伊朗YD地區四開CBL測井遇阻問題的探討

王本利（中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術公司，山東 東營 257000）

伊朗YD項目早期和一期鉆井液施工過程中，多次遇到四開CBL測井不到底的情況。其中X31井、X23井、X11井和W2井均遇到CBL測井遇阻問題。現就X31井為例介紹一下該系列井的井深結構，并簡要介紹以上幾口井基本施工情況:

1.井深結構及施工簡況

1.1 X31井井深結構

一開:采用444.5mm鉆頭鉆至井深500m，下入337.8mm套管至498m。

二開:采用311.1mm鉆頭鉆至井深1555m，下入244.5mm套管至1553m。

三開:采用215.9mm鉆頭鉆至井深3980m，下177.8mm套管至3978m。

四開:采用149.2mm鉆頭鉆至井深4546m，下114.3mm尾管至4544m，尾管懸掛器位置為3780m。

1.2 各井施工簡況

表1 各井CBL遇阻及處理情況

2.采取技術措施

早期X8井第一次CBL電測不到底時，由于振動篩見鐵屑，認為是掃水泥塞時鉆頭磨損套管懸掛器，一方面引起鐵屑散落套管內，另一方面導致懸掛器不平整，導致儀器不到底。

隨著X31井出現CBL測井遇阻的情況，才意識到可能涉及鉆井液問題。開始分析可能因鉆井液中劣質固相過高而引起的井底鉆井液粘土顆粒產生高溫去水化作用，發生大量的粘土粒子相互吸引、聚結，以至形成空間網架結構，鉆井液粘切大幅度升高[1]，從而引起電測儀器不能到底。處理鉆井液時就依據這個理論，每次測CBL之前都要通過使用離心機降低封井漿中固相含量，并在其中加入抗高溫材料增強抗高溫性方式進行處理。但是隨后進行的X23井CBL測井又發生遇阻現象，說明前期所做工作出現不夠全面或者存在偏差，我們又進行了進一步分析。

考慮到由于YD地區四開施工過程中粘附卡鉆的風險，在進行施工時刻意放大封堵材料和塑料小球的含量，其總體含量可達到1%左右，客觀上也造成了鉆井液中固相的升高。分析若小球在套管壁聚結，可能會造成CBL電測遇阻現象，后續YD地區四開井施工過程中，我們逐步減少封堵材料和固體潤滑劑的含量，控制其總含量在0.5%左右，每次CBL測井前使用離心機進一步降低封井漿的固相含量，并加入抗高溫材料的方式進行施工。隨后施工的三口井AP3井、X3和X10井CBL測井均一次性成功，證明我們所得結論有一定的正確性。

但是隨著X11井CBL測井的又一次遇阻，以及W2井CBL測井的復雜情況的發生，說明按照這個理論處理過的鉆井液就不能滿足井下需要。隨后我們綜合了所有施工井的情況，將鉆井液性能進行了全面的對比，進行了以下原因分析。

3.原因分析

3.1 劣質固相偏高

通過上述井的處理措施可以看出:在處理措施相同的條件下，降低鉆井液中的劣質固相后，AP3井、X3和X10井CBL測井均一次性成功。說明鉆井液中的劣質固相偏高是引起CBL測井遇阻的一個原因。

3.2 鉆井液懸浮攜帶問題:

結合電測順利到底的兩口井AP3和X10的鉆井液性能與CBL遇阻井做性能對比。（如表2）

由上述幾口井性能可以看出，電測順利與遇阻井的鉆井液性能最大的區別就是動切力高，動塑比在0.4左右，結合同地區施工井的鉆井液性能可知，CBL測井順利井的鉆井液動塑比都在0.4以上。由此我們可得出之所以多口井電測CBL遇阻，其中一個原因就是因為鉆井液的切力偏低，攜巖能力偏差，水泥塊攜帶不完全，造成了水泥塊卡電測儀器，引起電測儀器不到底的現象。

表2 各井的鉆井液性能

表3 水泥塊返速對比表

為了驗證這個結論，可做一個數學模型加以驗證:假定井中9-5/8”套管長度和5”鉆桿長度相同，7”套管長度和3-1/2”鉆桿相同，4-1/2”尾管長度和2-7/8”鉆桿相同。由于實際小鉆具比假設的要多，所以實際的巖屑上返速度比模型做出來的要偏小。

巖屑上返速度V:Vc-Vs

其中參數:

ID:套管內徑(mm)，

OD:鉆具外徑(mm)，

Q:排量(L/S)，

PV:塑性粘度(mPa.S)，

YP:動切力(Pa)，

D:巖屑直徑(mm)，

ρ:鉆井液密度(g/cm3),

ρ2:巖屑密度（水泥密度2.8 g/cm3)。

由于4-1/2”尾管內徑為96mm，CBL測井儀器最大外徑為89mm，由此可知，凡是直徑大于7mm的水泥塊都可能卡住電測儀器使其不能到底。按照這個條件，假定水泥塊直徑為7mm，水泥密度為2.8 g/cm3。以X31井、X10井的實際性能和X31井、X10井的各一個假定性能為例，測得水泥塊的返速對比表。（如表3所示）

由表中數據可以看出，在循環兩個遲到時間的情況下（一般為6h），F31井中直徑7mm的水泥塊最多返至7”套管懸掛上120m位置，但是若把F31鉆井液動切力提至12Pa，即動塑比0.4，在循環兩個遲到時間的情況下水泥能返至7”套管懸掛位置上400m處。

F10”是在F10原性能基礎上假定動切力提至0.5，對比可以看出，雖然上返速度變快，但增加不明顯。

由上述兩組數據對比可以得出:當動塑比在0.4時，鉆井液性能滿足攜巖要求，增加動塑比，攜巖效果增加不明顯，但是當動塑比低于0.4時，攜巖能力大幅下降。而鉆井液存在的主要問題就是動塑比偏低，基本在0.3左右，這種情況下的鉆井液攜巖能力不足，套管中水泥塊容易在7”懸掛器位置聚集，當電測儀器入井后，水泥塊若隨電測儀器下滑，進入到4-1/2”尾管后，造成CBL測井遇阻的現象。

4.存在問題及建議

通過前期所做的一系列現場工作及推理驗證可知:

4.1 鉆井液由于防卡的需要導致劣質固相偏高，

4.2 鉆井液的動塑比偏低，不能很好的滿足后期攜帶水泥的要求。

建議在后期鉆井施工過程中:

4.3 在滿足鉆井液防卡性能的前提下，盡可能降低鉆井液中塑料小球和封堵材料的含量。

4.4 后期鉆井液維護過程中，，維持動塑比0.4以上，增強鉆井液的攜巖性能，減少因大水泥塊攜帶不完全引起的卡電測儀器的可能。

[1]鄢捷年鉆井液工藝學.石油大學出版社.2001.