成3井钻井液技术应用与实践

李俊松

引言：针对成3井钻井液技术重点及难点，确定分段钻井液体系及配方，落实分段钻井液维护处理措施，确保正常钻井施工。

引言

成3井是中国石化胜利油田分公司新疆勘探开发中心在准噶尔盆地中央坳陷东道海子北凹陷东北部成3井区岩性圈闭高部位部署的一口预探井。该井实际完钻井深4821.00m。共取芯4筒，取芯进尺32.65m，芯长32.65m，取芯收获率100%。钻井、电测、下套管、固井顺利，本井段未发生井控和HSE安全事故。

一、钻井液技术重点及难点

1.1上部地层坍塌、地层造浆、井眼缩径的预防问题

本井导管、一开地层新近系地层成岩性差，松散，易垮塌，防坍塌卡钻；二开到头屯河组上部红泥岩易造浆，本井段应注意加强钻井液的抑制性；根据地质预测为正常压力系统，要求钻井液必须具有较强的封堵能力，选用聚合物封堵防塌钻井液体系。

1.2二开西山窑组煤层段掉块问题

西山窑组存在长煤层段，由于煤层硊，易被钻头破碎，钻遇长煤层段时极易发生掉块现象，因此预防煤层段掉块是本开次的关键。

1.3三开井段防剥蚀、碰撞掉块、坍塌和漏失问题

三开侏罗系地层地层以砂岩为主，钻遇多套煤层及沥青、层碳质泥岩、含砾岩层，防剥蚀、碰撞掉块、坍塌和漏失是本开次的难题。随着地层温度升高提高钻井液的高温稳性也是本井段的关键。

二、分段钻井液体系及配方

2.1导管、一开井段钻井液体系（0～507.27m）

设计体系：预水化膨润土浆

添加剂：HV-CMC

现场配方：井场水+8%膨润土+（0.3～0.4）%NaOH+（0.2～0.3）%Na2CO3。

2.2二开井段钻井液体系（507.00～3775.00m）

设计体系：聚合物封堵防塌钻井液体系

基本配方：（507～2800）m

（4～6）%膨润土+（1～2）%双聚铵盐+（0.3～0.5）% 聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%聚合物降滤失剂+（2～3）%褐煤树脂+（2～3）%超细碳酸钙。

（2800～3775）m

（4.0～6.0）%膨润土+（0.3～0.6）%聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%抗高温抗盐防塌降滤失剂+（1～2）%铵盐+（5～7）%低荧光井壁稳定剂+（3～5）%羧甲基磺化酚醛树脂+（1～2）%无水聚合醇+（0.5～1）%非渗透+（2～3）%纳米乳液+（0.5～1）%有机胺+（2～3）%超细碳酸钙。

2.3三开井段钻井液体系（3775～4821）

设计体系：强抑制聚合物封堵防塌钻井液体系。

（4.0～6.0）%膨润土+（0.3～0.6）%聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%抗高温抗盐防塌降滤失剂+（5～7）%低荧光井壁稳定剂+（3～5）% 羧甲基磺化酚醛树脂+（1～2）%无水聚合醇+（0.5～1）%非渗透处理剂+（2～3）%纳米乳液+（0.5～1）%有机胺+（2～3）%超细碳酸钙

三、分段钻井液维护处理措施

3.1导管、一开井段（0～507.00m）

一开井段地层胶结松散，可钻性好，成岩性差，易坍塌，钻井液必须有适当的粘度，有较高的动塑比，减小对井壁的冲刷，保证井下安全。

开钻前准备足量预水化膨润土浆。一开井段所钻遇地层胶结松散，可钻性好，钻井液主要以携带岩屑、穩定井壁，确保安全钻进为目的。钻进时采用稀胶液进行维护。钻完表层进尺后，充分循环，并配置高粘切封井浆封闭井眼保证下套管顺利。

3.2二开井段（507.00～3775.00m）

二开钻遇地层白垩系，侏罗系西山窑组，物性复杂。白垩系地层胶结性差，岩屑分散严重；西山窑组煤层发育，易发生坍塌和井漏。因此，要求钻井液必须具有较强的抑制能。钻井液的维护处理措施有以下几点：

开钻前仔细检查现有的钻井设备，保证运转正常。为保证取芯钻进的顺利进行，使钻井液性能达到设计要求，在取芯前加足各种处理剂，降低钻井液的滤失量。

开钻后，补充新配的聚合物胶液维护钻井液性能。上部地层应保持适当的粘切、足够的排量，提高钻井液的携带能力，进入头屯河组底部及西山窑组后逐步补充SMP-2、褐煤树脂、无水聚合醇、纳米乳液、白油润滑剂、超细碳酸钙、井壁稳定剂等降低钻井液滤失量，配合NPAN调整钻井液流型。

西山窑组存在渗透性漏失的可能，现场采用随钻堵漏技术，加入（1～2）%非渗透处理剂避免地层漏失状况。根据实际情况调整钻井液密度，确保钻井液具有一定的正压差，防止因负压差导致井壁失稳。

钻至设计井深后，下钻通井一次，大排量循环洗井并用高粘切钻井液将井内清洗干净；起钻前，替入40 m3润滑剂浓度（2～3）%左右的专配封井泥浆封井，确保电测顺利下至井底。在施工过程中钻井液粘切的控制成为重中之重，钻进维护时直接用处理剂胶液控制粘切，加大聚合物的用量。

加强固控设备的使用，适时开启离心机，把钻井液中劣质固相含量控制在最低范围，最大限度地清除钻井液中的无用固相，维持体系的性能稳定。

3.3三开井段（3775～4821）m

三开钻完水泥塞后，彻底清洗循环罐，根据三开的地层特点并结合现场实际情况，优选了强抑制聚合物封堵防塌钻井液体系。

调整二开钻井液性能，严格控制膨润土含量，动速比0.4左右；保证钻井液抑制性处理剂有效含量。不间断补充SMP-2和HQ-1，改善泥饼质量和钻井液流变性需加入超细碳酸钙和SN-1等处理剂。三开井段预计有高压层，应根据实际情况及时调整钻井液密度。三开井底温度较高，根据井温情况及时补充磺化类材料、抗高温降滤失剂、高温稳定剂等抗高温处理剂。三开上部地层承压能力薄弱，钻井过程中，注意适当提高钻井液密度，防喷，同时加足封堵性材料，提高地层承压能力，防止高压差地层压层漏失。起钻前，替入润滑剂浓度3%左右、防塌剂浓度2%左右的专配封井泥浆封井。确保电测、下套管施工顺利。

3.4西山窑、八道湾组煤层段的施工情况

进入西山窑组后加大SMP-2、褐煤树脂、无水聚合醇、纳米乳液、白油润滑剂、超细碳酸钙、井壁稳定剂等处理剂的用量，加强钻井液的封堵能力，保证煤层段井壁稳定。

调整钻井液流型，钻井液动速比保持在0.4-0.6之间保证钻井液有良好的流变性，现场采用随钻堵漏技术，加入（1～2）%非渗透处理剂、（2～3）%超细碳酸钙提高地层承压能力避免地层漏失发生。适当提高钻井液的黏度、切力，适当减小钻井液的排量减少钻井液对煤层段井壁的冲刷，避免在煤层段停钻循环，保证煤层段的井陉扩大率。加快钻井速度，缩短钻井液对地层的侵泡时间以快制胜是顺利钻穿煤层段的关键。西山窑组及八道湾组煤层段井径非常规则井陉扩大率控制在10%以内，钻进及起下钻顺利，电测一次成功下套管、固井非常顺利。

四、认识与建议

在该地区钻井应注意上部地层防缩径、防卡，钻井液应保持低粘、低切适当的失水，钻进至西山窑组提前加足防塌剂和降失水剂，同时钻进到煤层段应适当提高钻井液粘切、合理的密度，适当减小排量钻进，采用强抑制聚合物封堵防塌，使用好振动筛、除砂器、离心机等固控设备，进入油层前加足油层保护材料，减少钻井液对油层的损害，备足加重材料，完钻后充分循环，配制封井浆封井起钻，确保电测、下套管作业顺利。

（作者单位：胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司新疆分公司）