合川001-84-H2井技套KCL聚合物钻井液技术

2022-02-22张锁忠

石油和化工设备 2022年1期

张锁忠

（大庆钻探工程公司钻井一公司黑龙江大庆 163411）

合川001-84-H2井位于四川省广安市武胜县街子镇。构造位置处于合川须三底界构造西端合川气田须家河组沉积特征为一套内陆河湖交替的陆源碎屑岩沉积，厚度稳定分布，厚度在500m～650m，顶与上覆侏罗系自流井组珍珠冲段呈假整合接触，底与下伏雷口坡组假整合接触。在须一、三、五段沉积时期以湖泊沉积为主，主要发育黑色页岩、泥岩，夹薄层泥质粉砂岩、煤层或煤线，为主要烃源层和盖层。须二、四、六段沉积时期为三角洲沉积，以灰色中粒、中～细粒岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩为主，发育三角洲体系的分支河道砂体。主要发育储集砂体。

1 施工难点

1.1 技套施工层位岩性以页岩、砂岩为主，夹泥质灰岩和泥岩，页岩不稳定，容易造成井壁失稳，引起井下复杂。

1.2 本井造斜点1630米，完钻时井斜达到68度，在Ф311.2mm井眼施工中，井斜较大会影响返砂效率，并增大上提下放摩阻，需一直保持钻井液携岩性及润滑性。

1.3 由于该区块地层孔隙发育，地层胶结性差，需保持钻井液封堵防塌能力。

2 室内评价实验

K C L 聚合物配方：0.3%K-PA M（抑制剂）+0.3%IND30（包被剂）+0.4-0.5%PAC-LV（降虑失剂）+0.4-0.5%Redu1（降虑失剂）+0.05%KOH+6-8%KCL盐水

2.1 老化后性能

老化温度120°，性能见表1所示。

表1 老化前后性能对照表

老化后与原性能相比，各项读数稍微减小，失水仅大1ml，可以满足实际需要，说明高温120°对改进体系影响较小，高温下钻井液仍有较好的封堵效果。

2.2 抑制性评价

室内采用滚动回收率实验评价了水基聚合物和氯化钾聚合物钻井液体系的抑制性，岩屑采用合川001-84-H1井现场钻屑，通过10目筛出岩屑，烘干后称重，放入老化罐，120°热滚12小时后，称重后除以第一次称量后的重量，得到回收率，具体实验结果见表2：

表2 2种体系滚动滚动回收率对照表

2.3 抗粘土侵能力评价

从上表数据可以看出，引入KCL聚合物体系具有更强的抗泥页岩水化膨胀能力，对于解决泥岩地层缩径、掉块垮塌等问题具有更良好的实用性。

由于含有氯化钾的体系，对于粘土侵入过多时，会严重影响流变性能，为了检验改进配方的抗粘土侵能力，所以实验室按上述配方配好钻井液后，原钻井液改进配方含有2%的土粉，分批次加入膨润土粉，直接加入改进配方的钻井液中，每次加量1%，加完之后120°老化24小时，测量钻井液流变性能见表3：

表3 抗粘土侵性能对照表

由此可见，膨润土含量加至5%后，流变性能没有明显恶化，仅600转读数和塑粘有所增长，初终切力涨幅较小，KCL聚合物钻井液体系抗粘土侵能力较强。

3 现场维护处理和应用效果

3.1 现场维护措施

（1）依次在清水中加入抑制剂K-PAM，包被剂FA367，降失水剂PAC-LV及Redu1充分水化并用加重泵循环剪切48小时，充分剪切水化后混入高浓度KCL盐水，配制成下列比例盐水聚合物钻井液并继续用加重泵充分剪切。钻井液经循环罐加重泵剪切后可达48s，1.06g/cm3。

（2）定期测量钻井液中氯离子含量，氯离子返推的方式确定钾离子的含量，在维护处理过程中首要保障KCL含量不低于5%；严格控制钻井液中的坂含40g/L以内，防止坂土含量过高，影响钻井液体系性能；固控清除效率决定KCL聚合物钻井液稳定性，采用180目以上筛布，控制固相含量；高分子聚合物包被抑制作用给固控设备清除固相提供基础和条件，包被剂抑制剂总含量不得小于0.6%，以此保证钻井液抑制性及包被能力；进入易漏层前补加1%超细钙和1%封堵沥青油。

（3）测量钻井液坂含，通过补清水调整后测量罐内钻井液坂含到20g/L。检测CL¯含量，并不断根据实测CL¯含量补充氯化钾，保证CL¯含量在30000mg/L，氯化钾在钻井液中含量在5-7%。保持钻井液中包被剂、降失水剂的含量，以保持钻井液良好的包被性和较低的滤失量，持PH值8以上，补充蒸发量。

（4）掌握润滑剂对钻井液性能的影响。预计加量钻井液的总量8-10%，使定向时摩阻小于0.08，定向发生拖压现象时一次性补入至少2吨润滑剂（沥青类降虑失类PPL）。井斜30度以上一次性加入3吨石墨。调整性能至钻井液动塑比达到0.35-0.5，保证携岩效率，并定期补加土粉浆或PAC-HV，间断提高钻井液粘切，清洗井筒。

（5）完井起钻下套管前循环罐配总量配润滑剂5%的封闭浆50方，加入2吨润滑剂、3吨石墨，打入井底，封闭井斜超30度的定向段，确保套管的顺利下入。