氯化鉀鉆井液在陳古1井的應用

賀嬋娟

（中國石油集團長城鉆探工程公司工程技術研究院，遼寧盤錦124000）

氯化鉀鉆井液在陳古1井的應用

賀嬋娟*

（中國石油集團長城鉆探工程公司工程技術研究院，遼寧盤錦124000）

隨著油氣田勘探開發中晚期的到來，遼河地區出現了向深部地層尋找油氣儲量的需要，研究適合深部地質條件的鉆井液體系已成為當務之急。遼河鉆井幾十年的實踐表明，沙河街組地層的泥頁巖失穩，地層碳酸氣污染鉆井液并使之性能急劇惡化，較高的鉆井液溫度引起的鉆井液處理劑失效是導致井下復雜情況發生甚至工程報廢的原因。為了解決這一難題，鉆井液公司進行了一系列科研探索。氯化鉀鉆井液以其獨特的抑制性機理，深受鉆井液工作者的重視。2014年鉆井液公司決定在現場使用氯化鉀鉆井液以滿足沙河街組地層的鉆探。

鉆井液體系；沙河街組地層；泥頁巖；氯化鉀鉆井液

1　氯化鉀鉆井液防止地層坍塌的機理

氯化鉀鉆井液可以使井壁穩定、井下安全、井徑規則，具有明顯的防塌效果，并可提高鉆井速度，降低成本，解決了某些嚴重井塌的取得探井、超深井的防塌問題［1］。

無機鹽防止地層坍塌的機理：頁巖中的粘土礦物吸附了不同的離子，表現出不同的水化程度，產生不同的水化壓力，頁巖中的粘土發生不同程度的膨脹，其穩定性就會受到不同程度的影響［2］。當吸附離子給頁巖帶來的水化應力達到足以破壞靜電引力時，離子開始向外擴散，大量的水分子開始進入頁巖粘土的晶格內，就開始發生滲透水化。當鉆井液的離子濃度增加時，鉆井液中與粘土表面吸附離子濃度差減少，滲透水化就減弱［3］。

2　現場應用部分

2.1陳古1井概況

陳古1井是遼河油田勘探項目部于2014年投資開發的一口近5000m的探井，位于吳家鄉牛官屯東約1.2km，在西部凹陷陳家洼陷的東部，閉圈位置為陳家地區冷46井區陳家千山頂部，主要目的層為元古層，兼探Es3、Es4油層。

2.2氯化鉀鉆井液的現場實施

3開完畢后，取井漿送化驗室，確定實施方案。

2.2.1氯化鉀鉆井液的現場配置

表1　陳古1井地質分層

測量密閉罐中鉆井液體積，精確計算之后，將3開鉆井液加水稀釋3倍后，膨潤土含量降低到1%（體積百分比）。加入1%FCLS、0.6%NaOH和1%CaO，循環均勻之后，加入8%KCl；循環均勻之后同時加入3% SMP-Ⅱ和3%SPNH；循環均勻之后加入XC和重晶石，密度和粘度達到要求后，鉆水泥塞，鉆進。

2.2.2氯化鉀鉆井液的性能現場調節

在鉆進過程中，氯化鉀鉆井液表現出驚人的穩定性。隨著鉆井進尺的增加，鉆井液的粘度不斷并未增加，反而略有下降，只需補充少量的增粘劑PAC或XC和為保證KCl含量而補充KCl外沒有其他工作［4］。在鉆進到3860m后為預防粘卡加入2%JLX（聚合醇），在鉆進到3910m后為降低取芯鉆進扭矩加入2%PT001（無熒光潤滑劑），在四開完鉆后為保證完井工作順利補充了2%JLX并使用了500kg塑料小球。

表2　配制完后的氯化鉀鉆井液性能

表3　氯化鉀鉆井液的維護處理

2.2.3氯化鉀鉆井液的取樣化驗情況

由于氯化鉀鉆井液在遼河油田勘探項目部投資的重點探井上使用，也為了掌握更多的氯化鉀鉆井液信息，鉆井液公司化驗室對井漿進行了密切跟蹤。

2.3氯化鉀鉆井液的實施效果

陳古1井從四開鉆進到下技術套管固井歷時26d起下鉆共計16次沒有出現井塌劃眼現象，均一次到底，開泵正常，電測和下套管順利［5］。測井結果顯示井徑規則。說明這套鉆井液體系滿足了鉆井需要，解決了沙河街組地層的泥頁巖失穩，地層碳酸氣污染鉆井液并使之性能急劇惡化，較高的地層溫度引起鉆井液處理劑失效等棘手問題，達到了設計預期目的。

3　認識和體會

（1）使用這套氯化鉀分散型鉆井液體系滿足了陳古1井沙河街地層的鉆進需要，使井壁穩定、井下安全、井徑規則，具有明顯的防塌效果。

（2）氯化鉀分散型鉆井液體系抑制性能強、性能穩定、維護處理簡單。

（3）氯化鉀鉆井液的使用成本較高，建議從以下幾點來降低成本：①擴大使用井段，從二開一開始就使用，在密度較低時使用不分散型鉆井液，密度較高時轉化成分散型鉆井液；②由于氯化鉀鉆井液具有較強的抑制性，其失水控制可適當放寬，減少降失水劑的加量；③適當采用預水化膨潤土作為提粘劑，減少價格昂貴的美國產PAC和XC的加量；④優選價格便宜的提粘劑取代PAC和XC。

（4）由于沒有KOH現貨，陳古1井氯化鉀鉆井液體系在使用過程中用NaOH代作pH調節劑，這可能會降低體系的抑制能力［6］。

（5）設計和使用氯化鉀鉆井液體系的初衷并不是要單純降低泥漿的成本，而是要確保鉆井安全快速，節省鉆井周期，提高鉆井綜合效益。

［1］于培志，錢曉琳，王西江，等.正電性鉆井液在塔河油田的應用［J］.鉆井液與完井液，2010，26（2）：88-89.

［2］牛曉，沈青云，于培志，等.陽離子懸乳液鉆井液在塔河油田定向井的應用［J］.鉆井液與完井液，2011，28（1）：81-83.

［3］陳軍，王學軍，高遠鵬，等.石蠟納米乳液鉆井液技術在水平井中的應用［J］.鉆井液與完井液，2010，27（4）：87-89.

［4］陳亮，王立峰，楊興福，等.陽離子乳液聚合物在YK15H井的應用［J］.鉆井液與完井液，2009，26（2）：120-122.

［5］艾中華，郭健康，唐德釗.新型KCl/硅酸鈉鉆井液在強水化分散泥頁巖中的應用［J］.石油鉆探技術，2013，37（5）：77-80.

［6］趙利，郭延輝，李競.金河1井有機鹽氯化鉀高密度鉆井液技術［J］.鉆井液與完井液，2012，28（1）：78-80.

TE254.6

B

1004-5716（2016）10-0027-02

2015-11-02

2015-11-04

賀嬋娟（1984-），女（漢族），湖北天門人，工程師，現從事油田化學方面的研究工作。