強抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系在蘆1—9H井的應用

楊世超 王曉琛

摘要：蘆1-9H 井是吐哈油田在三塘湖盆地馬中構造帶蘆1井塊所布的一口重點水平井，該區塊井鉆進過程中容易出現井漏、掉塊、坍塌、井壁失穩等復雜情況。針對該井的技術難題，結合室內研究，采用強抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系，大大提高了鉆井速度，縮短了施工周期，節約了鉆井成本。應用效果表明，該體系具有良好的抑制、防塌及潤滑性能，維護簡單，安全環保，為該區塊水平井的鉆井液施工提供了參考。

關鍵詞：防漏；防塌；潤滑；攜巖；強抑制

蘆1-9H井位于三塘湖油田馬中區塊牛東1號與牛東2號構造之間南部下傾的斜坡部位，目的層為二疊系中統條湖組。該區塊鉆井施工井段長，鉆遇地層多，并且巖性及壓力體系復雜多變，鉆井過程中漏、塌、卡等事故及其它復雜情況多，施工難度大。

1 地質及工程簡況

蘆1-9H 井鉆遇地層從上到下依次為新生界第四系、第三系，中生界白堊系，侏羅系齊古組、頭屯河組、西山窯組，三疊系小泉溝組，二疊系條湖組。水平段所鉆地層二疊系條湖組。

蘆1-9H 井采用“二開”井身結構，井身結構為：一開：Φ375mm×302m（Φ273×301m）；二開：Φ215.9×3347m（Φ139×3345m）。本井從二開2170m 造斜，2637m進入水平段，水平段長708m，水平位移798m，最大井斜96°，完鉆井深3347m。

2 鉆井液技術難點

2.1 井漏

井漏一直是三塘湖油田馬中區塊蘆1井區鉆井過程中遇到的一個突出問題，而且不易堵住。堵漏浪費了大量的時間，嚴重地影響了鉆井施工的正常運行。蘆1井區白堊系地層（900-1320m）發生井漏后堵漏存在以下技術難點：地層破碎、膠結性差，承壓能力低；存在誘導性裂縫、易重復漏失；地層壓力系數懸殊，承壓要求高。

2.2 井壁失穩。

蘆1-9H井二開裸眼段長3000多米，壓力損耗比較大，壓力激動也容易引起地層坍塌；條湖組地層層理、微裂縫發育，地層被鉆開后，濾液沿層理和微裂縫侵入，粘土礦物吸水膨脹后膠結強度降低，在地應力作用下易坍塌；鉆井周期長，裸眼浸泡的時間長，井壁失穩的幾率增加。

2.3 井眼凈化

蘆1-9H井斜井段長500多米，水平段長700多米，隨著井斜的增大，在下井壁形成巖屑床、上井壁形成鍵槽，而且巖屑床存在著下滑的潛在危險，造成高的扭矩和阻力，施工中產生托壓、蹩泵等現象。

2.4 潤滑防卡

蘆1-9H井較深，在大井斜和水平段鉆進，鉆具整體躺在下井壁上，鉆具與井壁的軸向摩擦造成起下鉆具的阻力大，易出現起鉆遇卡、下鉆遇阻等現象，發生粘卡的幾率高；同時滑動鉆進時常發生“托壓”現象，導致不能繼續鉆進。

2.5 保護氣層問題

蘆1井區屬于低滲透性油層，極易受到鉆井液的污染，為此，要求所使用的鉆井液體系具有強抑制性，良好的懸浮攜帶能力、潤滑性和一定的防漏能力，同時保護儲集層。

3 鉆井液體系選擇

根據該井的地層特點和對鉆井液的要求，結合以往成功經驗，在定向水平段采用強抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系。

強抑制封堵防塌鉆井液體系：3～5%膨潤土+ 0.2～0.4%燒堿+ 0.2～0.5%聚合物+0.2～0.3%有機胺+ 4～5%磺化酚醛樹脂+ 3～5%磺化瀝青+3～4%超細+5～6%液體潤滑劑+ 3～5%固體潤滑劑。

4 現場鉆井液施工措施及處理簡介

結合蘆1-9H井的現場施工情況，可從以下技術難點來分析評價該鉆井液體系。

（1）井壁穩定技術。

針對這種情況，為實現安全鉆進，采取了以下措施：①嚴格控制濾失量，使用抗鹽抗高溫降失水劑KFT、TSH-2、SMP-1等降濾失劑，有效形成優質致密泥餅，使全井段API濾失量小于3.2mL，滿足了井下安全要求；②繼續補充強抑制聚合物，保持聚合物的含量在0.3%以上，并隨著水平段的不斷增加，相應聚合物濃度適當提高來提高鉆井液的抑制性；③添加封堵類防塌劑磺化瀝青，封堵地層微裂縫；④加入潤滑劑有利于優質泥餅的形成，使泥餅更光滑致密。

（2）固相控制與井眼清潔技術。

針對二開定向段及水平段長，攜巖與井眼凈化困難的難題，調整鉆井液漏斗粘度在50-70s之間，初終切力控制在3～5/10～12Pa左右，動塑比基本保持在0.5以上，增強體系的攜巖能力；適當增加排量，盡量使鉆井液達到紊流狀態，保持較高的上返速度；充分利用好固控設備，使用180目振動篩和高效離心機，盡量清除鉆井液中的無用固相；適時打入鉆井液稠塞，清潔井眼；配合工程的短起下、通井等措施破壞巖屑床、鍵槽等井眼不利因素。

（3）潤滑減阻技術。

采用強抑制包被劑控制粘土過度細分散，補充防塌降濾失劑的加量，保證了鉆井液具有低失水、高質量泥餅的特性。通過液體潤滑劑與固體潤滑劑的協同作用以降低鉆井液的潤滑系數，配合高質量的泥餅及鉆井液較高的液相粘度以保證了鉆井液優良的潤滑性。

（4）油層保護技術

在水平段鉆進過程中，采取了以下保護油氣層的措施：①鉆井過程中使用好四級固控設備，在保證井下安全的前提下盡可能降低鉆井液密度來降低井底壓力，盡量減少由壓差引起的對地層的污染。②油層段鉆進嚴格控制鉆井液的濾失量，全井段鉆井液中壓濾失量始終小于3.2ml，減少濾液的侵入達到減少儲層傷害的目的。③使用具有較強抑制性的有機胺，抑制儲層中粘土顆粒的膨脹和分散，減少水敏損害和顆粒運移堵塞損害。

施工期間鉆井液各項性能參數為：密度1.20～1.30g/cm3，漏斗粘度50～70s，中壓失水3～3.2ml，PH值8～9，含砂0.2～0.3%，固含10～13%，塑粘15～20mpa.s，動切力8～11pa，初終切力3～4pa/8～14pa，MBT 40～60g/L。

5 應用效果

在蘆1-9H井整個鉆井施工中鉆井液性能指標符合鉆井液設計要求，二開定向段及水平段使用強抑制封堵防塌鉆井液體系，在保證井下安全的前提下鉆井液密度和HTHP濾失量均控制在要求范圍內，并且井壁穩定，潤滑效果好，滿足了鉆井工藝的要求；強抑制封堵防塌潤滑鉆井液體系，抗溫性好，攜巖能力強，潤滑性好，鉆井液整體性能穩定，不僅保證了鉆井施工的安全、快速、高效、環保，還滿足了地質錄井的需要，比設計周期縮短的了三分之一，節約了鉆井成本。

6 結論與建議

（1）強抑制封堵防塌鉆井液體系較好滿足了本井的鉆探施工，保證了該體系的抑制防塌和攜巖性能，對井眼起到良好的清潔作用。

（2）在水平段，一定要加強現場固控設備的使用，盡可能采用高目數振動篩布，高效使用離心機，同時保證鉆井液中較低的固相含量，通過大、中、小高分子聚合物與胺基抑制劑的復配作用提高鉆井液的抑制性，最重要的是加大潤滑劑的加量，必要時配合固體潤滑劑提高潤滑性。

參考文獻

[1] 鄢捷年. 鉆井液工藝學[M]. 山東東營：石油大學出版社，2001.

[2] 沈偉. 大位移井鉆井液潤滑性研究的現狀與思考[J]. 石油鉆探技術，2001，29（1）：25-28.

（作者單位：1中石化勝利石油工程公司鉆井工藝研究院；

2山東勝利職業學院）