提高深探井钻井效益技术探讨

左丰芹

（胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司 山东东营 257000）

摘 要：深探井具有高温、高压、地层复杂、工艺复杂、污染严重和地质情况不易预测等多项不利于钻井作业的因素，严重影响着钻井生产安全。深探井钻井液质量不易保证，而成本投入居高不下，井下复杂情况时有发生，如何降低深探井成本投入，保障钻井生产安全，是增加钻井效益的一项重要内容。针对该技术问题，我们调查目前深探井钻井现状，针对成本居高不下的原因进行分析，确定造成该问题的主要因素，针对这些因素制定了技术措施，提高了钻井液质量，降低了成本投入，取得了良好的经济效益。

关键词：深探井；钻井液；钻井成本

一、概述

近年来公司承钻深探井逐渐增多，在深探井施工中遇到了井壁不稳定、钻井液高温失稳和流变参数不易控制等诸多技术难题[1]，导致钻井液成本投入居高不下，2014年度，我们公司承钻3500米以上深探井5口，钻井液成本超额率高达96%，大大增加了钻井成本，严重影响了公司的经营效益。

二、原因分析

1、钻井液性能不达标

分析目前深探井所用钻井液体系，主处理剂不够明晰，多项处理剂不在最佳含量范围内，不易获得良好的钻井液性能参数组合，严重影响了钻井液抗污染能力、防塌能力，存在稳定性差、防塌降滤失困难、高温高压滤失量难以降至15ml以下、降低滤失量会引起流变参数恶化、终切力难以控制在20Pa之内等问题，导致频繁处理钻井液，增加了处理剂用量，降低了处理剂使用效率[2]。

2、操作人员技术素质差

现场技能操作人员不能通过小型试验优化钻井液处理最佳方案，只是凭个人经验和感觉，防塌降滤失剂的加入存在很大程度的盲目性，大大降低了使用效率；处理剂或加重剂加入不通过加料漏斗，直接加入循环钻井液中，存在分散溶解不良，部分处理剂被固控设备除掉，或沉附在井壁上造成不良影响，增加了处理剂用量。

3、加料设施存在问题

深入现场调查获悉：所配备加料漏斗，均弃置不用，主要原因是加料时容易堵塞，且不易清理疏通，只得将处理剂或加重剂直接加入循环钻井液中，加之深探井钻井液失水相对较小，使处理剂不易及时分散溶解、生效，而被固相控制设备除掉，造成浪费。

三、技术措施

1、分层段优选钻井液体系

依据现代钻井液技术理论，结合现场实际，分层段选用性能指标优良的钻井液体系。

（1）东营组中部及以上地层。

潜在复杂情况：地层造浆性强，钻速快，使钻井液密度升高快，含砂量高；钻井过程中易发生缩径、起下钻遇阻卡、拔活塞等井下复杂情况。

钻井液技术对策：选用抑制包被能力强的不分散低固相钻井液体系。该体系由水、膨润土、高聚物组成，既有接近清水的高钻速又有较好的携带、悬浮岩屑能力和防塌性能。

（2）东营组下部及以下地层

潜在复杂情况：该层段是深探井的主要复杂井段，地层层理裂隙发育，泥页岩易吸水膨胀导致井壁坍塌；深部常存在异常孔隙压力，钻井液密度不合适，易导致井壁失稳发生井下复杂。要求钻井液有低的滤失量和良好稳定的流变参数。

钻井液技术对策：依据地层的坍塌压力和破裂压力确定合理的钻井液密度，根据垮塌机理并结合现场实际成功经验，选择使用聚硅醇防塌钻井液体系。聚硅醇防塌钻井液主要特点：

①抗温能力强，性能稳定，在粘土矿物表面具有润湿反转作用，能有效抑制粘土水化；

②钻井液转化、维护处理简便易行，对环境影响小；

③聚硅醇钻井液抑制固壁效果好，能有效提高层理裂隙发育地层的稳定性；

④聚硅醇钻井液高温高压滤失量容易控制，可控制在7～8ml ，而且仍能保持良好的流变性，大大降低了钻井液滤液对井壁不稳定的影响；

⑤聚硅醇钻井液初切力、终切力值较低，引起的井内压力激动较小；

⑥聚硅醇钻井液固相容量限高，在较高密度时，仍具有良好稳定的钻井液性能；

⑦聚硅醇钻井液抗污染能力强，润滑性好。

在化验室内运用正交试验和现场实验确定聚硅醇防塌钻井液典型配方。抗复合盐降滤失剂3%+高温防塌降粘降滤失剂3%+抗盐抗高温防塌降失水剂3.5%+有机硅稳定剂2%+聚合醇防塌剂3%+羧甲基磺化酚醛树脂2.5%（膨润土含量以3%～4%为宜）。

2、加强技术培训

公司举办了由12个深井队钻井液工参加的深探井钻井液技术培训班，聘请钻井液工程师和高级技师授课，强化深探井钻井液小型实验操作训练，使理论知识与实际应用较好地结合起来，学后并进行了理论和实际操作两方面测试，确保每个受训者都熟练掌握了深探井钻井液维护处理技术。

3、改进加料设施

与钻井队、机动部门协作对加料设施做了切实可行地改进。为解决加料易堵塞问题，加粗截短了鉆井液喷出管路，为防止加重时加重剂向外返喷，污染环境，对漏斗上部做了加高，并加了盖板。通过改进，加料设施比较好用，促进处理剂较快地均匀分散溶解于钻井液中，提高了处理剂使用效率。

四、应用效果

近期公司完成的3500米以上深探井5口，钻井液成本定额6687645元，实用钻井液成本8031627元，钻井液成本超额率为20.1%，钻井液性能良好稳定，保障了深探井施工顺利，大幅度降低了钻井液成本超额率。

五、结论及建议

1、聚硅醇钻井液体系性能参数良好稳定，防塌润滑性能好，高温高压滤失量易控制在8ml左右，终切力可控制在12Pa之内。解决了降低高温高压滤失量就会引起流变参数恶化等技术难题，井下复杂情况明显减少。

2、钻井液技术的培训能够有效地提高技术人员的操作水平 。能够为钻井液性能的维护提供有力保障。

3、通过改进，加料设施比较好用，促进处理剂较快地均匀分散溶解于钻井液中，提高了处理剂使用效率。

参考文献：

[1]赵俊峰，张克勤，孔德强，卢彦丽，梁艳丽；有机硅抗高温钻井液体系的室内研究[J]；钻井液与完井液；2005年S1期

[2]杨晓丽，李发荣；使用聚合物钻井液钻水平井保持原油产量[J]；国外油田工程；2008年12期