浅析鸭K区块水平井钻井液技术的应用

段晓东，张　超，张　龙，李柏林

（西部钻探工程有限公司国际钻井公司，新疆乌鲁木齐830026）

浅析鸭K区块水平井钻井液技术的应用

段晓东*，张超，张龙，李柏林

（西部钻探工程有限公司国际钻井公司，新疆乌鲁木齐830026）

水平井钻进技术是指石油钻进过程中，通过控制钻头钻进轨迹，使之沿油层的走向钻进，以最大限度的增加油层的产油面积，提高油田的采收率和勘探效果。以玉门鸭k区块为例介绍水平井钻井液技术的应用。

水平井；钻井液技术；鸭K区块

1　概述

水平井钻井液是钻井技术发展的必然产物，和钻直井相比涉及到了新的工艺和新的技术，因水平井井眼倾斜，在钻进过程中钻具与井壁的接触面积大，摩阻高，容易发生阻卡，甚至卡钻，所以它对钻井液技术提出了更高的要求，在水平井钻井液的设计和施工中，必须把握好钻井液的特性，钻井液参数的优选。由于井斜段岩屑床的形成，水平井需具有更好的防塌，润滑防卡和携屑能力，所以水平井的关键技术在于井眼净化，井壁稳定，摩阻控制，防漏堵漏及保护油气层等方面。

2　水平井钻井液技术

2.1水平井井眼净化

水平井井眼清洁是钻进过程中的一项重要环节，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩的增加，甚至于卡钻，并影响下套管和固井作业的正常进行。影响井眼净化的钻井液因素有：钻井液流变性能和钻井液密度。因此实现水平井井眼净化的钻井液技术措施主要有：选用合理流型与钻井液流变参数；适当增加钻井液密度，改善井眼清洗效果；同时检测返出岩屑量，监控岩屑床是否生成，及时采取措施。

2.2井壁稳定

井壁失稳是指钻井或完井过程中出现的井壁坍塌、缩径、地层压裂等井下复杂情况。井壁失稳会严重影响钻井速度、质量和成本，甚至延误勘探开发的速度。而造成井壁不稳定的实质是力学不稳定，即当井壁岩石所受的应力超过其本身的强度时就会发生井壁不稳定。为了稳定井壁实施的钻井液技术措施有：

（1）确定合理的钻井液密度。钻井过程中，保持井壁力学稳定的必要条件是钻井液液柱压力，必须大于地层坍塌压力小于地层破裂压力，因此稳定井壁首先需要确定合理的钻井液密度。

（2）优选防塌钻井液类型和配方。水平井钻井液必须具有较强的抑制能力，能有效的防止井壁吸水膨胀、坍塌，同时防止钻屑分散，以降低劣质固相含量。因此在钻井液的配方方面应要提高钻井液的抑制性；采用物理化学方法封堵地层的层理和裂隙，阻止钻井液滤液进入地层；降低钻井液高温高压滤失量和泥饼渗透率，尽量减少钻井液进入地层的量等。

2.3摩阻控制

（1）泥饼质量：泥饼质量直接关系到摩擦系数的大小，薄而韧性好的泥饼可以很好的降低摩擦阻力。

（2）润滑剂的影响：影响钻井液润滑性的主要因素有：钻井液中的固相含量（劣质固相，加重剂）、钻井液中使用的润滑剂及乳化剂和钻井液体系及处理剂。其中使用润滑剂是减少钻具和井壁摩擦最有效的方法，对于不同井别，对它使用有一定得限制，使用种类不同其效果也不同，一般来说润滑剂的主要成分分子量越高越能配伍，则效果越好。

（3）处理剂的影响：钻井液处理剂的合理配伍也可较好的解决钻具润滑，任何有机处理剂都是有亲水基和亲油基组成，它在维护好钻井液胶体的基础上，对润滑性的贡献表现在亲水基团吸附在粘土表面和钻井液水相，因此在粘土表面就有一层束缚水化膜，减少了钻具与井壁之间的摩擦。

钻具在重力的作用下，水平井的井内钻具与井壁的接触面积比直井大幅度增加，因而水平井钻井过程中的卡钻可能性比直井大得多，因此处理水平井摩阻问题的钻井液技术措施有：优选钻井液类型与配方，降低钻井液的滤失量、润滑系数与泥饼摩擦系数，改善泥饼质量。

2.4防漏堵漏

井漏是在钻井、固井、测试等作业中，各种工作液在压差作用下漏入地层的现象。井漏发生的基本条件有：一是地层中存在能使钻井液流动的漏失通道，如孔隙、裂缝或溶洞；二是井筒与地层之间存在能使钻井液在漏失通道中发生流动的正压差。在水平井钻井过程中，井漏更容易发生，而防漏堵漏比直井难度更大，因为水平井在斜井段和大斜度井段循环过程中所加入的堵漏剂极易被沉积在井眼下侧，无法封堵井眼上侧的漏失地层；且绝大多数水平井的水平井段为储层，故在水平井段钻井所采用的防漏堵漏技术措施既要堵住漏层，又不能损害储层，故增加了难度。

由于水平井的特殊性，水平井井漏时钻井液应当：首先要降低钻井液密度以达到减少钻井液的液柱压力；其次适当提高钻井液的悬浮稳定性，改善其携岩能力，保持井眼清洁，避免沉砂引起的憋泵再把地层憋漏。在斜井段和水平段上井壁的封堵需要增加封堵材料的加量来提高堵漏材料通过井眼上侧的机会；提高堵漏浆液的粘度和动切力，增强携带堵漏材料能力；降低堵漏浆液的顶替速度，流速宜降低到可避免井漏进一步加剧的程度。

2.5保护油气层

钻井的目的就是生产出商业的石油，而当侵入的滤液过多和泥饼很厚时，造成地层孔隙被钻井液堵塞和滤液与地层作用而形成的堵塞，会把油气资源堵死在油层中。所以，钻水平井是获得高产的工业油气流，如果不采取好的油气保护技术，则会造成投入多而产出少的情况。

水平井油气层损害的特殊性：钻井液与油气层的接触面积较大；油气层浸泡时间较长；钻进油气层时的压差较高；一旦损害，难以恢复。

技术措施：优选完井方式；优选钻井方式和钻井液密度；优选钻井液完井液类型。

3　现场应用与效果

（1）在表层钻进期间，配制0.5%CHM胶液少量加入，增强结构，再补充3%～5%石灰石粉，增加固相为阳离子钻井液的转化打好基础。

（2）阳离子钻井液保持良好抑制性和稳定性，二三开突出悬浮和携带能力，定向段及时混入乳化好的原油，强化失水造壁、携带能力和润滑防卡，保证了井下安全。

（3）进入弓形山要严格控制滤失量，提高钻井液防塌能力，适量增加磺化类钻井液药品用量和生石灰乳液的加量，防止因应力释放造成井塌。本井采用DYFT-1磺化沥青剂来抑制防止第三系的坍塌，减少井壁掉块。

（4）随井斜和位移的增大，钻具与井壁的接触面积增大，摩檫力和扭矩随之增大，施工中要加大降滤失剂的用量，使井壁形成良好的泥饼，当井斜超过50°后，提高钻井液结构性，增强悬浮、携带能力，防止沉砂卡钻。

（5）进入中沟组、下沟组，携带是关键，每班补充10%的坂土浆2m3，将泥浆的坂土含量由40g/L调整到55g/L，井下明显好转返砂正常。

（6）完井前对钻井液进行处理，适当减弱钻井液结构，降低钻井液粘切力，加入润滑剂，使钻井液具有良好的润滑性，保证了测井、下套管的顺利进行。

（7）利用“四级”固控设备的优势，振动筛使用率为100%，除砂器使用率为100%，对易造浆井段离心机使用达到纯钻时间的20%，清除钻井液中的劣质固相，保持钻井液良好的流变性,优化钻井液性能,减少了处理剂的加入，确保了钻井液性能的稳定。

（8）完井钻井液性能：密度：1.20g/cm3；粘度：74s；失水：4.0mL；切力：4/10；泥饼：0.3mm；pH：9；含砂：0.3%；HTHP:9.0mL。全井无复杂、无事故。

4　结论

（1）井眼净化：选用合理流型与钻井液流变参数，选用适当的塑形粘度，动切力和静切力和钻井液密度，改善井眼清洗效果。

（2）井壁稳定：选用合理的钻井液密度，降低失水，适当提高粘度，提高防塌能力，加足小阳离子和生石灰，使泥饼薄而柔韧，质密而光滑。

（3）摩阻控制：提高钻井液的润滑性，改善泥饼质量，加强固控设备的使用。

（4）防漏堵漏：降低钻井液密度以达到减少钻井液的液柱压力，适当提高钻井液的悬浮稳定性，改善其携岩能力，保持井眼清洁。

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TE254

B

1004-5716(2016)11-0044-03

2016-01-12

2016-01-18

段晓东（1984-），男（汉族），陕西富平人，工程师，现从事钻井科技管理工作。