盐水钻井液在伊拉克东巴EBS油田的应用

时 磊

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）

EBS油田位于伊拉克巴格达地区东部。该油田长60km，宽14km。从前期施工情况看，该区块的主要施工风险是钻井过程中发生的井壁剥落、坍塌、卡钻等复杂事故。钻井液的施工重点是控制合理的流变性和密度，提高抑制性、增强封堵能力[1-3]。

1 地质情况分析

东巴格达EBS油田隶属于伊拉克的巴格达省。该油田二开地层含泥岩、硬石膏、泥质灰岩，其中Low fars层石膏较为发育；三开井段的Shiranish和Tanuma层页岩发育，易发生坍塌卡钻、剥落掉块等事故。主要目的层Khasib上部的Tanuma层岩性复杂，为泥质石灰岩夹杂页岩，页岩约为40%，中等硬度，扁平状，脆性，施工难度大，对钻井液性能要求高。

2 钻井液技术对策

针对二开井段Low fars层石膏发育问题，主要从提高体系抗盐能力入手，钻遇盐膏层时及时监控钻井液性能变化，避免性能大幅波动，此外还要控制合理的钻井液密度，避免缩径和扩径的发生。

针对三开Shiranish、Tanuma层页岩发育问题，主要从钻井液密度、抑制性和封堵能力三个方面入手，将钻井液密度控制在合理范围内，进而有效平衡地层坍塌应力；提高钻井液抑制能力，进一步抑制页岩水化；增大封堵剂用量，并通过合理的封堵剂粒径匹配对页岩孔缝形成有效封堵[4-5]。

3 现场施工情况

通过控制合理的流变性和密度，提高抑制性、增强封堵能力等技术手段，在东巴格区块的EBS-X井，使用KCl聚合物钻井液体系顺利完钻，各项指标均达到甲方要求。

3.1 一开钻井液施工情况

3.1.1 一开施工难点分析

一开为17-1/2″井眼，存在的施工风险有：①钻遇流砂层等疏松地层易发生窜漏；②钻速过快环空不畅，岩屑不能及时返出导致激动压力高增加窜漏情况的发生。

3.1.2 技术措施及施工效果

一开使用聚合物钻井液。钻遇上部疏松地层时，需要控制降低钻井液密度、适当提高粘度，减少因严重冲刷井壁导致的地层窜漏。由于上部地层砂岩疏松，颗粒较细，振动筛返出量偏少，除砂除泥一体机返出量较大，所以在钻进期间，根据岩屑返出的成型度，控制包被剂胶液的加入速度和数量，最大程度抑制泥岩分散。因为一开机械钻速较快，环空岩屑浓度高，可以适当提高排量，保证钻井液能够及时将钻屑返出井底，从而保持环空通畅。

经过使用上述技术措施，一开完钻后通井、下套管作业及固井施工均顺利。

3.2 二开钻井液施工情况

3.2.1 二开施工难点分析

二开井段钻遇多个层位，不同层位之间岩性变化显著，需要采用针对性的施工措施。在上部泥岩地层钻进期间，容易因泥岩膨胀导致缩径；盐膏层钻进过程中，钻井液易被盐侵导致失水变大、流变性变差；白云岩和灰岩地层微孔隙和微裂缝发育，易发生渗漏以及因虚泥饼形成的缩径现象。

3.2.2 技术措施及施工效果

二开使用KCl聚合物钻井液体系，从物理平衡和化学抑制两方面着手来提高钻井液的稳定井壁能力。物理平衡主要是通过调节钻井液密度，利用液柱压力来平衡地层压力，防止井眼缩径和坍塌。化学抑制是通过调节滤液的含量和滤液的性质来抑制地层矿物质水化膨胀，防止缩径和坍塌。由于使用的KCl聚合物钻井液属于强抑制性钻井液体系，配浆期间为防止大段泥岩和石膏层的缩径坍塌情况，按设计加量加足KCl，使滤液的矿化度远高于地层流体矿化度，通过K+抑制地层粘土的吸水膨胀分散，高矿化度抑制盐膏层的溶解，而下部白云岩和灰岩地层尽管含有泥质，但由于该体系抑制性较强，导致井眼扩大率较小，甚至轻微缩径。具体施工方法如下：在上部泥岩段钻进过程中，为防止水敏性泥岩水化膨胀、缩径、堵塞环空，根据进尺速度不断补充抑制剂胶液，使钻井液具有较强的包被抑制性，增强泥浆对泥岩的包被抑制能力，及时将泥岩返出地面。进入盐膏层前进一步提高密度，利用液柱压力来抑制盐膏层蠕变缩径；盐膏层钻进过程中，因为大量钙离子的影响，钻井液pH值下降较快，滤失量明显上涨，因此一方面要补充KOH溶液来保证体系的碱度，控制钙离子含量，维持钻井液pH值为8～10之间，提高钻井液的抗盐抗钙侵能力；另一方面要补加降滤失剂胶液，控制失水。进入白云岩和灰岩地层之前，要加入磺化材料，改善泥饼质量，封堵地层微孔隙和微裂缝，防止渗漏以及虚泥饼形成的缩径现象。此外通过加入流型调节剂优化钻井液流变，提高携屑能力，保证钻井液性能的稳定性。完钻后通过多次稠浆举砂作业，进一步保证环空通畅。提高四级固控设备使用率，做好钻井液清洁工作。加大一级固控中振动筛筛布目数，除砂器和除泥器使用率达到100%，中速离心机和高速离心机搭配使用，总使用率达到75%，保证低固相钻井液能够充分发挥提高机械钻速方面的优势。

二开施工期间，尽管钻进速度较快，钻进周期较短，但施工较为顺利。二开期间进行了多次起下钻通井，通井均比较顺利。个别井段进行了划眼通井，比临井划眼井段大幅减少，降低了划眼通井复杂时率。

3.3 三开钻井液施工情况

3.3.1 三开施工难点分析

三开井段的Shiranish和Tanuma层为页岩层，易因为井壁失稳发生剥落掉块、坍塌等风险。三开的重点是提高钻井液抑制性减少泥页岩层位水化分散和坍塌剥落；控制适合的密度来平衡地层压力减少页岩剥落；改善泥饼质量增强钻井液封堵效果来保持井壁稳定；改善流变性提高携岩能力保证岩屑及时返出。

3.3.2 技术措施及施工效果

在优化固相控制方面：更换振动筛布加大筛步目数，从一级固控开始有效地清除大部分的钻屑固相；一体机配合振动筛同步开启，去除泥浆中200目以上的有害固相，并每日适量开启中高速离心机，进一步去除泥浆中的细小劣质固相。

在改善泥饼质量方面：在钻井液中加入足够沥青类磺化材料，提升泥饼质量并降低失水，随着井底温度逐渐升高，接近软化点的沥青会更好地吸附到井壁上，进一步改善泥饼质量，并加强了封堵效果。

在改善携屑能力方面：通过保持适当的膨润土含量，配合高分子聚合物胶液，将钻井液漏斗粘度提高至50s以上，将钻井液的动切力提高至20lb/100ft2以上，这样可以解决页岩返出地面的问题，提升粘切后，每钻完一个立柱后，划眼后的钻井液的各项指标均有明显改善。在钻遇泥页岩层位时，发现剥落掉块后，配备足量的稠浆，在每次短起下，打入稠浆对井底进行清扫。

在控制密度方面：在钻进至页岩含量较高的井段之前，将钻井液密度调整至接近密度上限，利用钻井液液柱压力平衡地层压力，减少页岩剥落掉块。

三开使用KCl聚合物钻井液体系顺利钻穿目的层位，钻井液性能较为稳定。三开直井眼井径平均扩大率为2.5%。井径最大处为页岩发育井段，因发生剥落掉块现象造成了井径扩大；井径最小处为钻速较快井段，岩性为灰岩，钻速较快，螺扶修整井壁不够充分，造成了井径缩小。三开钻井液性能见表1。

4 结论

（1）东巴格达EBS油田地质情况较为复杂。二开地层含泥岩、硬石膏、泥质灰岩，其中Low fars层石膏较为发育；三开井段的Shiranish和Tanuma层页岩发育，易发生坍塌卡钻、剥落掉块等事故。主要目的层Khasib上部的Tanuma层岩性复杂，为泥质石灰岩夹杂页岩，施工难度大，对钻井液性能要求高。

表1 三开钻井液性能表

（2）针对EBS油田的地质特点，通过优化固相控制、改善泥饼质量、提高携屑能力、增强抑制性等技术措施保障了钻井施工顺利进行。

（3）使用KCl聚合物钻井液体系配合细致的施工方案，在EBS-X井顺利完成了钻井液服务，取得了良好的施工效果。