高性能水基钻井液在WX-P1井的应用

谢盛涛

(中石化中原油田分公司物资供应处，河南 濮阳 457001)

WX-P1井是位于东濮凹陷中央隆起带文留构造的一口开发水平井。目的层位为沙三上4。设计井深4407m/垂深3340 m，实际完钻井深3934 m/垂深3295 m，实际最大井斜度89.1°/3603m。预计地层压力系数1.20～1.30左右，实测地层温度90～120℃。设计钻井液密度为1.30～1.45 g/cm3，实际完井阶段钻井液密度为1.72 g/cm3。

1 工程地质概况

1.1 地质岩性与储层特征

WX-P1三开井段钻遇沙二下和沙三上地层，2850～3170m层位为沙二下，主要岩性为紫红色泥岩和浅灰色粉砂岩；3170～3934 m层位为沙三上，主要岩性为灰色泥岩和浅灰色粉砂岩。目的层孔隙度为14%～16%，渗透率为2～4 mD。

1.2 工程概况

WX-P1井地面-2850 m技术套管直径244.5 mm，三开井段钻头直径为215.9 mm，进尺1084 m，其中造斜段为582 m，水平段为502 m。排量25～28 L/s左右，钻压为30～50kN，泵压为15～18 MPa，电测和下套管一次成功。

2 钻井液技术难点解析

2.1 井眼清洁

WX-P1井采用三开井深结构，三开实钻裸眼井段1084 m，完钻井斜87.7°，最大井斜为89.1°。钻井液必须满足上部环空和裸眼段的悬浮带砂和水平段的冲刷带砂。采用低粘高切型钻井液，一方面尽可能降低循环压耗，另一方面保持良好的携砂和悬浮能力。当有掉块发生的时，可适当提高钻井液的粘度并配合一定体积的稠塞钻井液有利于掉块的返出，保持井眼清洁，满足钻井工程的需要。

2.2 润滑防卡

较高浓度的WJ具有较好的润滑效果，随着钻入裸眼段的加长，摩阻逐渐升高，应及时补充WJ、聚合醇、石墨粉和水化沥青粉SFT等，均可有效降低钻井液的摩阻。实钻过程起下钻和拉井壁平均摩阻为12～14 t，通井可带出较多的掉块和减少岩屑床，降低钻井液的摩阻，电测完通井摩阻24～30t，下套管摩阻为12～15 t。

2.3 钻遇泥岩出现掉块

沙二下(2850～3432 m)紫红色泥岩含量约为70%，沙三上(3498～3596 m)为整段灰色泥岩，其他井段含有小段的泥岩。需要钻井液具有合适的钻井液密度和良好的抑制和封堵能力来防止泥页岩的坍塌掉块。调整合理的钻井液密度为1.49～1.72 g/cm3，按消耗量及时补充WJ、氯化钾和SFT等，保持钻完井过程的井壁稳定，井眼畅通，未出现阻卡现象。

3 高性能水基钻井液现场应用

3.1 钻井液的配制

钻井液现场配方为：(10%～15%)WJ+(0.3%～0.5%)降滤失剂LVT+(0.8%～1.0%)流型调节剂HVT+(3%～4%)封堵剂ZLT+(2%～3%)聚合醇+(0.4%～0.6%)NaOH +25%无机盐+重晶石。

3.2 钻井液的维护

通过补充流型调节剂HVT提高钻井液粘切，补充含有WJ和降滤失剂LVT的稀胶液可降低钻井液的粘切；适当补充降滤失剂LVT可降低API滤失量，补充封堵剂ZLT可维持钻井液封堵能力，同时可控制API和HTHP滤失量；钻进过程中维持WJ的含量和K+离子含量可有效抑制泥页岩的水化剥落，完井作

业前使用膏状沥青等处理好钻井液，提高钻井液的抑制和封堵能力；钻进过程中维持WJ的含量可保持钻井液良好的润滑性，随着钻入水平段裸眼段的加长，适当补充聚合醇亦可有效降低钻井液的摩阻。

4 效果评价

WX-P1三开段分段钻井液性能如表1所示。

表1 WX-P1井水平段钻井液性能

注：HTHP测试温度为130℃。

4.1 井眼清洁效果

高性能水基钻井液为低粘高切型优质钻井液，有利于保证较高的钻井速度和良好的携岩带砂效果。有效地控制了固相含量，水平段低密度固相含量为5.6%～9.0%，保持了井眼清洁，降低了钻井液的水平段小井眼循环压耗。

4.2 润滑防卡效果

维持WJ的含量在10%～15%，并配合一定量的聚合醇，相互增效，钻井液仍保持了良好的润滑性，后期补充少量石墨粉弥补进入长裸眼水平段带来的摩阻升高，实钻过程起下钻和拉井壁平均摩阻为12～14 t。

4.3 抑制性和井壁稳定

该井三开返出的岩屑棱角清楚，代表性强，因部分使用回收钻井液，膨润土含量保持在14.3～28.6 g/L，钻井过程及时调整钻井液密度，并适当补充沥青粉，井壁通畅，较好地稳定了井壁。

5 认识及建议

(1)高性能水基钻井液在携岩带砂能力、润滑能力、滤失造壁性等方面较好，抗温稳定性较高，满足长水平段钻井的需要。

(2)该钻井液强抑制性解决了钻屑水化分散污染钻井液的问题，有效控制了固相含量，降低了钻井液的水平段循环压耗；同时抑制了地层水敏性矿物的水化膨胀，降低了液相损害。

参考文献

[1]丁彤伟,鄢捷年.新型MEG钻井液体系的研究[J].石油天然气学报,2005,27(6):750-752.

[2]赵 虎,甄剑武,王中华,等.烷基糖苷无土相钻井液在卫383-FP1井的应用[J].石油化工应用,2012,31(8):6-9.