论特浅稠油水平井钻井液技术

赵理奇

摘要：在特浅稠油水平井施工中，随着井深和井斜角的增大，防塌剂，降滤失剂和润滑剂的加量是保证低滤失量、摩阻系数、井壁稳定、防止缩径、垮塌、卡钻等复杂情况的关键。

关键词：特浅稠油水平井 钻井液 技术

1 地质工程简况

楼平8井构造位置：南襄盆地泌阳凹陷井楼背斜，目的层：H3Ⅲ8-9小层。该井位于井楼油田一区。该区块地表村庄、水塘较多。2002年开始应用斜直井技术，使稠油产量由当年的4392吨提升到2004年的9062吨，但仍有部分优质储量受地表条件限制而无法动用。楼平8井设计井深564m，完钻井深536米，造斜点26m，造斜后下入表层套管。最大井斜96.28°，垂深162m，水平位移407.9m，位垂比达2.51。一开使用膨润土聚合物低固相钻井液体系，二开采用聚合物混油防塌钻井液体系，满足了特浅稠油井钻井施工需求。井身结构如表1。设计与实钻井身剖面数据如表2。

2 地层岩性及钻井液技术难题

2.1 地层岩性0—125m为凤凰镇组，岩性为黄色流砂层及灰黄色软泥岩；胶结差，岩性疏松，易坍塌、分散造浆、形成厚泥饼，造成钻具阻卡。125—174m为核桃园组H3Ⅲ5—6小层，岩性为灰色、深灰色软泥岩及褐色油浸砾状砂岩；易吸水膨胀、缩径、垮塌，造成起下钻阻卡。174—536m为核桃园组H3Ⅲ8—9小层，岩性为深灰色泥岩及灰褐色油斑砾状砂岩；储层疏松、胶结性差、渗透性好，钻进过程中易大面积垮塌，形成大肚子。

2.2 技术难点垂深较浅，地层压实作用差，分散造浆严重，井壁不稳定性，性能难控制；斜井段及水平段地层胶结疏松，稳定性差，易吸水膨胀，剥落掉块，易缩径、垮塌、阻卡等。井斜大、地层可钻性好、钻速快，钻井液中钻屑相对浓度大，清除困难，易形成岩屑床阻卡钻具。大部分钻具处在斜井段及水平段中，钻具与井壁的接触面积随井斜角的增大而增大；油层井段的渗透性好，形成的泥饼较厚，使起下和转动钻具的阻力、扭矩增大，易造成粘附卡钻。目的层为特浅层稠油油藏，压力系数低，采用注汽开采技术，且该区块存在浅层气。

3 钻井液体系及性能

在大量室内研究的基础上，为了上部流砂层的坍塌、阻卡，一开使用膨润土聚合物低固相钻井液体系，4-6％膨润土+0.2-0.3％Na2CO3+0.2CMCHV。二开钻井液体系：4％膨润土+0.3％Na₂CO₃+烧碱（适量）+0.2-0.3％PAC141+0.2-0.3％FA367+0.5-1.0％SHN-1+0.1-0.3％XY27+2.0-3.0％SFT+8-12％白油+0.2-0.3％SP-80+2.0～3.0％ZRH-2。将一开钻井液进行回收后预处理，转换为聚合物混油防塌钻井液体系，为防止井涌、井喷和稳定井壁，将钻井液密度加重至1.40g/cm³后二开钻进。随着井斜角的增大，进一步增加阳离子乳化沥青SFT、润滑剂ZRH-1和白油的加量，提高体系的润滑、防塌能力，为防止井漏，在钻井液中加入2％的随钻堵漏剂DF－1，并针对性地采取不同的钻井液技术措施，保证了钻井施工的安全顺利。钻井液性能见表3。

4 钻井液维护处理

一开（0—75m）：用4-6％膨润土，0.3％纯碱，配制膨润土浆25m³，预水化24h，配制FA367、PAC141（1：1）复合胶液20m³备用。钻进时，均匀地将胶液加入膨润土浆中，控制钻井液密度1.05～1.10g/cm³，粘度45～60s左右。完钻后，采用大排量循环，彻底清洗井眼，保证井眼畅通。确保表层下套管、固井顺利。

二开增斜段（76—220m）：回收一开钻井液20m³作为基浆，加入纯碱、PAC141、SHN-1（聚合物降滤失剂）对其进行预处理，配制一罐FA367、PAC141复合胶液，搅拌使其充分水化溶解，将回收钻井液与复合胶液进行地面循环，加入1％SHN-1、2％SFT（乳化沥青）、2％ZRH-2（润滑剂）、8％白油、0.3％SP-80和2％DF-1，转化为聚合物乳化混油防塌（防漏）钻井液，并循环加重至密度1.40g/cm³。

二开后向钻井液中加入适量Na₂CO₃，以防止水泥污染。钻进过程中，以胶液的形式补充FA367（或PAC141），确保聚合物加量达到2-3kg/m，尽量絮凝包被钻屑，抑制地层分散造浆。使用好四级净化设备，及时清除钻屑，降低劣质固相含量及含砂量，以降低摩阻。

二开水平段（220—536m）：水平段地层岩性疏松、胶结性差、渗透性好，易垮塌、漏失。同时钻井液又是完井液，因此应用屏蔽暂堵技术油气层保护技术。及时测量钻井液性能，密切观察和预防井涌、井喷和井漏的发生。白油加量增至10-12％，ZRH-2增至3％，SFT含量保持在3％，增强钻井液的润滑、封堵、防塌能力，降低摩阻、减小阻卡。用大分子聚合物调整钻井液的粘度和切力，使钻井液具有良好的悬浮携带能力。实钻中钻井液滤失量为2ml，泥饼摩阻系数为0.05。

工程措施上必须按规定进尺或钻进时间进行短起下钻和活动钻具，配合钻井液携带钻屑，破坏岩屑床，利用固控设备，清除钻屑，保证井眼清洁。下套管前采用大排量洗井，保证井眼畅通无阻，起钻前配25m³含3-5％塑料小球的防卡钻井液封闭斜井段及水平段，确保下套管作业的顺利。

5 应用效果

聚合物混油防塌钻井液体系性能稳定，流变性好，滤失量低且泥饼薄韧光滑；该体系抑制能力强，井壁稳定，防塌效果好；斜井段起下钻摩阻只有1-2t；水平段起下钻均畅通无阻；体系悬浮携带能力强，避免了岩屑垂沉而造成的井底沉砂及卡钻事故；该体系润滑防卡能力强，摩阻系数小，起下钻及下套管顺利

6 认识与建议

目的层埋藏浅（仅160m），井眼曲率高（78°/100m），位垂比大（2.51），要求钻井液具有强的防塌能力、优良的润滑性和悬浮携带能力。地层疏松、压力低；采用注汽开发且存在高压浅层气，涌、喷、漏同时存在，钻井液密度窗口窄，因此选择合理的钻井液密度尤为重要。在特浅稠油水平井施工中，随着井深和井斜角的增大，防塌剂，降滤失剂和润滑剂的加量是保证低滤失量、摩阻系数、井壁稳定、防止缩径、垮塌、卡钻等复杂情况的关键。