有机盐钻井液在新疆油田的应用

唐 丽

(克拉玛依职业技术学院，新疆独山子 833600)

有机盐钻井液在新疆油田的应用

唐 丽

(克拉玛依职业技术学院，新疆独山子 833600)

概述了有机盐钻井液在新疆油田卡7井的现场使用实效。通过实践证明，有机盐钻井液不仅水力特性优良、环空压耗小、流变性好、抑制性强、造壁性好，而且具备可提高机械钻速、保护油气层、与常用的聚合物处理剂有很好的配伍性、对钻具无腐蚀、对环境无污染等特点，是一种具有广泛应用前景的钻井液体系。

有机盐钻井液;水溶性加重剂;抑制性;机械钻速

根据有机盐钻井液体系的室内实验与评价结果，有机盐钻井液是国际公认的高效、低毒钻井液体系，国外已经广泛应用。2000年在克拉玛依油区内八区530井区、85477井和五三东井区乌尔禾油藏开发井57031井、吐哈尤一井以及腹部莫北油气田005井区MB5011井进行了现场实验。2006年新疆准东火烧山区块成功使用有机盐泥浆，都已顺利完井，取得了较好的成果。为进一步完善有机盐体系配方及维护工艺，降低成本，选择卡7井进行有机盐钻井液体系实验。

1 卡7井有机盐钻井液技术现场实验

1.1 基本情况

卡7井位于新疆乌苏市西湖镇马场湖二队附近，距卡6井东南方向11.6 km，西参二井北西方向14 km处。构造位置为准葛尔盆地北天山山前坳陷四棵树凹陷卡东被斜。目的层为第三系沙湾组(N1S)、安集海河组(E2－3a)、紫泥泉子组(K2－E1－2)Z。钻探目的是扩大卡因迪克地区含油气领域，预探卡东背斜上、下第三系的含油气层。

卡7井钻井液完井液存在的技术难题为:

1)地表为灰色黏土夹沙砾岩，不成岩且胶结性差，表层钻进时应预防穿漏和散塌卡钻。

2)该井上第三系独山子组上、中部为灰黄色泥岩夹大段砂砾岩，且胶结疏散，极易发生散塌的卡钻事故。

3)塔西河组中、上部为大段泥岩，水敏和盐敏性强，底部为灰白色石膏质泥岩和膏质粉砂岩，二开钻进时应注意预防缩径、井塌和盐膏污染，提高钻井液的抑制性和造壁能力。

4)二开段裸眼井段长，环空循环阻力较大，极易造成人为蹩漏地层，应保证钻井液具有良好的流变性能。

5)根据卡6井的实钻资料，下第三系、白垩系泥岩地层井眼垮塌严重，本井的井眼稳定工作相当重要。

1.2 基本数据

设计井深:4 150 m

实际井深:4 250 m

井眼尺寸:Φ445 mm×399 m+Φ311 mm×3 420 m+Φ216 mm×4 250 m

井身结构:Φ340mm ×398.17 m+Φ245 mm ×3 417.2 m+Φ140 mm ×4 247.45 m

1.3 地质分层

地质分层见表1。

表1 卡7井实钻地质分层及岩性

1.4 试验过程

1.4.1 分段钻井液配方

分段钻井液配方见表2。

表2 卡7井有机盐钻井液分段实施配方

1.4.2 分段钻井液性能

分段钻井液性能见表3。

表3 卡7井有机盐钻井液分段性能

完井阶段钻井液性能稳定，流变性好，井壁稳定，提下钻无阻卡，电测一次成功，由测井资料(见表4)可见，井径非常规则，全井施工顺利，无事故。

表4 卡7井井部分井段井径数据

1.5 施工过程

1)一开:采用高含坂土浆开钻，配制CMC(中)胶液维护，该井地表50 m进入砂砾石层。

2)二开:针对卡6井井径严重不规则的情况，设计采用抑制性强的有机盐钻井液体系，二开配浆采用一开钻井液冲稀后加入30%的有机盐加重剂及配套处理剂，使钻井液密度达到1.20 g/cm3，黏度达90 s，下钻循环出套管内一开钻井液，循环均匀，试压后二开钻进。

3)地面配制三开钻井液，下钻循环均匀后三开，由于完钻钻井液密度较高(1.24 g/cm3)，充分开动离心机，使密度降至1.2 g/cm3，采取冲放钻井液来降低密度，钻至井深3 456 m后密度降至1.15～1.16 g/cm3，并加入2%的NFA-25进行取芯作业，取完芯下钻于3 442 m遇阻划眼，返出大量井壁掉块，密度又提高到1.18 g/cm3后正常钻进，并加入2%的QCX-1HE、2%WC-1以利于保护油气层。

2 有机盐钻井液体系在卡7井的应用成果与实效

1)该地区地表砾石层较厚，粒径大，且胶结差，表层钻进时使用“三高”钻井液，保证井壁稳定，提高携岩能力，保持井底干净，保证井下施工顺利。

2)有机钻井液体系抑制性强，二开配浆时按照钻井液设计加入30%的有机盐，将钻井液密度提高到1.20 g/cm3。保证钻井液的强抑制性，但该井地质设计中未准确提供上部砾石层厚度数据(相差约1 000 m)，并且地层中砾石的粒径较大，胶结差，造成井壁失稳。上部井段采用高含量的有机盐钻井液，并且加入磺化类处理剂，增强体系对砾石层的封堵、护壁和井眼的清洁。由完固井数据看，套管下深3 417.24 m，阻位3 384 m，注灰量65 t，水泥浆量43.2 m3，水泥返高2 300 m，推算2 300 m ～3 421 m 段的平均井径为328 mm，扩大率是5.47%，说明有机盐钻井液的抑制性较强，特别对泥岩地层。

3)三开时使用钻井液密度较低，有机盐含量低，为了提高钻井液的抑制性，加大包被剂的用量，同时加入白沥青及胶体SMP-1，保证钻井液性能及井壁的稳定。根据完井电测出井径数据表明，本井三开井段井径不规则，且多为砂岩段井径不规则，平均井径卡率为12.7%，其原因为使用钻井液密度低，不足以破坏地层的坍塌压力，造成井壁失稳;三开时使用的钻井液密度较低，有机盐含量低，且因井下复杂需尽快加入重晶石粉，维护时未及时补充够有机盐，使体系抑制性降低，因此，造成三开井壁不规则;由于三开使用白沥青油溶成分高，水溶成分低且有气泡，加入后溶解较满，并且泡沫多，不易消除，使用困难，钻井液中有效沥青成分含量低，使体系的抑制性降低，防塌护壁能力降低，造成三开井段井径不规则。

4)钻井液体系中亚微米粒子含量非常低，可降低钻头的研磨效应，提高机械钻速，延长钻头寿命。亚微米粒子含量低，体系将具有较高的固相容量限。有机盐钻井液体系的抑制性强，容易实现低固相钻进，有利于提高机械钻速，该井二开段平均机械钻速13.31 m/h，全井平均机械钻速8.11 m/h，远远高于卡6井的机械钻速。

5)有机盐钻井液体系在卡7井的使用，钻井液材料费用为143万元。

6)由现场钻进过程观察，有机盐钻井液体系与金属不产生电化学反应，所以对钻具、设备不产生腐蚀，每次提钻，井内起出钻具都未见任何腐蚀现象。有机盐钻井液体系中的配套处理剂不含高价离子和有毒害物质，是一种环保型钻井液体系，利于环境保护。

7)有机盐钻井液体系由于固相含量低、矿化度高，对储层保护不会产生堵塞污染;根据活度平衡理论，当钻井液的矿化度大于地层水矿化度时，井眼系统不会向地层失水;体系中不含高价离子，不会与地层水中组分生成沉淀，可实现对储层的有效保护。

8)有机盐Weigh1和Weigh2浓度达到一定值时对黏土矿物的吸附扩散双电层具有较强的压缩作用，体系中侵入的黏土矿物产生面—面聚结，在重力作用下而沉降。

9)该体系在无黏土相时，由于加入的降滤失剂中具有适度的胶体粒子，能够形成较好的泥饼，同时体系中有合适的液相黏度，故失水造壁性易于控制。体系中还原性有机阴离子的存在，可提高处理剂的抗温能力。

3 存在问题与解决措施

3.1 存在问题

1)有机盐钻井液体系对泥岩地层能有效抑制，但对疏松的砂砾岩层抑制、造壁效果不理想。

2)根据卡7井的电测资料，全井的井径仍然不规则，有待进一步对体系进行技术改进和完善。

3.2 解决措施

1)研究与体系相配伍的高效处理剂，提高和改善泥饼质量，充分护壁，提高复杂地层的井眼质量。

2)通过卡7井存在的问题的总结和分析，争取在其它井提高有机盐和沥青的含量，增强体系的抑制性和防塌护壁能力，避免出现井壁失稳情况。

3)针对卡7井使用的白沥青油溶成分高、水溶成分低，溶解缓慢、气泡的缺点，选用可靠的防塌处理剂。

4)加强该体系的抗温性能。

5)选择实验密度为1.4～1.6 g/cm3时，不使用惰性加重材料。

6)当体系采用惰性加重材料将密度提高到2.5 g/cm3以上时，体系的抗黏土入侵能力要达到5%(W/V)以上。

［1］ 鄢捷年.钻井液工艺学［M］.北京:石油大学出版社，2000.

［2］ 王平全.莫北005井区MN5001井甲酸钾钻井液技术现场实验情况［J］.泥浆实用技术，2001，(1):15－23.

［3］ 姚少全.有机盐钻井液有关技术数据及处理剂使用说明［J］.泥浆实用技术，2001(1):24－30.

Application of Organic Salt Drilling Fluid in Xinjiang Oilfield

TANG Li
(karamay Vocational and Technical College，Dushanzi 833600，Xinjiang，China)

This article outlines the effectiveness of the organic salt drilling fluid in well No.7 in Xinjiang Oilfield.It is practically proved that the organic salt drilling liquid not only has the good performance such as good hydraulic properties，small consumption of circulating air pressure，strong inhibition and good wall mad，but can also improve the speed of drilling and protect the oil-gas layer.It usually mixes with polymer treating agent very well，and it has no corrosion on the drilling tools and other characteristics of environment pollution-free.It is a drilling fluid system with a broad prospect.

organic salt drilling fluid;water-soluble weighting agent;suppression;ROP

TE254

B

1008-9446(2011)02-0008-04

2010-11-15

唐丽(1965－)，女，上海嘉定人，克拉玛依职业技术学院讲师，硕士，主要从事油田化学及钻井液技术研究。