ULTRADRIL钻井液体系在渤中34—1油田的应用

杨保健 刘小刚 张彬奇 丁晓洁

【摘要】渤中34-1油田地层岩性复杂，水敏性极强，极易发生起球、缩径、坍塌等复杂情况。根据已完成的9口探井与开发井的钻井液使用情况来看，存在不少问题。于是，引进了麦克巴的ULTRADRIL钻井液体系。本文主要通过对比两种体系的应用情况，从GID钻井液体系的应用情况、ULTRADRIL钻井液体系的特点、ULTRADRIL钻井液体系的应用、ULTRADRIL钻井液体系的分析等几个方面展开阐述，并得出ULTRADRIL钻井液在渤中34-1油田的使用效果。

【关键词】岩性复杂 ULTRADRIL钻井液 应用情况 使用效果

1 渤中34-1油田地层及岩性特征

渤中34-1油田311.2mm井段主要钻遇的地层自上而下分别是平原组、明化镇组。平原组主要岩性以泥岩与细砂岩等厚互层为主，明上段岩性泥岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩互层，明下段上、中部泥岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩互层；下部泥岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩呈等厚互层。

2 井身结构

锤入Φ609.6mm隔水导管，入泥50米，一开Φ444.5mm井眼钻至250米，下入Φ339.7mm套管，二开Φ311.2mm井眼钻进至完钻井深，下入Φ244.5mm套管。

3 GID体系在渤中34-1油田的应用情况

（1）起泥球严重；

（2）跑浆严重，恶性循环，不利于携带和泥浆性能稳定；

（3）润滑性不够，滑动钻进容易粘钻具，摩阻扭矩大；

（4）抑制剂对固相含量敏感，无法加到设计含量；

（5）井径不规则，尤其是上部井段井径偏大。

4 ULTRADRIL钻井液体系的应用

为解决GID钻井液体系应用中存在的问题，引进了M-I泥浆的ULTRADRIL钻进液体系。ULTRADRIL钻井液体系是M-I泥浆公司开发的一种为提高活性、易分散的页岩稳定性和可钻性的强抑制性水基泥浆。

4.1 ULTRADRIL钻井液体系介绍

ULTRADRIL钻井液体系中起主要作用的成分是ULTRAHIB聚胺阳离子，ULTRAHIB抑制剂是一种液体处理剂，它通过嵌入粘土片，减小粘土片间的空间，阻止水分子渗入，而降低粘土膨胀的水合作用达到抑制效果。 ULTRAHIB为碱性材料，恰当的ULTRAHIB浓度可确保pH在9.0～9.5，不用添加NaOH或KOH。

ULTRADRIL钻进液体系的第二抑制剂是聚合物ULTRACAP，ULTRACAP是一种分子量适度的阳离子聚丙稀酰胺，提供钻屑包被和页岩稳定作用。使用浓度在5.7-8.56 kg/ m³，ULTRACAP在页岩和钻屑表面形成一个保护外套，从而获得完整的钻屑，避免了钻屑粘糊振动筛和钻屑相互粘结。

ULTRAFREE钻速增效剂是一种表面活性剂混合物，它可以大量减少页岩钻屑在金属表面的粘附，同时，ULTRAFREE也提供一个附加的润滑作用。

利用K+的抑制机理提高钻井液对泥页岩的抑制机能和对储层的保护机能。它主要起到辅助抑制的作用。 通过GD-101改性淀粉或者是PAC降失水； 生物聚合物MC-VIS或XC作为增粘剂。

4.2 现场应用

（1）初始用海水搬土浆钻进，间隙配5～10方胍胶稠泥浆（胍胶浓度14kg/m³），用来携沙清扫井底，钻进至800米左右，替入ULTRADRIL泥浆。

（2）初始配备ULTRADRIL泥浆220m³泥浆，比重为1.03 S.G.加石灰石至比重1.08-1.10sg。初始ULTRADRIL钻井液配方： 钻井水+0.125%小苏打+5.2%KCL+1.14% GD-101+0.28%MC-VIS+0.57% ULTRACAP+3%ULTRAHIB+石灰石。

5 ULTRADIL钻井液体系的使用效果

在对ULTRADRIL钻井液性能进行分析时，采取对比的方法，从钻井液性能、操作、钻进情况、井径等几个方面进行总结，进而作出结论。

5.1 钻井液性能优良

GID钻井液与ULTRADRIL钻井液性能及流变性情况对比如下表1所示：

从表中可以看出：ULTRADRIL钻井液相对GID体系具有较低的漏斗粘度、较高的塑性粘度，增加润滑性。PH值控制在9.5以内，保证各种材料都好用的情况下，减弱高碱性对泥页岩的水化作用。

5.2 操作方便

ULTRADRIL钻井液体系配置简单，每一种功能只用一种添加剂，可以较快的加入，还有两种液体材料可以节约大量时间， GID钻井液体系每一种功能需要多种添加剂来实现，配置复杂。

5.3 提高钻井液的抑制性能

渤中34-1区块属于岩性复杂的区块，泥页岩水化严重，容易缩径、导致井塌等井下复杂情况。根据前面所述，GID钻井液体系主要问题是抑制性不够，导致岩屑大量粘结聚集形成泥球。ULTRADRIL钻井液具有强烈的抑制性，彻底消除泥球问题，同时，也消除了因泥球所带来的跑浆问题。采用ULTRADRIL钻井液体系后，岩屑成形好，大部分岩屑可以看到PDC钻头的齿痕；振动筛岩屑比较干，包被效果好。

5.4 提高了钻井液的润滑性能

本区块泥页岩水化严重，非常容易粘钻具，为滑动钻进增加了难度。采用ULTRADRIL钻井液以后，滑动钻进容易，没有粘钻具显示，当井斜角和钻进长度相当时，采用ULTRADRIL钻井液体系后，平均机械钻速相对较高。

5.5 井径较规则

采用ULTRADRIL钻井液体系的两口井都使用FEWD测井，没有井径曲线，通过水泥浆使用量来反推井径，计算出下部井段井径扩大率很小。说明采用ULTRADRIL钻井液后井径较规则。

6 结束语

综上所述，采用ULTRADRIL钻井液体系有效解决了GID钻井液体系在渤中34-1油田存在的问题，后续目标通过不断改进与完善，逐步形成一套成熟的开发渤中区块的钻井液体系。

参考文献

[1] 徐同台.钻井液基础知识[M].中国石油出版社，2000，7

[2] 渤中34-1油田井壁稳定性研究.长江大学，2006，11