鴨西小井眼定向井鉆井液技術(shù)

趙 強(qiáng)，羅 瀟，晏林麗，劉 勇，馬冠軍

（中石油西部鉆探玉門鉆井分公司，新疆烏魯木齊830026）

1 概述

1.1 概況

為改善油藏開采效率,有效地開發(fā)各類油藏,提高采收率和油井產(chǎn)量,降低綜合開發(fā)成本。近年來，玉門油田充分利用老井井身結(jié)構(gòu)對油藏開發(fā)再挖潛，在鴨西區(qū)塊直井基礎(chǔ)上進(jìn)行?177.8mm和?193.7mm套管內(nèi)采用?152mm和?165mm鉆頭開窗側(cè)鉆。其側(cè)鉆層位一般在白堊系地層，側(cè)鉆點(diǎn)井深為3500～3800m，井斜高達(dá)42°，完鉆井深在4700～4900m之間。

1.2 區(qū)域小井眼相關(guān)指標(biāo)完成情況

區(qū)域完成井平均事故率0.13%，復(fù)雜率8.36%，平均井徑擴(kuò)大率29.25%，測井成功率66.67%。具體見表1。

表1 區(qū)塊小井眼井相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

2 小井眼定向井鉆井液難點(diǎn)

對于小井眼定向井，技術(shù)難點(diǎn)主要有井壁穩(wěn)定、井眼清潔、潤滑防卡問題，解決好這些問題，是能否完成小井眼定向井的關(guān)鍵。

2.1 井壁穩(wěn)定

鴨西白堊系地層伊/蒙間層吸水易膨脹造成坍塌，白堊系地層機(jī)械鉆速低，定向井施工時間長、地層浸泡時間長等因素，使定向井的井眼穩(wěn)定問題更加突出。為了穩(wěn)定井壁實(shí)施的鉆井液技術(shù)措施有：

（1）確定合理的鉆井液密度。鉆井過程中，保持井壁力學(xué)穩(wěn)定的必要條件是鉆井液液柱壓力，必須大于地層坍塌壓力小于地層破裂壓力，因此穩(wěn)定井壁首先需要確定合理的鉆井液密度。

（2）優(yōu)選防塌鉆井液類型和配方。鉆井液必須具有較強(qiáng)的抑制能力，能有效地防止井壁吸水膨脹、坍塌，同時防止鉆屑分散，以降低劣質(zhì)固相含量。因此在鉆井液的配方方面要提高鉆井液的抑制性；采用物理化學(xué)方法封堵地層的層理和裂隙，阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層；降低鉆井液高溫高壓濾失量和泥餅滲透率，盡量減少鉆井液進(jìn)入地層的量等。

2.2 潤滑防卡

鴨西地區(qū)小井眼定向井由于裸眼段長、井斜大，造成鉆具與井壁接觸面積進(jìn)一步增大，極易造成粘附卡鉆，給潤滑防卡帶來很大的難度，小井眼定向井的減阻防卡不僅與鉆井液質(zhì)量有關(guān)，而且與井眼軌跡、井眼清潔密切相關(guān)，是一項(xiàng)綜合技術(shù)。

2.3 井眼清潔

小井眼定向井因排量小，返速低，攜巖困難。影響井眼凈化的鉆井液因素有：鉆井液流變性能和鉆井液密度。因此實(shí)現(xiàn)小井眼定向井井眼凈化的鉆井液技術(shù)措施主要有：選用合理流型與鉆井液流變參數(shù)；適當(dāng)增加鉆井液密度，改善井眼清洗效果；同時檢測返出巖屑量，監(jiān)控巖屑床是否生成，及時采取措施。

3 室內(nèi)研究

3.1 井壁穩(wěn)定

3.1.1 瀝青類防塌劑的優(yōu)選與評價

鴨西14井3000m井漿加入不同瀝青類防塌劑，在同一壓力和溫度下不同時間測定高溫高壓濾失量。配方如表2所示。

由實(shí)驗(yàn)表明：

（1）改性瀝青隨時間的增加失水最小，證明其封堵效果好。

（2）從泥餅看，與乳化瀝青配合使用形成的高溫泥餅薄而韌。

（3）序號7選擇2%LRQ-1和3%改性瀝青粉降失水至9m L,效果好。

3.1.2 抗鹽抗高溫防塌劑YA-2的室內(nèi)評價

鴨西1-2井3600m井漿加入不同濃度YA-2在120℃熱滾16h測的鉆井液性能見表3。由實(shí)驗(yàn)表明：加入3%YA-2粘度更穩(wěn)定且高溫高壓失水較低（8m L），鉆井液流動性好。

3.1.3 鉆井液密度的確定

表3 加入不同比例的防塌劑的性能變化表

依據(jù)地層壓力梯度及密度設(shè)計(jì)，白堊系小井眼定向井鉆井液密度控制在1.30～1.36g/cm3。具體情況見表4。

3.2 定向潤滑、防卡

通過進(jìn)行潤滑劑優(yōu)選實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)見表5。由實(shí)驗(yàn)可見，1∶2比例的LRQ-1防托壓潤滑劑復(fù)合應(yīng)用,潤滑性更好，滿足小井眼定向井潤滑防卡要求。

3.3 井眼凈化

3.3.1 確定合理的流變參數(shù)

在鉆井液返速及井斜角等其它參數(shù)一定時,鉆井液流變參數(shù)對井眼凈化存在較大的影響。現(xiàn)場采用鉆井液水力學(xué)計(jì)算及鄰井資料調(diào)研，確定合理的流變參數(shù)。結(jié)果表明：漏斗粘度小于90s,塑性粘度45～60mPa·s,動切力10～15Pa；能較好滿足小井眼定向井流變性需求。

3.3.2 坂土含量對攜巖的影響

取鴨西1-2井3000m泥漿作為基漿，在不同坂含下測鉆井液流變性見表6。

表4 分段鉆井液密度

表5 潤滑劑優(yōu)選評價實(shí)驗(yàn)

表6 不同坂含下測鉆井液流變性

實(shí)驗(yàn)表明：鉆井液坂含控制在40～50g/L，塑性粘度在45～55m Pa·s，動塑比0.24；滿足小井眼定向井?dāng)y巖要求。

3.3.3 工程措施

工程：

（1）每鉆進(jìn)80m或純鉆48h進(jìn)行短拉作業(yè)，修復(fù)井壁。

（2）鉆進(jìn)過程中均勻送鉆，每鉆3～4m采用倒劃眼方式及時活動鉆具，確保上部井段暢通。

（3）選擇合理的鉆井參數(shù)。泥漿：

（1）正常鉆進(jìn)期間保持鉆井液具有良好的流變性，充分?jǐn)y巖。

（2）短拉、起鉆循環(huán)期間加入0.7‰雷特超級清潔纖維清掃，保持井眼清潔。

（3）短拉、起鉆前裸眼段替入封閉液（井漿+2%潤滑劑+3%改性瀝青）。

4 現(xiàn)場應(yīng)用效果

鴨西小井眼定向井在陽離子鉆井液基礎(chǔ)上優(yōu)化配方，鉆井液防塌劑性、潤滑性、流變性好。2016年完成的鴨西7X井用該技術(shù)，取得了顯著效果。

4.1 指標(biāo)完成情況

相比鴨西8X井，鴨西7X井比設(shè)計(jì)周期節(jié)約11d，機(jī)速由1.02m/h提至1.46m/h，單米成本由216.38元降至160.45元，鉆進(jìn)期間無事故無復(fù)雜。具體指標(biāo)對比見表7。

表7 指標(biāo)對比情況

4.2 鉆井液流變性好

鴨西7X井坂含42.9～50g/L之間,漏斗粘度70～85s之間,塑性粘度46～56mPa·s之間,動切力11～13Pa之間，鉆井液流動性好。分段鉆井液性能見表8。

表8 鴨西7X井分段鉆井液性能

4.3 潤滑性強(qiáng)

鴨西7X井平均粘滯系數(shù)為0.0571小于鴨西8X（0.0689），潤滑性強(qiáng)，全井起下鉆摩阻最大15t。

4.4 井徑擴(kuò)大率小，井徑規(guī)則

鉆井液具有良好的封堵造壁性能力，井壁穩(wěn)定。鴨西7X井平均井徑擴(kuò)大率3.28%，同比鴨西8X井（平均井徑擴(kuò)大率10.84%）下降69.7%。

5 結(jié)論

（1）通過對鉆井液防塌劑、高溫穩(wěn)定劑的優(yōu)選，陽離子鉆井液滿足了鴨西區(qū)塊白堊系小井眼定向井鉆井施工需要，其封堵造壁性強(qiáng)，井壁穩(wěn)定，不垮塌。

（2）通過流變參數(shù)選取，鉆井液性能穩(wěn)定，流變性好，觸變性小，易開泵，懸浮能力強(qiáng)，避免了砂橋的形成。

（3）通過潤滑劑的優(yōu)選，鉆井液潤滑性好，摩阻小，滿足了小井眼定向井潤滑防卡的需要。

（4）通過工程短拉，雷特纖維清掃、打封閉液等有效措施，可起到清潔井眼、避免巖屑床形成、有效防止托壓、粘卡等多重效果。