塔河油田TP269X井鉆井液應用技術探討

劉忠兵，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井鉆井液技術服務中心，新疆輪臺841600）

塔河油田TP269X井鉆井液應用技術探討

劉忠兵*，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井鉆井液技術服務中心，新疆輪臺841600）

TP269X井位于阿克庫勒凸起西南斜坡構造上，是西北油田分公司部署在塔河托甫臺新三級井深結構的長裸眼井，托甫臺二區塊該結構井鄰井資料少，井下發生事故的風險高。二疊系井漏引起起下鉆遇阻卡、劃眼困難和卡鉆等井下復雜情況，針對這些復雜情況，現場使用了KCl-聚磺鉆井液和聚胺鉆井液，現場應用表明，這2種鉆井液體系具有抑制性強、流變性易于控制和良好的防塌性滿足了鉆井施工的要求。

井眼穩定；二疊系；KCl-聚磺鉆井液；聚胺鉆井液

超深井井底處于高溫和高壓條件下，鉆進井段長而且有大段裸眼，還要鉆穿許多復雜地層，因此其作業條件比一般井要苛刻得多，于是對鉆井液的發酵、增稠及失效等變化，從而使鉆井液的性能發生劇變，并且不易調整和控制，嚴重時將導致鉆井作業無法正常進行；而伴隨著二疊系井漏這種情況下，發生下鉆遇阻卡、劃眼困難和卡鉆等井下復雜情況的可能性會大大增加，欲保持鉆井液良好的流變性和較低的濾失量亦會更加困難。現場使用了KCl-聚磺鉆井液和聚胺鉆井液，現場應用表明這2種鉆井液體系具有抑制性強、流變性易于控制和良好的防塌性滿足了鉆井施工的要求。

1　地質概況

TP269X井白堊系及以上地層砂巖發育，易滲透縮徑，康村組、吉迪克泥巖含石膏；三疊系、石炭系、志留系柯坪塔格組和奧陶系桑塔木組泥巖易吸水剝落、垮塌；二疊系110m火成巖易漏需做好防塌防漏工作。

2　鉆井液技術難點

（1）該區三級井身結構實鉆井少，鄰井資料（僅TP267X井采用三級井身結構）井下發生復雜情況和事故風險高；

（2）高滲透砂礫巖易形成厚泥餅及泥巖水化膨脹造成井眼縮徑，使起下鉆阻卡嚴重；

（3）上部地層井眼大、鉆速快，易造成固相污染；

（4）侏羅系存在煤層及炭質泥巖，易出現井壁失穩，三疊系、石炭系的深灰色硬脆性泥巖易出現剝蝕、掉塊，形成不規則井眼，造成電測阻卡；

（5）二疊系110m存在英安巖、玄武巖，易塌、易漏；

（6）三疊系、石碳系存在軟泥巖，易造成鉆頭泥包；

（7）泥盆系東河塘組地層壓力低、滲透性高，易發生壓差卡鉆。

3　鉆井液體系的選擇

本井嚴格按照設計體系施工，一開（0～1200m）鉆井液使用聚合物鉆井液體系。二開（1200～4200m）使用聚合物鉆井液體系，（4200～6178m）使用KCl-聚磺鉆井液體系，三開（6178～6372m）定向造斜采用聚磺混油鉆井液，通過實鉆看鉆井液體系的正確選擇滿足井下正常的需要。

4　TP269X井現場鉆井液技術的實際應用

4.1一開井段（0～1200m）

一開使用的是聚合物鉆井液體系，一開鉆井液配方為：8%～10%坂土+0.5%CMC-HV+0.5%KPAM+ 0.4%～0.8%NH4HPAN。

井眼大，泵排量受限，環空返速極低，地層滲漏較大，因此維持較高的鉆井液粘度和切力是保證攜砂的關鍵，用10%的坂土漿鉆進200m，保證上部井眼的穩定，進入長段泥巖后，及時補充聚合物KPAM和NH4HPAN等處理劑，抑制地層的造漿和降低濾失，保證鉆井液性能的穩定和井壁的穩定。同時使用好四級固控設備，使用率為100%，每班補充膠液量在50m3左右，補充水化坂土漿將鉆井液粘度控制在60s以上，確保一開下套管順利到位。

4.2二開井段（1200～6178m）

4.2.11200～4200m井段

二開使用聚合物鉆井液體系，二開鉆井液配方為：一開井漿+0.3%KPAM+0.2%～0.5%NH4HPAN+1% QS-2+0.5%～1%PB-1。鉆進使用好四級固控設備，特別是除砂器和離心機，鉆井液排量為50～60L/s，振動篩篩網使用160目，坂含控制在30～35g/L，粘度控制在40～45s，鉆井液密度隨著井深的增加逐步提高，上部地層滲透性好，泥漿消耗量大。使用1%～3%超細碳酸鈣配合使用適量隨鉆封堵劑、屏蔽暫堵劑PB-1、瀝青FT-1加強鉆井液的封堵能力改善鉆井液的造壁性，以利于在井壁迅速形成光滑而致密的泥餅，降低消耗量。根據現場情況補充10%的水化坂土漿，保證鉆井液的攜砂性和失水造壁性。每次加重鉆井液前都要使用離心機2周最大限度清除無用固相，再加入屏蔽暫堵劑減少加重后的鉆井液漏失。通過采取以上措施，每天的膠液量由120m3降低為70m3。必須在泥漿溫度起來了后加入瀝青才有效果，將屏蔽暫堵技術貫穿于全井。

4.2.24200～6178m井段

本段使用的是KCl-聚磺鉆井液體系。井深4200m進行了鉆井液體系轉化，轉化前做好室內小型實驗。

（1）鹽水鉆井液的轉化和維護應遵循以護膠為主、降粘為輔的原則，一般規律是含鹽量越低，降粘問題越突出，含鹽量越高，護膠問題越重要。所以轉化時加入抗鹽降濾失劑，保證轉化后的性能。高濃度降濾失膠液配方：0.1%NaOH+5%～6%PAC-LV+4%～6% SMP-2+4%～6%SPNH+0.3%～0.5%KPAM（DS-301復配）。

（2）使用離心機清除無用固相，加入循環漿總量1/4～1/3膠液降低循環漿膨潤土含量，將膨潤土含量降至30g/L左右，然后循環加入5%KCl粉劑。循環2周后根據鉆井液的性能配制膠液調整鉆井液性能達設計要求。

（3）轉型完成后，日常維護中及時補充KCl，使Cl-離子保持在28000mg/L以上。鉆井液處理以少聚多磺為主，加大磺化材料的用量，提高鉆井液的抗高溫和抗污染的能力。

鉆二疊系時，加強坐崗，應適當降低排量（25～28L/s為宜，尤其是在進入二疊系前和鉆穿后的2個交界面），比重控制在1.28g/cm3。減少鉆井液對井壁的沖蝕，同時也可降低環空壓耗，防止發生井漏。現場以打鉆和起下鉆不漏為準，不進行承壓堵漏。運用好屏蔽暫堵技術，鉆進時加入1%QS-2、1%PB-1、1%CXD（細）進行封堵。

屏蔽暫堵具有與漏層、孔隙喉道相匹配的固相顆粒，由于壓差的作用，在漏層近井壁孔喉產生有效填充堵孔，形成極低滲透的環帶，暫堵濾餅可以實現“零滲透”，減少粘土的水化膨脹、微粒運移、減少地層滲漏。

（1）鉆進至井深4996m起鉆更換鉆頭下鉆發生井漏，配制堵漏漿承壓堵漏，配方：4%中粗核桃殼+3%細核桃殼+6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98細+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（細）+4%～6%HHH配制30%以上的橋漿堵漏，承壓后恢復鉆進。

該井段使用的是KCl-聚磺鉆井液體系，配方為：三開井漿+2%～4%SMP-2+2%～4%SPNH+1%LV-PAC+ 0.2%NaOH+0.05%KPAM+1%～3%FT-1+1%～3% RHJ-3。

為保證石炭系、志留系柯坪塔格易塌地層井壁穩定，提高鉆井液密度至1.33g/cm3

（2）提密度前做到先封堵后提高密度的原則，封堵主要以QS-2和屏蔽暫堵劑PB-1為主，加量為1%～3%，提高鉆井液的防塌封堵性。防止提高密度后發生井漏和起下鉆遇阻卡現象，定期加入潤滑劑保證鉆井液的潤滑性。

（3）繼續鉆進施工中存在常規堵漏材料在高溫高壓及長時間液體浸泡的情況下，易水化變軟變形，導致封堵失效，產生反復性漏失的現象。鉆進至井深5381m發生井漏。

堵漏配方：①5%CXD+3%SQD-98粗+3%SQD-98細+2%云母+2%PB-1+4%蛭石（細）+4%中粗核桃殼+3%細核桃殼承壓間斷泵入泥漿12m3，壓力6MPa↘0MPa，堵漏失敗。

②6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98細+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（細）+4%中粗核桃殼+3%細核桃殼+6%HHH承壓堵漏地層吃入25.8m3，壓力5.6MPa↘4.2MPa。

（4）由前期承壓效果來看托甫臺二區塊承壓能力低，后期采用強抑制性、低濾失鉆井液進行柯坪塔格組易垮塌地層鉆進，不提高鉆井液密度，密度控制在1.30g/cm3鉆至二開中完井深。

4.3三開井段（6178～6372m）

三開井段是本井的目的層，鉆井液體系是聚磺混油鉆井液體系，配方為：基漿+3%SMP-2+3%SPNH+ 2%PAC-LV。

（1）按設計使用密度為1.15g/cm3鉆井液，加入QS-2、PB-1、乳化原油等材料，調整好鉆井液性能后鉆進。

（2）由于149.2mm井眼間隙小、返速低，排量只有16L/s，為了保證攜砂性，膨潤土含量控制在30g/L，該井段井溫較高，鉆進中及時補充SMP-2、SPNH、JBF-2等抗溫材料，提高鉆井液的抗溫性和體系的穩定性。

（3）根據井下情況及時調整鉆井液密度。

（4）保持鉆具始終處于活動狀態，摩阻系數控制在0.1以內，減少粘卡的機會。

在直井段調整好鉆井液性能，開始造斜時可以補充1%的RHJ-3來改善泥餅質量提高防塌性能，井斜15°時開始補充乳化好的原油4%。補充原油時視井下提升摩阻和扭矩變化，再按循環周補充，確保潤滑性良好。

5　結論和認識

（1）加足高分子聚合物處理劑，利用高分子聚合物具有抑制頁巖分散的作用，有效地抑制了上部井段泥、砂巖分散造漿，維持低密度鉆井液鉆進，提高機械速度。

（2）鉆進300m，堅持短起下鉆，降低鉆屑在砂泥巖地層的滲透堆積，確保井眼的通暢，減少起下鉆的阻卡。

（3）二疊系漏失，選擇使用橋漿堵漏、水泥復合堵漏、重晶石塞堵漏等工藝，從堵漏效果、施工時間和下步施工計劃共同考慮優選方案，不僅要提高堵漏效果還要降低成本縮短施工時間。

（4）聚胺鉆井液防塌能力強，加量少且易維護，能明顯的降低井壁失穩，可在二疊系、石炭系推廣使用。

（5）超深井鉆井液防塌、潤滑性能、抗高溫性能的維護，鉆具懸重大、摩阻大、提高鉆井液的潤滑性能減少井下復雜情況。

（6）具有良好的高溫流變性。在高溫下能否保證鉆井液具有很好的流動性和攜帶、懸浮巖屑的能力至關重要。對于深井加重鉆井液，尤其應加強固控，并控制膨潤土含量以避免高溫增稠。必要時可通過加入生物聚合物等改進流型，提高攜屑能力；加入抗高溫的稀釋劑控制靜切力。

（7）具有良好的潤滑性。當固相含量很高時，防止卡鉆尤為重要。此時可通過加入抗高溫的液體或固體潤滑劑，以及混油等措施來降低摩阻

［1］李公讓，趙懷珍，薛玉志，等.超高密度高溫鉆井液流變性影響因素研究［J］.鉆井液與完井液，2009（1）：12-14.

［2］王程忠，等.利用屏蔽暫堵技術解決塔河油田長裸眼井的地層滲漏問題［J］.石油鉆探技術，2003，31（1）：60-61.

［3］郭建國.塔河油田托普臺地區鉆井液技術［J］.山東化工，2010，39（2）：35-37.

［4］周輝，郭保雨.深井抗高溫鉆井液體系的研究與應用［J］.鉆井液與完井液，2005（4）：46-48.

TE254

A

1004-5716（2016）06-0049-03

2016-02-24

2016-02-25

劉忠兵（1967-），男（漢族），四川資陽人，助理工程師，現從事鉆井液技術管理工作。