聚合盐钻井液体系在准噶尔盆地阜东区块应用

刘祥国 芮长山 刘永熹 王长征

【摘要】新疆准噶尔盆地阜东地区第三系膏泥岩地层缩径散塌严重，阻卡频繁，时有大段划眼，下部侏罗系地层压力异常，易粘卡，电测一次成功率较低。针对以上问题采用聚合盐钻井液体系，并配合相应的钻井工程技术措施，减少了膏泥岩地层膨缩引起的井下复杂情况，实现了井壁稳定，井径规则，同时提高了电测一次成功率，缩短了钻井周期，取得相应经济效益。

【关键词】阜东 聚合盐钻井液 抑制 封堵 润滑

1 地质概况

阜东区块井位于准噶尔盆地阜康凹陷（新疆阜康县境），工区内地表农田、荒漠。

该区地层自下而上依次有二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、新老第三系。

2 工程问题

该区探井钻揭资料表明，地表第四系发育松散砾石层约60～260m不等，易塌、漏、窜；第三系膏质泥岩因易吸水导致塌卡缩并存，提钻困难，下钻划眼。白垩系及下部侏罗纪系压力异常，该区钻井钻井液密度上提快，曾多次卡钻、电测粘电缆。

3 技术难题

承上可知该区钻井技术难点在于：

表层砾石层窜槽垮塌卡钻。

第三系膏质灰质泥岩污染泥浆性能，缩径、散塌阻卡，泥包钻头。应提前处理。

白垩系及侏罗地层压力异常，下部钻井液密度使用1.65g/cm³时局部压差造成粘附卡钻及电测卡电缆。

4 钻井液技术

4.1 阜东地区第三系泥岩水化特征分析

（1）岩心矿物成分分析，岩样中蒙脱石矿物绝对含量为23%，其相对含量则可达60%以上，表明该岩样具有很强的水化膨胀和水化分散潜在能力。

4.2 抑制水化实验研究

（1）泥岩浸泡实验，如表1所示。

岩心浸泡实验再次表明了岩样本身异常强烈的分散性质。

经4#溶液浸泡的岩心，其稳定性明显高于经其它溶液浸泡的岩心，几天后仍未剥落，表明其抑制性良好。

4.3 钻井液体系的选择

根据实验研究对比，室内多次试验优化钻井液体系配方：

钻井液配方为：

4%坂土+0.2% KOH+10～15%JN-2+0.3%PM0HA+3%～5% PHT+1%～2%LVCMC-1+2%～3%RSTF+1%～2%MFG+5%～7%KCl+1%～2%QCX+0.1%CaO+1%润滑剂+重粉。

钻井液性能见表2。

5 阜东区块钻井液体系现场应用情况

5.1 钻井液技术措施

（1）一开采用高坂含-CMC钻井液钻穿砾石层，保证携岩，防窜、防漏，确保下套管及后续完井作业顺利。

（2）二开按设计配方转化钻井液，依次加入LVCMC、RSTF、PHT、JN-2、KCL等；

JN-2转化加量15%，KCl转化时加量为7%，钻井中依次保证含量在10%，7%。钻进中随时采用胶液的方式补充维护，进入膏泥岩地层前加大聚合盐加量到20%，同时引入PMHA、CaO，保证钻井液的强抑制性及性能稳定；

上部井段要求加足5%防塌剂PHT，适当加入轻钙，保证钻井液的防塌、封堵性；井深1500m以下井段以PHT和MFG加强钻井液的防塌、封堵性，保证滤饼有较好的防透性，混入1%润滑剂，提高钻井液的润滑性，同时严格控制钻井液HTHP不大于12mm，利用好四级固控设备，及时清除钻井液中的有害固相，降低摩阻防止粘附卡钻。

钻揭膏泥岩地层钻井液密度提至1.20g/ cm³以上，进入白垩系提至1.35g/cm³，下部根据地层DC指数使用好钻井液密度，保证安全钻进。

在钻井完井液性能达标的情况下，各种防塌剂、封堵剂、油层保护剂必须按设计足量加入，确保井下正常，完钻后洗井干净打入固体润滑剂垫浆封隔裸眼保证完井电测顺利。

工程、钻井液各项措施提前预案，严格执行各项措施，量化短程提下鉆制度、按时活动钻具制度、遇阻卡划眼制度和进入复杂段前试验预防制度，避免操作不当造成井下复杂。

5.2 钻井液应用效果

阜东区块井采用聚合盐钻井液体系，并配合相应的钻井工程技术措施。现场应用表明，聚合盐钻井液体系具有较强的抑制性，有效地减轻了膏泥岩地层的水化分散，减少其引起的井下膨缩阻卡，实现了井壁稳定，井径规则，提高了电测一次成功率；钻井液流变性均衡稳定，便于维护处理；通过强化钻井工程技术措施，缩短了钻井周期，提高了钻井时效，获得一定经济效益。

6 结论

（1）通过对阜东区块地层泥岩水化特征的全面分析、抑制性实验研究，优选出满足该区块施工要求的聚合盐钻井液配方。

（2）该体系抑制性强，能有效抑制膏泥岩地层的水化膨缩、分散造浆，性能均衡稳定，保证了该区井顺利进行。

（3）该体系具良好的封堵能力，能够有效封堵散塌及地层发育胶结不好的地层，井壁稳定，井眼规则。