成3井鉆井液技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐

李俊松

引言：針對(duì)成3井鉆井液技術(shù)重點(diǎn)及難點(diǎn)，確定分段鉆井液體系及配方，落實(shí)分段鉆井液維護(hù)處理措施，確保正常鉆井施工。

引言

成3井是中國(guó)石化勝利油田分公司新疆勘探開(kāi)發(fā)中心在準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷東道海子北凹陷東北部成3井區(qū)巖性圈閉高部位部署的一口預(yù)探井。該井實(shí)際完鉆井深4821.00m。共取芯4筒，取芯進(jìn)尺32.65m，芯長(zhǎng)32.65m，取芯收獲率100%。鉆井、電測(cè)、下套管、固井順利，本井段未發(fā)生井控和HSE安全事故。

一、鉆井液技術(shù)重點(diǎn)及難點(diǎn)

1.1上部地層坍塌、地層造漿、井眼縮徑的預(yù)防問(wèn)題

本井導(dǎo)管、一開(kāi)地層新近系地層成巖性差，松散，易垮塌，防坍塌卡鉆；二開(kāi)到頭屯河組上部紅泥巖易造漿，本井段應(yīng)注意加強(qiáng)鉆井液的抑制性；根據(jù)地質(zhì)預(yù)測(cè)為正常壓力系統(tǒng)，要求鉆井液必須具有較強(qiáng)的封堵能力，選用聚合物封堵防塌鉆井液體系。

1.2二開(kāi)西山窯組煤層段掉塊問(wèn)題

西山窯組存在長(zhǎng)煤層段，由于煤層硊，易被鉆頭破碎，鉆遇長(zhǎng)煤層段時(shí)極易發(fā)生掉塊現(xiàn)象，因此預(yù)防煤層段掉塊是本開(kāi)次的關(guān)鍵。

1.3三開(kāi)井段防剝蝕、碰撞掉塊、坍塌和漏失問(wèn)題

三開(kāi)侏羅系地層地層以砂巖為主，鉆遇多套煤層及瀝青、層碳質(zhì)泥巖、含礫巖層，防剝蝕、碰撞掉塊、坍塌和漏失是本開(kāi)次的難題。隨著地層溫度升高提高鉆井液的高溫穩(wěn)性也是本井段的關(guān)鍵。

二、分段鉆井液體系及配方

2.1導(dǎo)管、一開(kāi)井段鉆井液體系（0～507.27m）

設(shè)計(jì)體系：預(yù)水化膨潤(rùn)土漿

添加劑：HV-CMC

現(xiàn)場(chǎng)配方：井場(chǎng)水+8%膨潤(rùn)土+（0.3～0.4）%NaOH+（0.2～0.3）%Na2CO3。

2.2二開(kāi)井段鉆井液體系（507.00～3775.00m）

設(shè)計(jì)體系：聚合物封堵防塌鉆井液體系

基本配方：（507～2800）m

（4～6）%膨潤(rùn)土+（1～2）%雙聚銨鹽+（0.3～0.5）% 聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%聚合物降濾失劑+（2～3）%褐煤樹(shù)脂+（2～3）%超細(xì)碳酸鈣。

（2800～3775）m

（4.0～6.0）%膨潤(rùn)土+（0.3～0.6）%聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%抗高溫抗鹽防塌降濾失劑+（1～2）%銨鹽+（5～7）%低熒光井壁穩(wěn)定劑+（3～5）%羧甲基磺化酚醛樹(shù)脂+（1～2）%無(wú)水聚合醇+（0.5～1）%非滲透+（2～3）%納米乳液+（0.5～1）%有機(jī)胺+（2～3）%超細(xì)碳酸鈣。

2.3三開(kāi)井段鉆井液體系（3775～4821）

設(shè)計(jì)體系：強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液體系。

（4.0～6.0）%膨潤(rùn)土+（0.3～0.6）%聚丙烯酰胺干粉+（2～3）%抗高溫抗鹽防塌降濾失劑+（5～7）%低熒光井壁穩(wěn)定劑+（3～5）% 羧甲基磺化酚醛樹(shù)脂+（1～2）%無(wú)水聚合醇+（0.5～1）%非滲透處理劑+（2～3）%納米乳液+（0.5～1）%有機(jī)胺+（2～3）%超細(xì)碳酸鈣

三、分段鉆井液維護(hù)處理措施

3.1導(dǎo)管、一開(kāi)井段（0～507.00m）

一開(kāi)井段地層膠結(jié)松散，可鉆性好，成巖性差，易坍塌，鉆井液必須有適當(dāng)?shù)恼扯龋休^高的動(dòng)塑比，減小對(duì)井壁的沖刷，保證井下安全。

開(kāi)鉆前準(zhǔn)備足量預(yù)水化膨潤(rùn)土漿。一開(kāi)井段所鉆遇地層膠結(jié)松散，可鉆性好，鉆井液主要以攜帶巖屑、穩(wěn)定井壁，確保安全鉆進(jìn)為目的。鉆進(jìn)時(shí)采用稀膠液進(jìn)行維護(hù)。鉆完表層進(jìn)尺后，充分循環(huán)，并配置高粘切封井漿封閉井眼保證下套管順利。

3.2二開(kāi)井段（507.00～3775.00m）

二開(kāi)鉆遇地層白堊系，侏羅系西山窯組，物性復(fù)雜。白堊系地層膠結(jié)性差，巖屑分散嚴(yán)重；西山窯組煤層發(fā)育，易發(fā)生坍塌和井漏。因此，要求鉆井液必須具有較強(qiáng)的抑制能。鉆井液的維護(hù)處理措施有以下幾點(diǎn)：

開(kāi)鉆前仔細(xì)檢查現(xiàn)有的鉆井設(shè)備，保證運(yùn)轉(zhuǎn)正常。為保證取芯鉆進(jìn)的順利進(jìn)行，使鉆井液性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在取芯前加足各種處理劑，降低鉆井液的濾失量。

開(kāi)鉆后，補(bǔ)充新配的聚合物膠液維護(hù)鉆井液性能。上部地層應(yīng)保持適當(dāng)?shù)恼城小⒆銐虻呐帕浚岣咩@井液的攜帶能力，進(jìn)入頭屯河組底部及西山窯組后逐步補(bǔ)充SMP-2、褐煤樹(shù)脂、無(wú)水聚合醇、納米乳液、白油潤(rùn)滑劑、超細(xì)碳酸鈣、井壁穩(wěn)定劑等降低鉆井液濾失量，配合NPAN調(diào)整鉆井液流型。

西山窯組存在滲透性漏失的可能，現(xiàn)場(chǎng)采用隨鉆堵漏技術(shù)，加入（1～2）%非滲透處理劑避免地層漏失狀況。根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆井液密度，確保鉆井液具有一定的正壓差，防止因負(fù)壓差導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。

鉆至設(shè)計(jì)井深后，下鉆通井一次，大排量循環(huán)洗井并用高粘切鉆井液將井內(nèi)清洗干凈；起鉆前，替入40 m3潤(rùn)滑劑濃度（2～3）%左右的專配封井泥漿封井，確保電測(cè)順利下至井底。在施工過(guò)程中鉆井液粘切的控制成為重中之重，鉆進(jìn)維護(hù)時(shí)直接用處理劑膠液控制粘切，加大聚合物的用量。

加強(qiáng)固控設(shè)備的使用，適時(shí)開(kāi)啟離心機(jī)，把鉆井液中劣質(zhì)固相含量控制在最低范圍，最大限度地清除鉆井液中的無(wú)用固相，維持體系的性能穩(wěn)定。

3.3三開(kāi)井段（3775～4821）m

三開(kāi)鉆完水泥塞后，徹底清洗循環(huán)罐，根據(jù)三開(kāi)的地層特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)選了強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌鉆井液體系。

調(diào)整二開(kāi)鉆井液性能，嚴(yán)格控制膨潤(rùn)土含量，動(dòng)速比0.4左右；保證鉆井液抑制性處理劑有效含量。不間斷補(bǔ)充SMP-2和HQ-1，改善泥餅質(zhì)量和鉆井液流變性需加入超細(xì)碳酸鈣和SN-1等處理劑。三開(kāi)井段預(yù)計(jì)有高壓層，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整鉆井液密度。三開(kāi)井底溫度較高，根據(jù)井溫情況及時(shí)補(bǔ)充磺化類材料、抗高溫降濾失劑、高溫穩(wěn)定劑等抗高溫處理劑。三開(kāi)上部地層承壓能力薄弱，鉆井過(guò)程中，注意適當(dāng)提高鉆井液密度，防噴，同時(shí)加足封堵性材料，提高地層承壓能力，防止高壓差地層壓層漏失。起鉆前，替入潤(rùn)滑劑濃度3%左右、防塌劑濃度2%左右的專配封井泥漿封井。確保電測(cè)、下套管施工順利。

3.4西山窯、八道灣組煤層段的施工情況

進(jìn)入西山窯組后加大SMP-2、褐煤樹(shù)脂、無(wú)水聚合醇、納米乳液、白油潤(rùn)滑劑、超細(xì)碳酸鈣、井壁穩(wěn)定劑等處理劑的用量，加強(qiáng)鉆井液的封堵能力，保證煤層段井壁穩(wěn)定。

調(diào)整鉆井液流型，鉆井液動(dòng)速比保持在0.4-0.6之間保證鉆井液有良好的流變性，現(xiàn)場(chǎng)采用隨鉆堵漏技術(shù)，加入（1～2）%非滲透處理劑、（2～3）%超細(xì)碳酸鈣提高地層承壓能力避免地層漏失發(fā)生。適當(dāng)提高鉆井液的黏度、切力，適當(dāng)減小鉆井液的排量減少鉆井液對(duì)煤層段井壁的沖刷，避免在煤層段停鉆循環(huán)，保證煤層段的井陘擴(kuò)大率。加快鉆井速度，縮短鉆井液對(duì)地層的侵泡時(shí)間以快制勝是順利鉆穿煤層段的關(guān)鍵。西山窯組及八道灣組煤層段井徑非常規(guī)則井陘擴(kuò)大率控制在10%以內(nèi)，鉆進(jìn)及起下鉆順利，電測(cè)一次成功下套管、固井非常順利。

四、認(rèn)識(shí)與建議

在該地區(qū)鉆井應(yīng)注意上部地層防縮徑、防卡，鉆井液應(yīng)保持低粘、低切適當(dāng)?shù)氖@進(jìn)至西山窯組提前加足防塌劑和降失水劑，同時(shí)鉆進(jìn)到煤層段應(yīng)適當(dāng)提高鉆井液粘切、合理的密度，適當(dāng)減小排量鉆進(jìn)，采用強(qiáng)抑制聚合物封堵防塌，使用好振動(dòng)篩、除砂器、離心機(jī)等固控設(shè)備，進(jìn)入油層前加足油層保護(hù)材料，減少鉆井液對(duì)油層的損害，備足加重材料，完鉆后充分循環(huán)，配制封井漿封井起鉆，確保電測(cè)、下套管作業(yè)順利。

（作者單位：勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司新疆分公司）