油田复杂压力梯度井随钻测压钻井液技术的研究

陈教淼 张立权 彭天军 敬毅(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部， 广东 湛江 524057)

油田管理

油田复杂压力梯度井随钻测压钻井液技术的研究

陈教淼 张立权 彭天军 敬毅(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部， 广东 湛江 524057)

涠洲12-1油田位于中国南海北部湾盆地，开采周期时间长，地层压力系统复杂。WZ12-1-A3S1井钻前预测可能钻遇9套以上储层且各层确切孔隙压力系数不完善，预计储层最低孔隙压力系数仅0.55、最高孔隙压力系数达1.11，复杂压力梯度储层钻完井作业将面临井漏、井控和压差卡钻等诸多严峻风险。为获取各套储层实际压力数据，通过对油基泥浆体系的优化升级，成功解决了以上难题。该井成功随钻测压21个点，成功率100%，为南海西部海域进行随钻测压作业首获100%成功率。

北部湾盆地;油基泥浆;复杂压力梯度;随钻测压;超细碳酸钙

经湛江分公司研究，WZ12-1油田拟在将原注气井A2井改为采油井的基础上，部署A3S1井通过天然气人工运移技术实现涠三段气顶气自流至涠二段进行能量补充，同时代替A2井在涠四段实现分层注气，达到涠洲12-1油田中块三井区综合调整目的。

因此，该井钻完井工艺需要实现上部多层间自流注气和下部多层分层注气开发要求，一口井实现2口井的开发功能；同时，该井钻前预测可能钻遇9套以上储层且各层确切孔隙压力系数不完善，预计储层最低孔隙压力系数仅0.55、最高孔隙压力系数达1.11，复杂压力梯度储层钻完井作业将面临井漏、井控和压差卡钻等诸多严峻风险。严峻的风险对北部湾油基泥浆技术提出了更高的要求，为此油化湛江作业公司钻完井液业务部对先有的油基泥浆优化升级，在井壁稳定、井眼防漏、防压差卡钻等方面进行专项研究，成功解决了该难题，是南海西部复杂压力梯度井随钻测压的一个成功案例，对后续开发类似井具有重要的借鉴意义。

1 技术难点

(1)井壁稳定—涠二段存在大套的灰色、褐灰色泥岩，轨迹紧贴断层，易发生井壁失稳，随钻测压风险高。

(2)地层防漏、防压差卡钻—存在复杂压力梯度，预计储层最低孔隙压力系数仅0.55、最高孔隙压力系数达1.11，高比重的泥浆极有可能在钻完井期间发生井漏和压差卡钻。

2 室内研究

2.1 油基泥浆井壁稳定能力的研究

为了达到获取储层资料的目的，首先要做到井壁稳定。油基泥浆抑制性强，能稳定泥岩和页岩类地层，防止垮塌[1]。针对涠洲12-1涠二段有大套灰色泥岩，微裂缝发育，且轨迹紧贴大断层，井壁稳定风险严峻，必须对传统油基泥浆的封堵能力进一步提升。该套钻井液技术日趋成熟，有较好的应用前景[2]。

室内通过调整PF-MOLSF和PF-MORLF的加量，提高封堵能力。进过一系列的配比试验，优选出的油基泥浆配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT+

1.5%1740+3.0%PF-MOALK+10.0%PF-MOLSF

+5.0%PF-MORLF+饱和CaCl2盐水

(油水比调整至95:5)+优质重晶石(比重加到1.40sg)

优化后的泥浆性能如下：

表1 优化后油基泥浆性能

掉块浸泡试验如下：

2.2 油基泥浆承压能力的研究

油基钻井液，储层伤害轻[3]，为了达到防漏和获取储层资料的目的，必须对优化后油基泥浆的承压能力进一步提升。室内通过加入不同目数比例的超细碳酸钙PF-QWY的方法，提高承压能力。经过不同目数比例的搭配，最终承压能力达到26MPa，达到了钻完井和随钻测压的要求。优选出的配方如下：

白油+0.8%PF-FSEMUL+1.1%PF-FSCOAT

+1.5%1740+3.0%PF-MOALK+ +10.0%PF-MOLSF

+5.0% PF-MORLF+饱和CaCl2盐水(油水比调整至95:5)+3.0%PF-QWY(400目：800目=1:3)+优质重晶石(比重加到1.40sg)

3 现场应用3.1 维护要点

(1)井壁稳定。井壁失稳是钻井工程中常遇到的井下复杂情况之一，严重影响地质资料的录取、质量和成本[4]。根据室内配方，在码头配制开钻泥浆，到现场后，再进行调整封堵材料加量，达到室内试验的加量。钻进过程中，持续维护消耗量。比重选择方面，根据钻参和返出情况，完钻比重逐渐提高至1.44。维护破乳电压稳中有升，氯化钙重量含量百分比在25-30%之间。

(2)地层防漏。根据室内配方，在开钻泥浆中目数比例加入PF-QWY(400目：800目=1:3)，提高承压能力，钻进过程中持续维护消耗。

(3)随钻测压期间。随钻测压期间保持开泵，静止时间不超过15分钟，及时活动钻具，防止压差卡钻。

3.1 随钻测压结果

该口井在涠洲组地层钻遇24套储层累计厚度达330余米，对主要储层21个点进行随钻测压作业，测得储层孔隙压力系数0.75、0.84、0.87、0.94、0.98和1.02等均有分布。在此次钻井作业采用钻井液密度1.44g/cm3，最大循环当量密度1.68g/cm3，最高钻井压差高达25MPa，整个随钻测压作业顺利，随钻测压质量显示优良，泵抽仅10s压力即恢复，储层保护效果优异。

砂床试验

油基泥浆承压能力试验

4 结语

(1)优化封堵材料加量后的油基泥浆对涠洲12-1油田易垮地层具有很好的封堵能力，满足作业井壁稳定的需要。

(2)油基泥浆中通过加入不同目数不同比例超细碳酸钙，改善泥饼质量，防压差卡钻，提高地层承压能力显著，效果较好，随钻测压收获率100%。

(3)随钻测压作业顺利完成的同时，该套泥浆体系储保效果优异。

[1]《海洋钻井手册》编委会.海洋钻井手册[M].北京：石油工业出版社，2009.

[2]张克勤，陈乐亮.钻井技术手册(二)钻井液[M].北京：石油工业出版社，1988.

[3]Bern P A,Zamora M,Slater K S,Hearn P J.The Influence of Drilling Variables on Barite Sag,SPE 36 670,1996.

[4]鄢捷年.钻井液工艺学[M].山东：石油工业出版社，2001.

陈教淼(1985- )，女，2008年毕业于茂名学院化学工程与工艺，学士，助理工程师，现在从事钻井液室内研究工作。