泰來6井鉆井液技術

王志

摘要：泰來6井為中石化勘探分公司的一口重點預探井，二開大井眼在空氣鉆后的氣液轉換過程容易出現漏失、井壁垮塌及起下鉆阻卡。二開下部棕紅色泥巖易與地層中偏硬的灰色泥巖掉塊混雜在一起易造成鉆頭泥包。三開須家河組易鉆遇高壓裂縫油氣層，同時含有破碎性的煤層易垮塌；雷口坡組不同程度的含有膏鹽層易污染鉆井液。二開三開有垂直裂縫性漏層導致鉆進期間出現多次漏失。四開井底壓力高溫度高，加之易受碳酸氫根污染，導致高溫高壓情況下泥漿流變性能惡化。通過采用聚磺非滲透鉆井液體系提高了抗污染能力，采用低般含、合理Ca2+濃度，維持體系具有較好的抑制性和流變性能；及時有效的解決了這些問題，為該區(qū)塊快速順利施工積累了重要經驗。

關鍵詞：氣液轉換；鉆頭泥包；膏鹽污染；防塌防漏；高溫高壓流變性

1、工程地質概況

泰來6井位于重慶涪陵區(qū)塊中部，構造位置位于川東弧形高陡構造帶萬縣復向斜茍家場背斜構造與大池干井背斜構造所挾持的拔山寺向斜區(qū)，井點位于向斜南部，西臨茍家場背斜構造帶，東臨大池干井構造～寨溝灣構造帶，主探下二疊統茅口組，兼探上二疊統長興組。

2、鉆井液施工難點及技術對策

2.1 氣液轉換問題：二開井眼大，在空氣鉆后氣液轉換過程容易出現漏失、井壁垮塌，加上該段地層容易造漿、縮徑，如何有針對性的提高鉆井液的封堵防塌性和抑制性，防止出現漏失、坍塌及起下鉆阻卡。

2.2 井漏問題：全井漏失點很多共計漏失2350.45方，如何選用合適的密度鉆進；井漏發(fā)生后如何選擇合適的堵漏劑、合適的顆粒及纖維類堵漏劑配比，在最短時間內封堵漏點防止出現其他復雜情況。

2.3鉆頭易泥包：二開地層中的棕紅色泥巖吸水后容易塑性變形，與地層中偏硬的灰色泥巖掉塊混雜在一起，容易堵塞PDC流道造成泥包。另外泥漿中纖維和超細類的封堵材料、劣質固相多也是易泥包鉆頭的因素。

2.4膏鹽層污染：雷口坡、嘉陵江組存在大段膏巖層與鹽巖層，對鉆井液流變性、濾失性能影響很大。如何維護鉆井液密度以平衡鹽膏層蠕變，保持鹽膏層溶解與鹽膏層蠕變速率的動態(tài)平衡；吸取泰來2井大幅度處理調整鉆井液性能導致密度下降造成溢流的教訓。

2.5高溫高壓流變性能：四開期間隨時可能鉆遇高壓氣層加之井底溫度高，小井眼循環(huán)周時間長取芯頻繁鉆井液靜止時間長，加之易受碳酸氫根污染，導致高溫高壓情況下泥漿流變性能惡化。

3、現場鉆井液處理工藝

3.1 二開（702-3016米）處理工藝

3.1.1. 氣液轉換采用先旋轉噴淋油基潤濕反轉前置液，再向井眼噴淋灌注鉆井液的方式。及時提高鉆井液結構粘度，控制失水增強鉆井液懸浮攜砂和潤滑性能。根據實際情況，選擇適當的鉆井液密度對井下產生適當的正壓差，一方面提供有效應力支撐井壁，另一方面有助于快速形成薄泥餅。

3.1.2二開地層中棕紅色泥巖吸水后易塑性變形，易堵塞PDC流道造成鉆頭泥包。這種巖屑在起下鉆過程中經長時間的浸泡，鉆頭剛到井底加壓太快易把泥巖嵌進鉆頭流道造成泥包。處理措施：起鉆前配制含白油和聚合醇的泥漿封閉裸眼段；下鉆到底大排量、高轉速循環(huán)一周再鉆進降低泥包風險。

3.2 三開井段（3016-5065米）處理工藝

3.2.1采用聚磺非滲透鉆井液鉆進，鉆進嘉五-四過程中，Ca2+由140mg/L升至3660mg/L，CL-由8210mg/L升至63870mg/L；井深3200m左右鉆遇膏鹽層，粘度由44s升至90s，靜切力3/10Pa升至4/16Pa。加入純堿1t處理漿返出后鉆井液粘度60s，靜切力3.5/11Pa。提高鉆井液密度至1.50 g/cm3。通過提前加足抗鹽處理劑，使用硅醇抑制劑配合有機胺保持性能穩(wěn)定。泰來6井與泰來201井、泰來202井采用聚磺非滲透體系，泰來2井是強抑制欠飽和鹽水聚合物防塌體系。實鉆情況聚磺非滲透防塌體系比聚磺欠飽和鹽水體系在膏鹽層有更好穩(wěn)定性。

3.2.2針對二開、三開多次漏失，按照當前所在層位確定配方，提前準備好一罐（15～35）%含量堵漏漿。細目與可變形堵漏材料提前加入，及時調整粗細顆粒堵漏材料的搭配，再確定合理的安全密度窗口。本井多次漏失對于區(qū)塊垂直性裂縫認識不足，堵漏結束后即篩除全井堵漏劑，導致一鉆進再次出現漏失。后期漏失后采用（10-25）%堵漏劑含量鉆井液鉆進后，發(fā)生井漏的頻率大大降低。

3.3 四開井段（5065-5630米）處理工藝

3.3.1在鉆井液使用方面采用聚磺非滲透鉆井液體系，體系性能以提高碳酸根及鹽巖對體系的抗污染能力，采用低般含、合理Ca2+濃度，維持體系具有較好的流變性和抑制性為主。

3.3.2本井采取形成粗分散鉆井液：針對取芯多，頻繁起下鉆的情況采用定期使用硅醇抑制劑，形成適度絮凝的粗分散狀態(tài)。四開開始鉆井液密度是2.10g/cm?，之后提高至2.18g/cm??？刂婆驖櫷梁吭?5～22g/L，大量加入5%SPNH、6～8%樹脂等抗溫處理劑，使用單寧膠液維護鉆井液的熱穩(wěn)定性，是四開鉆井液保持良好流變性的主要因素。

4.結論

4.1氣液轉換采用先旋轉噴淋油基潤濕反轉前置液，再灌注鉆井液的方式。選用非滲透處理劑具有特殊的膠束結構，配合低軟化點瀝青提高封堵防塌能力，再提高密度1.50g/cm3以上提供徑向支撐較好的保持井眼穩(wěn)定。

4.2二開地層中的棕紅色泥巖容易塑性變形，植物纖維和超細類的封堵護壁材料易導致鉆頭泥包。鉆井液應保持良好的抑制性、潤滑性能，下鉆到底不應急于鉆進，先循環(huán)有效沖洗PDC鉆頭流道。

4.3定期加大補充SMP-2、SMT等處理劑保持其有效含量?？刂坪勉@井液Cl-，保持鹽膏層溶解與蠕變速率的動態(tài)平衡，適當提高鉆井液密度平衡鹽膏層蠕變。

4.4提前配置堵漏漿，及時調整粗細顆粒堵漏材料之間的搭配配合適當的粘切達。對區(qū)塊垂直性裂縫認識不足堵漏結束后不應即篩除堵漏劑，采用全井（10-25）%堵漏劑含量的鉆井液，使井漏發(fā)生的頻率大大降低。

4.5控制鉆進時較低的膨潤土含量在15g/L左右，配合硅醇抑制劑等形成粗分散鉆井液。及時補充有機胺、SMP-2、非滲透處理劑等彌補處理劑過快消耗的影響；良好的抗溫性能才能保持良好的流變性能。

（作者單位：中石化勝利石油工程公司鉆井工藝研究院）