义178-X1VF井优快钻井液技术

邱春阳 周建民 亢德峰

(1.中国石化胜利石油工程有限公司 钻井工程技术公司，山东 东营257064； 2.中国石化胜利石油工程有限公司 渤海钻井二公司，山东 东营 257064)

义178-X1VF井优快钻井液技术

邱春阳1周建民2亢德峰2

(1.中国石化胜利石油工程有限公司 钻井工程技术公司，山东 东营257064； 2.中国石化胜利石油工程有限公司 渤海钻井二公司，山东 东营 257064)

义178-X1VF井是非常规定向油藏评价井，该井地质构造复杂.沙三段上部油泥岩易塌，沙四段上部含大段盐膏及膏泥岩，易造成缩径卡钻及钻井液流变性恶化等情况；沙四段下部裂缝发育，易漏；井身轨迹复杂，施工中井壁稳定性、井眼净化及润滑防卡问题突出，钻井液技术难度大.使用聚胺强抑制润滑防塌钻井液，采用合理密度支撑、强抑制、强封堵、润滑防卡等措施，配合现场钻井液维护处理工艺顺利完钻，平均机械钻速为8.98 m/h，创造了渤南区块同类型深井钻井施工新纪录.

义178-X1VF井；井壁稳定；井眼净化；润滑防卡

义178-X1VF井位于济阳凹陷沾化凹陷渤南洼陷中部断阶带，是为了解新生界含油气情况而部署的一口非常规油藏评价井，设计斜深3 872.29 m，垂深3 868 m.井身结构为：一开Ф444.5 mm井眼×208.50 m，Ф339.7 mm套管×207.9 m；二开Ф311.2 mm井眼×2 614.00 m，Ф244.5 mm套管×2 612.75 m；三开Ф215.9 mm井眼×3 868.00 m，Ф139.7 mm油层套管×3 868.00 m.该井井身轨迹复杂，由直—增—稳—降—直5段组成，造斜点为2 288.26 m，在2 997.36 ～3 512.28 m井段降斜，最大井斜66°.采用聚胺强抑制润滑防塌钻井液，配合现场钻井液维护处理工艺，顺利钻至完钻井深.钻井周期28 d 18.5 h，平均机械钻速为8.98 m/h，创下了渤南区块同类型中深井施工新纪录.

1 钻井液技术难点

(1)井壁不稳定.沙一段至沙三段含灰质泥岩与油泥岩，局部互层，油泥岩易水化，极易在短时间内垮塌；油泥岩垮塌后，与其互层镶嵌的灰质泥岩，因为失去支撑而随之失稳，最后造成了整个泥岩段的垮塌；沙四段上部大段灰色膏岩、泥膏岩、白云岩与灰色泥岩、含膏泥岩呈不等厚互层，极易吸水膨胀，造成缩径卡钻；沙四段下部微裂缝发育，极易漏失，邻近多口井在此层位发生井漏.

(2)井眼净化难度大.二开采用Ф311.2 mm钻头钻进，井眼大，机械钻速快，产屑量大，环空返速低，井眼净化困难；二开在2 286.26 m开始定向，最大井斜达66°，岩屑易沉积在下井壁形成岩屑床，不易清除，井眼净化难度大.

(3)润滑防卡难度大.该井井身轨迹复杂，由直—增—稳—降—直5段组成，起下过程中钻具在两个拐点容易形成键槽，导致起下钻遇阻；定向施工中，钻具紧贴井壁前进而使摩阻和扭矩增大，润滑防卡难度大；岩屑床的形成，导致摩阻和扭矩更大，定向中造成“拖压”现象，更加剧了润滑防卡的难度.

(4)流变性不易控制.馆陶组地层沉积较厚，造浆严重，钻井液易受污染；沙四段大段膏岩易溶解，恶化钻井液流变性；使用密度为1.86 g/cm3钻井液施工，流变性调控难度大.

2 钻井液的选择

通过调研国内水平井及大位移井钻井液施工情况[1-7]，针对该井地层特点及施工中的技术难点，优选处理剂，优化其组成和配比，形成了密度为1.20～2.00 g/cm3的适合该井的聚胺强抑制润滑防塌钻井液，配方如下：

(3%～5%)膨润土+(0.3%～0.4%)聚丙烯酰胺(PAM)+(0.5%～1.5%)胺基聚醇(AP-1)+(2%～3%)抗温抗盐防塌降滤失剂(KFT)+(3%～5%)磺化酚醛树脂(SMP-1)+(2%～4%)抗复合盐降滤失剂+(2%～3%)低荧光井壁稳定剂+(5%～10%)原油+(0.5%～1%)硅氟稳定剂(SF-1).

3 现场钻井液技术

3.1 一开(0～208 m)钻井液技术

(1)配制6%般土浆开钻，钻进中不断补充预水化膨润土浆.

(2)钻进过程中，开动四级固控设备，清除劣质固相.

(3)钻完设计井深，进行短起下钻.起钻前使用HV-CMC配制稠封井浆封井，保证表层套管顺利下入.

3.2 二开(208～2 610 m)钻井液技术

(1)使用一开井浆钻穿表层套管后，继续钻进80 m；之后改为大循环清水钻进，钻进至馆陶组底部时转换为小循环钻进.

(2)小循环钻进后按照配方低限逐渐加入各种处理剂，按照循环周均匀加入0.4%的聚丙烯酰胺胶液，防止粘土分散.

(3)钻进中密度控制在设计上限，并根据地层压力监测情况逐渐调整，保证钻井液液柱压力能够平衡地层坍塌压力，保持井壁稳定.

(4)上部地层漏斗粘度控制在40 s左右，中压滤失量控制在6～7 ml，释放钻头水马力，提高钻速.定向后漏斗粘度控制在45 s左右，中压滤失量控制在5 ml以内，保持钻井液具有适当的悬浮携带能力，护壁防塌.

(5)定向前加入3%原油，同时提高钻井液pH值，使原油充分乳化，保证钻井液具有一定的润滑能力；随着斜井段的延长，逐渐补充原油，保证钻井液的摩阻系数小于0.06.

(6)在东营组底部，适当提高低荧光井壁稳定剂和磺化酚醛树脂的含量，使钻井液能够形成良好泥饼，防止沙河街组井壁失稳.

(7)施工中合理使用固控设备，上部地层开启四级固控，清除劣质固相，保持钻井液的低粘、低切和低密度，提高机械钻速；钻井液密度加大后，适当开启离心机以净化钻井液.

(8)中完后进行一次短起下钻，充分循环，待振动筛无岩屑返出后，配制30 m3封井浆封井，保证后续作业顺利完成.

3.3 三开(2 610～3 868.00m)钻井液技术

(1)三开钻进后，根据地层压力系数适时调整钻井液密度，保持对地层的正压差，特别是在钻遇膏泥岩后，适当提高钻井液密度，保持井壁稳定.

(2)保持聚丙烯酰胺含量在0.5%以上，胺基聚醇含量在0.8%以上，提高钻井液的抑制性和包被效果，防止泥页岩吸水膨胀.

(3)根据钻井液密度合理控制般土含量，保证重晶石粉的质量，使钻井液具有良好的流变性和造壁性.

(4)漏斗粘度控制在50～60 s，保持钻井液具有一定的悬浮携带能力，同时避免产生大的压力激动而导致井壁垮塌.

(5)保证原油含量在8%，并根据摩阻和扭矩情况适当增加，提高钻井液的润滑防卡能力.

(6)控制中压滤失量在4 ml以内，高温高压滤失量逐渐控制在12 ml以内，减缓地层的水化膨胀趋势.

(7)保证低荧光井壁稳定剂的含量在3%以上，使钻井液在近井壁形成低渗透的泥饼，阻止液体压力向地层传递，从而提高井壁的稳定性，降低粘卡的几率.

(8)沙四段有膏泥岩及盐膏层，提前一次性加入2%磺化酚醛树脂、2%抗温抗盐防塌降滤失剂和1.5%抗复合盐降滤失剂，提高钻井液的抗盐能力.

(9)工程上加强短起下钻措施，配合长起下钻，扰动并破坏岩屑床，下钻到底后，配制150 s以上的稠浆清扫井眼；钻进过程中尽量采用定向钻进和复合钻进的方式，将新形成的岩屑床破除，降低岩屑床形成的几率.

(10)完钻后进行通井，下钻到底后，增大排量清洗井眼，然后配制80 s以上的稠浆清扫井眼.起钻前用2%固体润滑剂封井，保证电测顺利到底.下套管前用2.5%塑料小球封井，保证套管顺利下到底.

4 应用效果

(1)井壁稳定性好.聚胺强抑制润滑防塌钻井液抑制性强，封堵性好，有效抑制了泥页岩的水化，钻进过程中井壁稳定，三开平均井径扩大率仅为4.2%，井身质量良好.

(2)井眼净化效果好.体系悬浮携带能力强，施工中返出的岩屑棱角分明，由于采取了有效的工程措施，防止了岩屑床的产生，每次下钻都能顺利到底.

(3)润滑防卡效果好.使用原油润滑剂，配合泥饼控制技术，保证了钻井液的润滑性，钻进期间钻井液的摩阻系数在0.08以内.虽然定向轨迹复杂，但是施工中摩阻和扭矩小，起下钻畅通无阻.

(4)流变性稳定.钻进期间流变性能稳定，三开虽然钻遇膏岩层，但是钻井液流变性变化不大.钻井液性能见表1.

表1 钻井液性能表

(5)提高了机械钻速.钻井周期为28 d 18.5 h，平均机械钻速为8.98 m/h，创下了渤南区块同类型深井施工的新纪录.特别是三开井段仅用一只PDC钻头钻进，进尺超过1 250 m，机械钻速达8.14 m/h.

5 结论及建议

(1)聚胺强抑制润滑防塌钻井液适应了该井地层特点，解决了复杂轨迹下井壁稳定、井眼净化及润滑防卡的难题，达到了优快钻井的目的.

(2)下部地层钻遇大段盐膏及膏泥岩，易造成缩径卡钻及钻井液流变性恶化等状况，必须提高抗盐抗温处理剂的含量，适当增加钻井液密度，保持对地层的正压差，以保持井壁稳定.

(3)配制聚胺强抑制润滑防塌钻井液时必须控制胺基聚醇的加量，否则会影响体系的造壁性和封堵性.

(4)复杂轨迹下的定向井施工，必须加强短起下钻，破坏岩屑床，这样才能达到优快及安全钻井的效果.

[1]徐同台，洪培云，潘世奎.水平井钻井液与完井液[M].北京：石油工业出版社，1999.

[2]张蔚.北布扎齐油田浅层小井眼短半径开窗侧钻水平井钻井液完井液技术[J].新疆石油科技，2010，20(1)：24-26.

[3]邓增库，左洪国，夏景刚，等.冀东油田水平井钻井液技术[J].钻井液与完井液，2005，22(4):72-73.

[4]万绪新.水平井钻井液优化的几点思考[J]..石油钻探技术，1999，27(2):28-29.

[5]袁立鹤.DF2井水平井钻井完井液技术[J].钻井液与完井液，2008，25(6):74-77.

[6]张民立，李再均，张津林，等.DH1-H3深阶梯水平井钻井液技术[J].钻井液与完井液，2007，24(4):85-88.

[7]陈波，张杰，李炀辉，等.DSF2多底多分支水平井钻井液技术[J].钻井液与完井液，2010，27(3):55-59.

(责任编辑 邓颖)

Drilling Fluid Technology of YI 178-X1VF Well

Qiu Chunyang1Zhou Jianmin2Kang Defeng2

(1. Drilling Engineer &Technology Corporation, Shengli Petroleum Engineering Co. Ltd. of SINOPEC, Dongying, Shandong 257064; 2.Bohai No. 2 Drilling Corporation, Shengli Petroleum Engineering Co. Ltd. of SINOPEC, Dongying, Shandong 257064)

The Yi 178-X1VF well is an unconventional directional appraisal well with a complex geologic structure. Sloughing about clay rock occurred frequently in upper Es 3; down-hole troublesome condition of tight hole sticking easily occurred and rheological property is deteriorated because of heavy salt bed and creaming mudstone in upper Es 4; lost circulation occurred frequently because of crack in down Es 4; the well trajectory is so complex that there exist such difficulties as borehole stability, hole cleaning and lubrication to anti-sticking. The well was successfully finished after we applied the poly amino drilling fluid with the capability of high inhibition, lubrication and anti-sticking and took such measures as rational density supporting, high inhibition, good sealing formation and lubrication to anti-caving with the aid of onsite drilling fluid techniques. The ROP was 8.98 m/h, and a new record of ROP was created in Bonan Block.

Yi 178-X1VF; borehole stability; hole cleaning; lubrication and anti-sticking

2013-12-02

邱春阳(1978-),男，辽宁铁岭人，工程师，主要从事钻井液体系研究和现场施工工艺研究.

TE254.3

A

1008-293X(2014)07-0040-04