小井眼钻井液技术研究与应用

杨刚 朱振今 周思远 李业勋

(1.长城钻探工程有限公司钻井液公司；2.长城钻探工程有限公司钻井三公司，辽宁 盘锦 124010)

1 技术问题概述

因小井眼的井径和环空间隙小，故与常规钻井液比较，小井眼钻井液施工具有一些技术难点，其特征如下：(1)低固相体系。小井眼的环空间隙小，循环压耗大。固相含量较高，会影响机械钻速，并且形成的泥饼质量不好，易造成粘卡。(2)小井眼钻井液必须有良好的流变性，能够达到携带岩屑的标准。控制钻井液的流变性能，保证携砂。(3)小井眼钻井液还需要有较强的抑制性，小环空间隙比较容易造成卡钻情况出现。

2 相应对策分析

2.1 优选排量增强岩屑的携带与悬浮

(1)根据以往的施工经验知，环空返速在0.60～0.80m/s 即可满足携带岩屑的需求，根据的钻井液环空返速公式及现场施工的泵压等条件制约，最终确定泵的排量范围为5.6～6.7L/s。

(2)动塑比保持在 0.36～0.48Pa/mPa·s 之间，且需要保持钻井液有一定的低剪切速率黏度，以保证钻井液在低剪切速率下的携岩能力。

(3)提高净化设备使用率，去除有害固相。

2.2 提高地层承压能力，做好防漏工作

立足于防漏，制定如下措施：(1)保证钻井液密度处于合理范围。在井下正常情况下保持较低的钻井液密度，快钻时井段增加循环时间，降低环空岩屑的浓度，防憋漏地层。(2)在满足携岩的情况下，在设计值之内适当降低钻井液的粘度，并保持其流动性，减小流动阻力和激动压力，强化净化设备的使用，清除有害固相，降低环空的岩屑浓度，防止发生环空憋堵。(3)按照操作规程操作，控制起下钻速度，开泵要平稳，排量由小到大，防止压力激动过大，憋漏地层。(4)封堵剂的复配优选。

可供选择的封堵剂有超细钙、乳化沥青和聚合醇。

2.3 使用强抑制性钻井液体系和聚合醇，解决井壁失稳问题

(1)加强钻井液性能的维护，加入一定量的包被剂，抑制坂土和钻屑的水化分散作用，充分利用净化设备去除有害固相，在井壁上形成薄而密的泥饼。控制失水量，延长水化周期。

(2)加入高性能抑制剂，抑制泥页岩的水化分散，合理复配降滤失剂，确保良好的泥饼质量，控制滤失量至设计范围内

(APIFL≤2.5mL，HTHP FL≤10mL)。

(3)加入聚合醇、磺化沥青等封堵效果好的处理剂，封堵地层微裂缝，改善泥饼质量，提高井壁稳定性。

3 现场应用

3.1 工程简况

侧钻井井身结构设计。

表1 Q31-55C井身结构表

3.2 实测钻井液性能

表2 Q31-55C井现场钻井液性能

表2 为Q31-55C 井现场钻井液的性能参数。Q31-55C 井环空间隙小，循环当量密度高，循环压耗大，通过软件计算环空压耗，得出不同位置的钻井液循环当量密度，结果如图1 所示：

图1 环空水力参数计算

由图1 数据知：Q 前31-55C 井的总环空压力损失达8.14MPa，占现场施工泵压的42.8%，较大的环空压耗导致井底循环当量密度，由正常1.40g/cm3升高至1.67g/cm3，增加了井漏的风险，且起钻后由于地层横向应力的释放，井壁失稳风险增大。为了平衡停泵后的环空压耗损失，采用起钻压重浆的方式，用密度为1.70g/cm3的泥浆封堵窗口以上井段，平衡了裸眼段的地层压力，保证了井壁稳定，每次起下钻直接到底，未出现扩划眼现象。

4 应用效果

Q31-55C 井，开窗井深2470m，完钻井深3130m，开窗和完钻井深较深，要穿过沙三段上部易亏空油层和3000m 后的沙三段底部硬脆性碳质泥岩，近三年多次在该区块尝试此类井施工均以失败告终，施工难度极大。Q31-55C 井ECD 超过钻井液密度0.27g/cm3，钻进中高循环压耗，易导致井漏和粘卡发生。停泵后极易发生横向应力释放，导致井壁失稳。现场施工中，使用公司自产的高性能抑制剂，有效地控制低密度固相，提高钻井速度。封堵剂合理复配提高井壁稳定性，优选降滤失剂确保良好的泥饼质量，控制合理的钻井液密度和流变性控制ECD，通过起下钻1.70g/cm3重浆压井确保了井眼稳定。

5 结语

综上所述，通过多项技术措施的有效实施，保证了Q31-55C 井的高效安全施工，完井电测顺利，为打开沈北区块3000m以上118mm 侧钻井施工市场奠定了基础，同时为辽河油区老井侧钻改造提供了更多可能。