鹽水鉆井液在油井水平井的應用

楊永璽 李安輝 徐雄(川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司， 陜西 西安 710018)

鹽水鉆井液在油井水平井的應用

楊永璽 李安輝 徐雄(川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司， 陜西 西安 710018)

水平井開發需要鉆井液具有高比重、低摩阻、強抑制的作用，使用鹽水鉆井液能滿足這一需求，近年鹽水鉆井液在長慶油田開發上得到了廣泛的應用，極大的提高了鉆井開發速度，節省了鉆井成本。

鹽水鉆井液；低摩阻；強抑制；水平井；提速

鹽水鉆井液在水平井開發過程中應用越來越廣泛，鹽水鉆井液以其低粘切，低摩阻，強抑制的作用，成功解決了水平井開發過程的滑動托壓，井壁穩定，實現了快速鉆進，提高了鉆井機械鉆速。

1 技術難點

①長裸眼井段，浸泡時間長，井壁穩定性差，坍塌嚴重。二開井深結構，在表層下200米左右技術套管，其它井段均為裸眼井段，最長裸眼井段在3500米左右，且鉆井周期長，鉆開裸眼井段至完井需25-30天，維護井壁穩定難度較大。②水平位移長，水平段摩阻和扭矩大。裸眼井段、水平段的增長，增加了鉆具與井壁的接觸面積，摩阻與扭矩更大。③水平段攜砂困難。

2 鉆井液技術

(1)直井段鉆井技術 配制成聚合物膠液開鉆，鉆至80米后鉆井液方面可考慮加水逐步稀釋，補充鉆井液量至150方以上。鉆完表層，配30方聚合物膠液，循環兩周清掃井筒，確保井眼干凈無沉砂，保證表套順利下到井底。

清水聚合物強絮凝鉆至直羅坍塌層。鉆至直羅坍塌層加入抑制性聚合物，同時加入無機鹽抑制井壁坍塌。性能：ρ〈1．01 g/cm3，FV：30-32s。

(2)斜井段和水平段鉆井液技術 井斜超過30度后由地面坑式循環改為上罐循環，逐漸轉化為CQSP-2鉆井液體系，體系淀粉類處理劑參與濾餅形成，其隨時間的自降解性能可使濾餅破壞，有利于解除油層表面的封堵。同時加入工業鹽提高密度和體系抑制性。性能：ρ：1．15-1．20g/cm3，FV：38-45s，FL＜8ml，pH=8-9。斜井段與水平段配方統一，性能要求一致，轉化CQSP-2鉆井液體系后維護性能穩定。

(3)鉆井液處理措施 ①以淀粉為主處理劑降低失水，提高粘度；用瀝青改善鉆井液流動性；超細碳酸鈣調整泥餅固相；聚合物抑制劑提高粘度和切力，并調整泥餅光滑性。②加鹽鉆井液的礦化度遠大于地層水的礦化度，并有效的降低鉆井液中水的活度，提高鉆井液對地層的抑制能力。③加鹽后容易增大失水，每次加鹽前后一個循環周要測失水進行對比，根據測得性能進行調整。④提高鉆井液中封堵粒子的含量，增加超細碳酸的含量。瀝青總加量達到2%～3%，超細碳酸鈣總加量3%～4% 。通過有效的封堵來降低地層的坍塌壓力。

3 現場應用

油井水平井采用二開結構，一開一般鉆穿黃土層進入石板層50米完，二開是直井段，斜井段和水平段處入同一裸眼段，完鉆過后才下入套管對地層進行封固。二開鉆遇地層多，易漏，易塌地層多，洛河組地層易漏，且極易吸水膨脹引起地層縮徑，安定直羅組軟泥巖極易造漿分散。地應力釋放后，容易坍塌。下部延安，延長地層也存在多段泥巖，容易造漿，鉆井液上罐后，如果抑制性跟不上，造漿產生的固相混在鉆井液中，會給鉆井液維護處理帶來極大的難度和危害。因此，鉆井液處理方面，要求鉆井液具有極強的抑制性，通過鹽水鉆井液的使用，較好的解決了這一難題。

案列：陳平14-1井

在洛河地層鉆進時，除了對防漏工作特別關注外，同時認真觀察了鉆井液渾濁狀態，在鉆進過程發現鉆井液比較渾濁后，在加入PAM絮凝的同時，考慮到地層有造漿的趨勢，開啟振動篩后，發現巖屑為軟泥，于是，我在鉆井液中適量的加進了K-PAM，ZNP-1，結果起鉆過程雖有遇阻，但相比其它井遇阻要輕很多。進入安定組后，直接對鉆井液進行防塌預處理，一次性加入KCl 4噸，同時在鉆進過程中保證聚合物防塌劑濃度，在6號罐配置高濃度聚合物膠液，漿排污泵管線插在6號罐打泥漿，使聚合物通過流沙槽自動流到上水罐，從而使入井鉆井液始終保持有較高的聚合物濃度，聚合物處理劑班補充量在800-1000KG。鉆穿安定直羅后，逐步加入工業鹽，要求上每班加量2-3噸，(有關理論得出NaCl加量為0．2mol/ L(11．7kg/m3)時，機械鉆速最快，根據計算，鉆井液總量300方時，加量剛好在3噸左右，實際與理論極為吻合。)后續可以根據鉆井液消耗做適量補充，一般1-2噸即可。上部地層防塌工作做好了，就可以盡量的推遲鉆井液上罐時間，在井深2086，井斜61．6度上罐時鉆井液配方為： NaOH+CMC+JMP-1+G309+SF+ZDS+NaCl，轉化后鉆井液性能密度1．09g/ cm3，粘度44S，失水6．5ml。后續維護處理過程，每補充20方泥漿加入1噸KCl，在使用NaCl提高比重時，鉆井液失水和流變性穩定。整個施工過程斜井段鉆井時間為5．125天，段長675米，機械鉆速7．94米/小時，水平段鉆井時間5．17天，段長1036米，機械鉆速11．71米/小時，提速效果顯著。

4 結語

①鹽水鉆井液在油井水平井解決了水平井施工過程中的井壁坍塌、滑動托壓、鉆頭泥包等問題。②無機鹽的加入對機械鉆速提高有明顯效果。③鹽水鉆井液在轉換時要先降失水在提比重，后續維護處理不會因鹽的大量加入而影響鉆井液性能，維護處理簡單，失水未降下前先提比重，會使失水難降，性能不易維護。④有機鹽的加入能增強鉆井液的抑制性，不影響失水和流變性能，和無機鹽配合使用，效果更好。