河套盆地气探安全钻井技术

刘永刚 王成鑫 孙志强(川庆钻探长庆钻井总公司,陕西 西安 710018)

河套盆地气探安全钻井技术

刘永刚 王成鑫 孙志强(川庆钻探长庆钻井总公司,陕西 西安 710018)

河套盆地气探井位于内蒙古自治区巴彦淖尔市，具有井眼尺寸大，下部地层砾石含量高，易发生携砂困难，钻具失效等难点。同时因地层新、成岩差、泥岩段长、造浆严重，易引起井壁失稳，泥包钻头。需要形成一套保证携砂，防止钻头泥包，防坍塌的钻井液工艺。对比分析该区块存在的难点，优化钻井液体系，确保了井下安全。

河套盆地;井壁失稳;钻头泥包

1 主要难点

1.1 井壁失稳

原因分析：胶泥、软泥段长，胶结疏松成岩差，节理、微裂缝发育。当钻开地层时，钻井液滤液沿裂缝进入，易引起固体颗粒的剥落，降低了地层之间的胶结力，在外力作用下易发生破裂，造成坍塌。

防塌思路：

①选用合理的钻井液密度，保持井壁力学稳定；防止起钻时的抽吸作用；起钻时及时灌满泥浆；井漏造成液柱压力降低等。

②优选防塌钻井液类型和配方，采用物理化学方法阻止或抑制地层的水化作用。

1.2 钻头泥包

原因分析：河套群组、乌兰图克组、五原组岩性均以胶泥、软泥为主，临河组、乌拉特组、毕克齐组岩性以泥岩为主。且取芯主要层位为临河组与固阳组。泥岩裸眼段长，起下钻过程撑刮井壁造成钻头扶正器处胶泥聚集，引起泥包。

防泥包思路：优选防塌钻井液类型和配方，加强钻井液抑制能力、增强对钻头冲刷、减少固相含量。

1.3 砾石含量高

固阳组起地层含大量砾石约占岩屑55%，破坏钻头影响钻时，同时要求钻井液必须有更好的携砂能力。

2 室内实验

分别用复合盐和聚磺钻井液对井塌泥岩样品做70℃滚动回收对比实验，观察岩样水化分散情况，考查两种钻井液体系抑制防塌效果。

体系 岩样质量g滚动48小时质量g回收率%滚动96小时质量g 回收率%滚动144小时质量g 回收率%

复合盐聚磺55.80 51.78 54.48 50.36 97.63 97.25 53.03 47.18 95.03 91.12 51.29 44.81 91.92 86.54

实验数据表明1#复合盐体系能有效的控制失水进入地层，对抑制泥岩水化膨胀能力强，粘切低，能有效解决钻头泥包。

3 配方的确定

推荐配方：

井浆+0.1%NaOH+0.1%PAC+1-1.5%SMP-2+1.5-2%SFT-1+1.5%GD-K+8-10%HCOONa+3-4%KCl

转化时机：

在五原组开始转化体系，转化体系时加入HCOONa和KCl。

性能：

进入临河组时提高钻井液密度至1.25g/cm3以上，平衡地层。防止井壁失稳后被动提高密度，同时引起粘切过高，泥包钻头。

4 现场效果

4.1 钻井液技术成熟，井深结构四变二

随着钻井液技术的逐步成熟，形成一套适合河套盆地的钻井液体系，保障了井下安全。由原来的四开结构井逐步改变为二开结构井。

4.2 转化提前，电测一次成功

优化钻井液配方后，井壁稳定。电测时由隆1井的遇阻通井变为一次成功。

4.3 降粘增抑制，解决钻头泥包

钻井液中加大甲酸钠含量，引入适量K+大大提高钻井液抑制性，降低钻井液粘切，解决了钻头泥包问题。

4.4 双管齐下，保证井壁稳定

转化体系初适量提高钻井液密度，同时增强钻井液封堵抑制性。在物理防塌、化学防塌同时作用，确保井壁稳定。

4.5形成体系，降低钻井液成本

通过室内实验和现场应用效果，形成了一套适合河套盆地气探井的钻井液技术。保证了井下安全，减少了钻井周期，提高了机械钻速，降低了成本。

4.6 取芯收获率达98%以上

5 结语

(1)摸索形成的体系与地层配伍性好。

(2)提前至五原组转化体系，临河组人为提高密度，保证了井壁稳定。

(3)加大甲酸钠含量，引入适量K+大大提高钻井液抑制性，降低钻井液粘切，解决了钻头泥包问题。

(4)前期预防保证了井下安全，减少了钻井周期，提高了机械钻速，降低了成本。

[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].东营：中国石油大学出版社，2006.

[2]邱正松 韩祝国 徐加放，等.KCl/聚合醇协同防塌作用机理研究[J].钻井液与完井液，2006，3：1-3.

[3]崔贵涛，陈在君，黎金明，等．复合盐水低伤害钻井液在桃7-9-5AH水平井的应用[J]．钻井液与完井液，2011，28（3）：42-44.

刘永刚（1985-）男，汉族，四川乐山人，钻井液工程师，主要从事钻井液技术管理工作。