东营胜2—平20井钻井液改良技术

摘 要：胜2一平20井位于济阳坳陷东营凹陷坨一胜一永断裂带胜二区，本井1600m定向，最大井斜90.9°，井底位移651.07m，完钻斜深2716m。本井较好地解决了井眼净化和井壁稳定、润滑防卡等问题，取得了较好的经济效益。

关键词：水平井；托压现象；井眼净化；优化钻具组合；钻进方式；润滑防卡

1 地质工程概况

1.1 地质概况 胜2一平20井从上到下地层分为四系：平原组（0～335m）、明化镇组（335～1090m）、馆陶组（1090～1415m）、东营组（1415～1705m），沙河街组沙一段（1705～1900m）、沙二段（1900～2100m）、沙三上段（2100～2190.5m）。东营组以上地层成岩性差，胶结疏松，易垮塌，水化分散能力强，在钻井过程中易缩径，对钻井液造成粘土侵，沙河街地层灰色泥岩浅灰色沙岩互层，易造成井壁坍塌。

1.2 工程概况 本井1600m定向，最大井斜为90.9°，井底位移为651.07m。一开用钻头Φ444.5mm钻到深度为353m，下入套管Φ339.7mm到达井深度为351m，二开用钻头Φ215.9mm钻到深度为2716m，下入套管Φ139.7m到达井深度为2711.16m。

2 现场钻井液及维护处理要点

2.1 一开 由于井眼大，携岩困难，井壁稳定性差，施工中必须采用大排量钻进，钻井液采用自然造浆，适当提高粘度，钻井液中加入3%～5%、膨润土+0.1%～0.2%、纯碱+0.1%～0.2%烧碱，钻完一开后，充分循环，使钻井液的粘度维持在35s以上，确保表层套管顺利下入。

2.2 二开 直井段：宜采用双路循环达井深为1100m，加入0.05%-0.1%PAM絮凝劣质土和岩屑，钻达井深为1100m后改为小循环钻进。小循环一定要使用好固控设备清理消除岩屑和有害固相；钻井液的流变性应达到良好，必须对钻井液进行降粘度和切力处理，采用细水长流的方法补充0.5%-1%FH-J24和NaOH；API滤失量控制在6-8ml的范围内，沙河街组以上井眼必需打大。后期施工顺利进行的保障是：在钻进过程中不间断补充聚合物胶液，把握和控制好膨润土浆造和劣质固相含量。钻井到达沙河街组地层后充分利用FH-J24 NaOH，把钻井液的粘度切力调整好，使其流动性加大，用DS-03降低钻井液虑失量。到达沙三段后FBJ-3进一步降低钻井液滤失量，利用BLL-1来调整钻井液的粘度。

斜井段：造斜前一定控制好固相含量，补充液体润滑剂时，更应将钻井液滤失量控制在5～6ml范围内，到达斜井段后把固控设备利用好，促使钻井液具有良好的流动性和携砂能力把降低劣质土含量作为首选。若达到30°左右的井斜角，超过标准要求的摩擦系数，钻井液应马上混入6%白油，钻井液就具有了良好的润滑性，泥饼摩擦系数好控制，范围应小于0.06。井斜角随着渐渐增大，应立即逐步加大极压润滑剂和固体润滑剂的用量，钻井液也逐步提高润滑性，同时更应及时补充防塌剂，促使钻井液的防塌能力提高；钻井液的动切力提高，必须控制好流变参数动塑比控制在0.4Pa/mPa·s左右；使其增强携砂能力，同时控制好钻井泵排量；防止形成岩屑床，必须坚持在短程起下钻；改善泥饼质量，保证井壁稳定，必需将钻井液滤失量降至4ml左右。

水平段：马上进入水平段之前，钻井液中必需一次加入5t钻井液用水基聚醚润滑剂，控制好水平段的钻井液泥饼摩擦系数，摩擦系数范围应小于0.05，含砂量控制在0.3%，滤失量应小于4.0ml，钻井液动塑比控制在0.42-0.48Pa/mPa·s范围内，必需采用紊流钻进，同时控制好泵的排量，这样钻井液对油层的损害可降低到控制范围内。

3 钻井液的技术难点

3.1 解决提高润滑和防卡能力的问题 进入斜井段一定要采取的技术措施为：一定要加入足量的润滑材料，用来降低泥饼摩擦系数，必需严格控制钻井液的滤失量和泥饼厚度，一定要保持泥饼薄而坚韌，必须要防止岩屑的形成或尽量减少其厚度；利用和使用好固控设备，把钻井液中的有害固相降低到一定范围，再利用有效的钻井工程措施，把压差卡钻的发生降到最低；随着井斜的逐步增大，必需及时补充极压润滑剂、固体润滑剂，可提高钻井液的润滑和防卡能力。

3.2 提高井眼净化问题 进入斜井段的钻井过程中一定要控制好泵排量，控制在28-32L/s范围内；钻井液的环空返速控制好及保持范围为1.10～1.30m/s内、切力范围控制为（1-2）/（4-6）Pa/Pa、动塑比范围控制为0.30-0.48Pa/mPa·s；提高钻井液的携带悬浮能力，必须每打完单根一定要进行划眼2-3次，必须每钻进100m短起下钻1次，必须要长短结合才能破坏岩屑床的形成；通过这些措施，净化井眼的效果必能大大提高。

3.3 解决托压现象问题 定向井的井斜角大，裸眼段长，钻具与井眼接触面积过大，“托压”现象比较严重，影响了钻井工程的进行。在定向井现场施工当中必须要做到，尽可能保持井眼轨迹平滑，从根本上解决定向井“托压”问题。

单种润滑方式在定向钻井过程中，定向井控制井眼轨迹平滑十分困难，尤其是地层倾角变化大和方位漂移严重的地层，不平滑的井眼轨迹极易形成，则“托压”问题马上就产生了，必须要采用组合润滑方式来加以缓解，以液体润滑剂为主，再添加极压润滑剂、固体润滑剂等润滑方式，采用上述措施后能有效地缓解“托压”现象。在定向钻进过程中，结合地层岩性特点，滑动钻进5m后复合钻进5m，井斜和位移不断增加，应当逐步提高钻井液含油量，当井斜度超过60°后，提高钻井液含油量达到6%，同时一定配合使用2%-3%石墨粉及适量塑料小球，就能促使泥饼摩阻系数控制在0.05以下，更能提高钻井液的润滑防卡性能。进入水平段后白油含量必须达到15%，为下一步工作做准备。

3.4 优化钻具组合和钻进方式 尽可能的减少钻铤的用量，必须加大钻杆的用量；牙轮钻头进行增斜作业作为首选，使用PDC钻头易造成“托压”问题；在调整井斜时尽可能或必须采用滑动钻进和复合钻进相结合的方法，避免大段连续的滑动钻进。

4 结论

4.1 胜2—平20井较好的解决了井眼净化和井壁稳定、润滑防卡等问题，取得了较好的经济效益。

4.2 大斜度长裸眼定向井的“托压”问题必须多种措施共同努力解决；施工中尽可能保持井眼、井身轨迹平滑，同时用好润滑方式和加大润滑材料的用量，促使水平井的施工顺利进行。

4.3 利用好固控设备，更应充分利用好离心机，配合降粘剂，调配、控制好钻井液粘度，应用较低的钻井液粘度钻进防止钻屑贴井壁。

作者简介：李虎，黄河钻井五公司32498队，山东东营人，1997年毕业于胜利油田勘探技工学校，历任钻井液工，钻井液组长，2011年晋级技师。