樊家川區(qū)塊水平井鉆井液技術(shù)

陳永生 張遷 魏瑞卿(川慶鉆探長慶鉆井總公司第三工程項(xiàng)目部技術(shù)辦公室，甘肅 慶陽 745100)

樊家川區(qū)塊水平井施工一直受井塌影響，通過對該區(qū)塊鉆井液優(yōu)化，引入無機(jī)鹽NaCL和KCL的加入，很好的抑制了泥巖地層坍塌，同時(shí)通過提高鉆井液密度，很好的平衡了煤層坍塌，從而大幅度的提高了該區(qū)塊鉆井效率。

1 區(qū)塊鉆井液施工難點(diǎn)分析

1.1 上部地層泥巖段極易坍塌，直羅段灰綠色泥巖為主，段長約400米左右，其中泥巖段占總長度85%左右，泥巖穩(wěn)定性差，易水化膨脹后縮徑或坍塌，對正常施工產(chǎn)生不利因素。

1.2 部分泥巖水化后易分散，有造漿現(xiàn)象，使鉆井液中泥質(zhì)含量增加，鉆井后期泥巖水化分散后造漿，使鉆井液中泥質(zhì)含量大幅度增加，鉆井液性能發(fā)生變化，塑性粘度和密度上升，泥餅增厚，滑動(dòng)有托壓現(xiàn)象，影響滑動(dòng)效率。

表1 木平85井泥漿造漿前后相關(guān)數(shù)據(jù)記錄

1.3 由于部分井隊(duì)泥漿處理存在差異導(dǎo)致部分井出現(xiàn)滑動(dòng)粘托現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了滑動(dòng)效率。

存在該問題的井是木平85井和木平94井，木平85井主要是上部井段泥巖坍塌嚴(yán)重，掉塊多，偶爾還存在蹩泵現(xiàn)象，考慮井下安全因素提前轉(zhuǎn)漿，但滑動(dòng)鉆時(shí)較慢；木平94井煤層較厚，出口煤層掉塊多，滑動(dòng)托壓，為井下安全并提高滑動(dòng)效率也提前轉(zhuǎn)漿，斜井段鉆時(shí)一直較慢。

表2 部分井托壓情況統(tǒng)計(jì)

2 鉆井液施工難點(diǎn)對策分析

2.1 泥巖穩(wěn)定性控制

⑴KCL在進(jìn)入直羅前一次性加入5噸，后續(xù)補(bǔ)充新漿時(shí)按比例補(bǔ)充。

⑵NaCL可以在鉆穿直羅后每班均勻加入4-6噸，一方面增加體系抑制能力，另一方面提高密度，同時(shí)也降低了體系中固相含量。并且隨著NaCL的加入，使鉆井液中的黏土電位由負(fù)電性變?yōu)檎娦裕桂ね亮Ｗ影l(fā)生團(tuán)聚或聚沉，進(jìn)一步促進(jìn)了鉆井液地面凈化。

⑶下部井段施工中可以根據(jù)泥巖井塌情況，及時(shí)合理的加入KCL和NaCL，從化學(xué)角度控制泥巖的井塌，直至井下正常。

⑷根據(jù)井塌情況，調(diào)整體系封堵護(hù)壁能力，針對泥巖段坍塌嚴(yán)重的井，可以有意識(shí)的加大超細(xì)鈣和瀝青粉含量，增加泥餅厚度及致密程度，強(qiáng)化泥餅對井壁的保護(hù)作用，減少體系中自由水向地層的滲入，降低地層泥巖水化程度。

2.2 煤層坍塌控制

⑴在鉆遇煤層段時(shí)，可以均勻緩慢加入BLC-1、G309，使其分別起到成膜護(hù)壁和封堵煤層微裂縫的作用，減少煤層吸水后的脆性脫落。

⑵在鉆穿煤層后的鉆井施工中，根據(jù)出口煤層掉塊多少可以多次調(diào)整密度，直到出口無掉塊為止。

⑶在煤層坍塌比較嚴(yán)重(存在較多大粒徑掉塊)或蹩泵、滑動(dòng)托壓等現(xiàn)象時(shí)，可以采用雙泵4-6凡爾大排量循環(huán)2周，清掃干凈井筒內(nèi)掉塊后再進(jìn)行加重或后續(xù)作業(yè)。

2.3 地層造漿對策

⑴加大KCL、NaCL含量，提高體系抑制能力，盡量控制泥巖水化分散。

⑵補(bǔ)充適量PAM，增加絮凝作用，若罐上循環(huán)可以開離心機(jī)充分除泥。

⑶增加清1號(hào)罐頻次，適當(dāng)替換部分鉆井液。

2.4 滑動(dòng)托壓對策

井眼清潔度的處理:一般由于井內(nèi)砂子或掉塊較多引起的滑動(dòng)托壓現(xiàn)象，要調(diào)整鉆井液攜帶能力或增加泵排量，在保證井眼清潔的同時(shí)還要進(jìn)行控制井塌處理。

表3 2口托壓嚴(yán)重井處理情況

⑴若泥餅較厚且不致密，可以啟動(dòng)離心機(jī)減少固相含量，同時(shí)加入G309調(diào)整流型，使泥餅更致密。

⑵若泥餅太薄且不韌還存在部分砂子，可以適當(dāng)加入白土或超細(xì)鈣，適當(dāng)增加泥餅厚度和韌性。

⑶若泥餅光滑度較差，可以補(bǔ)充適量K-PAM、RY-828和石墨調(diào)整泥餅光滑度。

⑷鹽的加入使鉆井液的泥餅厚度增大，強(qiáng)度降低，滲透率增大，潤滑性減小，泥餅質(zhì)量整體特性變差，所以加鹽后必須加入抗鹽降失水劑調(diào)整泥餅質(zhì)量。

3 提速效果對比

表4 2014年樊家川全年指標(biāo)統(tǒng)計(jì)對比分析

從上面指標(biāo)數(shù)據(jù)對比可以看出，進(jìn)入9-11月后提速效果明顯，機(jī)械鉆速提高2.3米/小時(shí)，提速幅度為17.65%，鉆機(jī)月速度提高319米/臺(tái)月，提速幅度為11.23%。

4 結(jié)語

4.1 體系中KCL含量維持在2%，可以很好的控制上部井段泥巖穩(wěn)定性，保證下部井段的順利施工。

4.2 鹽的加入，很好地取代了部分重晶石，減少了體系中固相含量，降低了粘卡風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 煤層坍塌的初期通過提高密度值是很有效的解決辦法。