 現場施工

三開使用聚合醇鉀鹽鉆井液，主要是圍繞鉆井液高溫穩定、增強鉆井液潤滑性和攜砂能力、提高鉆井液抑制性來開展。鉆進過程中，用PAL、SMP-Ⅱ、SMC、NaOH來維護鉆井液性能，并及時補充KCl，確保其含量不低于7%，振動篩篩布換用200目，堅持固控設備使用率達到100%。

沙二下井段井壁掉塊會增多，鉆至沙二下前將鉆密度提至1.50 g/cm3，以確保井壁穩定。鉆開油氣層前加入油保處理劑超細碳酸鈣2 t，改善泥餅質量，進一步提高井壁穩定能力。

水平段適當提高鉆井液粘切，調整粘度至100 s左右，切力0.5～1.5/1.5～3 Pa，濾失量小于4 ml，確保較強的懸浮攜砂能力。水平段受膏泥巖污染嚴重，粘切難以維持，配新漿20 m3，加入SMT 500 kg、SMC 1000 kg、NaOH 300 kg置換一部分老漿后，鉆井液性能才基本穩定。過A靶后及時補充原油，確保其含量不低于15%，以維持鉆井液良好的潤滑性能。

三開井段鉆井液性能：

密度：1.30～1.50 g/cm3

粘度：69～118s

API濾失：2.0～3.0 ml

PV：33～50 mPa·s

YP：9～16 Pa

pH：9.5～10.5

5 認識與結論

（1）聚合醇鉀鹽鉆井液性能穩定，抑制性強，具有良好的流變性和較強的攜砂能力；濾失量低，泥餅質量好，封堵能力、造壁能力強，減輕了井下摩阻，能有效地穩定井壁，保護油氣層。（2）三開水平段保持混油量15%，可以滿足鉆井施工的需要。保證固控設備的使用效率，清除有害固相，降低摩阻，確保了井下施工的安全。（3）水平段施工應保持相對較高的粘切，每鉆進不超過50 m應短起下清砂一次，清砂時可配適量的稠漿推砂，這對清潔井眼、減少巖屑堆積是十分重要的。（4）水平段鉆時慢，鉆井液受膏泥巖污染后，粘切不宜控制；鉆井液需勤維護、及時維護才能保證其性能基本穩定。

參考文獻

[1] 劉波，鄢捷年.高效防塌鉆井液的研制及在新疆塔河油田的應用[J].石油大學學報：自然科學版，2003（5）.

[2] 荊昌澄，劉璇.聚合醇—正電膠聚合物鉆井液在中原油田水平井中的設計與應用[J].內蒙古石油化工，2005（3）.