青西白堊系鉆井液防硬卡技術

2015-07-19 11:40:54史萬飛晏林麗武海燕西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司新疆烏魯木齊830026

中國新技術新產品 2015年11期

盧　平　史萬飛　晏林麗　　武海燕（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊 830026）

青西白堊系鉆井液防硬卡技術

盧平史萬飛晏林麗武海燕
（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊 830026）

摘要：玉門探區勘探領域廣泛、油藏類型齊全，在地質和工程方面存在很多世界級難題，玉門油田青西地區第三系粘土礦物伊利石含量高，泥巖易水化膨脹剝落，白堊系地層易形成硬脆性泥巖剝落坍塌，選用陽離子鉆井液體系，目的是防止白堊系硬卡，使全井平均井徑擴大率達標。

關鍵詞：陽離子鉆井液；硬卡；防塌；欠平衡

1　資料調研

1.1數據統計

2014年之前青西區塊部分完成井復雜事故統計顯示，發生在白堊系地層復雜事故多為惡性卡鉆事故，嚴重影響鉆井速度，同時經濟損失巨大。

1.2青西地層巖性分析

由地層礦物分析可知：該區第三系與白堊系地層交界面含有31%方解石，在受到應力變化時極易發生崩落；其次含有40%~50%的伊蒙混層，在鉆井液濾液影響下極易產生較高的膨脹壓力，引起地層垮塌。

2　研究內容

2.1密度控制

玉門油田青西區塊地層壓力在不同的層系中有不同的表現形式。從地層壓力的分布形式看來，青西區塊在E3b、E2l、K1z交界面地層壓力較高，需一定的密度平衡地層壓力。通過對坍塌周期的研究發現，較大的泥漿密度有利于井眼的穩定，泥漿密度越大，坍塌周期越長，井眼越穩定；從已鉆井的密度控制可以看出，隨著井深增加，逐步提高密度，當井深3300m以后，密度提至1.35mg/cm3以上，3800m后將密度提至1.40g/cm3，井下處于安全狀態。2014年，青西區塊鉆井液密度4100m前控制在1.06~1.4g/cm3，4100m~4900m控制在1.2g/cm3。

2.2坂含對切力動塑比的影響

室內將坂含對陽離子鉆井液切力及動塑比的影響進行了研究，隨著坂含的升高，切力值和動塑比值隨之上升，鉆井液結構增強，攜巖能力增強。

2.3改進陽離子鉆井液體系維護方法

陽離子鉆井液的性能穩定，維護周期長，流動性、觸變性好，流動阻力小，抗鹽能力強。高溫條件下，陽離子鉆井液會出現高溫減稠現象，在原有陽離子聚合物鉆井液體系維護方式上進行小范圍內改進，主要是進入白堊系地層后提高CHM膠液濃度至1.75%~2.25%，同時減少NW-1及CaO加量，保持坂土含量。隨著CHM膠液濃度增加，切力值不斷上升，懸浮能力不斷增強。

2014年青西區塊改進陽離子鉆井液維護方法后，不斷提高CHM膠液濃度，同時控制NW-1及生石灰加量，目的是提高鉆井液中坂土含量，提高泥漿結構，提高攜帶能力，進入白堊系至完井，一直按照以上維護方法，動塑比抑制保持在0.4~0.6之間，能夠有效提高攜帶能力。

2.4欠平衡地層封堵攜帶研究

室內在陽離子鉆井液體系中引入了防塌劑WGF-1，結合磺化瀝青等其他封堵材料進行協同封堵。WGF-1通過對微裂鑲嵌，對井壁起支撐作用，防止掉塊發生硬卡。通過中壓失水和高溫高壓失水實驗證明，防塌劑對泥餅有填充作用（見表1）。隨著防塌劑WGF-1加入鉆井液的動切力和終切有明顯上升。根據現場欠平衡鉆井液的要求，加量保持在0.5%~0.6%有利于鉆井液保持較好流動性和懸浮攜砂能力（如圖1所示）。

表1 防塌劑WGF-1的封堵效果

3　現場應用

2014年該技術應用四口井，從四口井性能看，基本上無大的變動，尤其是在進入白堊系地層后，都是按照基本上同一種維護方法，逐步提升坂含，控制NW-1與生石灰加量，在下步地層鉆進期間，主要是將泥漿全部分散，主要使用磺化類產品，目的是提高泥漿封堵攜帶能力，基本上屬于一種性能維護方法，井下安全無事故。這成績取得主要取決于2014年度在青西區塊鉆井液維護方法的改變，是維護處理上思路的改變，能夠做到泥漿性能穩定，粘切值高，攜帶封堵能力突出，堅持打封堵液對白堊系易塌井段封堵，井下安全無復雜事故，順利完井。