小井眼鉆井液技術(shù)研究與應(yīng)用

楊剛 朱振今 周思遠(yuǎn) 李業(yè)勛

(1.長城鉆探工程有限公司鉆井液公司；2.長城鉆探工程有限公司鉆井三公司，遼寧 盤錦 124010)

1 技術(shù)問題概述

因小井眼的井徑和環(huán)空間隙小，故與常規(guī)鉆井液比較，小井眼鉆井液施工具有一些技術(shù)難點，其特征如下：(1)低固相體系。小井眼的環(huán)空間隙小，循環(huán)壓耗大。固相含量較高，會影響機械鉆速，并且形成的泥餅質(zhì)量不好，易造成粘卡。(2)小井眼鉆井液必須有良好的流變性，能夠達(dá)到攜帶巖屑的標(biāo)準(zhǔn)。控制鉆井液的流變性能，保證攜砂。(3)小井眼鉆井液還需要有較強的抑制性，小環(huán)空間隙比較容易造成卡鉆情況出現(xiàn)。

2 相應(yīng)對策分析

2.1 優(yōu)選排量增強巖屑的攜帶與懸浮

(1)根據(jù)以往的施工經(jīng)驗知，環(huán)空返速在0.60～0.80m/s 即可滿足攜帶巖屑的需求，根據(jù)的鉆井液環(huán)空返速公式及現(xiàn)場施工的泵壓等條件制約，最終確定泵的排量范圍為5.6～6.7L/s。

(2)動塑比保持在 0.36～0.48Pa/mPa·s 之間，且需要保持鉆井液有一定的低剪切速率黏度，以保證鉆井液在低剪切速率下的攜巖能力。

(3)提高凈化設(shè)備使用率，去除有害固相。

2.2 提高地層承壓能力，做好防漏工作

立足于防漏，制定如下措施：(1)保證鉆井液密度處于合理范圍。在井下正常情況下保持較低的鉆井液密度，快鉆時井段增加循環(huán)時間，降低環(huán)空巖屑的濃度，防憋漏地層。(2)在滿足攜巖的情況下，在設(shè)計值之內(nèi)適當(dāng)降低鉆井液的粘度，并保持其流動性，減小流動阻力和激動壓力，強化凈化設(shè)備的使用，清除有害固相，降低環(huán)空的巖屑濃度，防止發(fā)生環(huán)空憋堵。(3)按照操作規(guī)程操作，控制起下鉆速度，開泵要平穩(wěn)，排量由小到大，防止壓力激動過大，憋漏地層。(4)封堵劑的復(fù)配優(yōu)選。

可供選擇的封堵劑有超細(xì)鈣、乳化瀝青和聚合醇。

2.3 使用強抑制性鉆井液體系和聚合醇，解決井壁失穩(wěn)問題

(1)加強鉆井液性能的維護，加入一定量的包被劑，抑制坂土和鉆屑的水化分散作用，充分利用凈化設(shè)備去除有害固相，在井壁上形成薄而密的泥餅。控制失水量，延長水化周期。

(2)加入高性能抑制劑，抑制泥頁巖的水化分散，合理復(fù)配降濾失劑，確保良好的泥餅質(zhì)量，控制濾失量至設(shè)計范圍內(nèi)

(APIFL≤2.5mL，HTHP FL≤10mL)。

(3)加入聚合醇、磺化瀝青等封堵效果好的處理劑，封堵地層微裂縫，改善泥餅質(zhì)量，提高井壁穩(wěn)定性。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 工程簡況

側(cè)鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計。

表1 Q31-55C井身結(jié)構(gòu)表

3.2 實測鉆井液性能

表2 Q31-55C井現(xiàn)場鉆井液性能

表2 為Q31-55C 井現(xiàn)場鉆井液的性能參數(shù)。Q31-55C 井環(huán)空間隙小，循環(huán)當(dāng)量密度高，循環(huán)壓耗大，通過軟件計算環(huán)空壓耗，得出不同位置的鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度，結(jié)果如圖1 所示：

圖1 環(huán)空水力參數(shù)計算

由圖1 數(shù)據(jù)知：Q 前31-55C 井的總環(huán)空壓力損失達(dá)8.14MPa，占現(xiàn)場施工泵壓的42.8%，較大的環(huán)空壓耗導(dǎo)致井底循環(huán)當(dāng)量密度，由正常1.40g/cm3升高至1.67g/cm3，增加了井漏的風(fēng)險，且起鉆后由于地層橫向應(yīng)力的釋放，井壁失穩(wěn)風(fēng)險增大。為了平衡停泵后的環(huán)空壓耗損失，采用起鉆壓重漿的方式，用密度為1.70g/cm3的泥漿封堵窗口以上井段，平衡了裸眼段的地層壓力，保證了井壁穩(wěn)定，每次起下鉆直接到底，未出現(xiàn)擴劃眼現(xiàn)象。

4 應(yīng)用效果

Q31-55C 井，開窗井深2470m，完鉆井深3130m，開窗和完鉆井深較深，要穿過沙三段上部易虧空油層和3000m 后的沙三段底部硬脆性碳質(zhì)泥巖，近三年多次在該區(qū)塊嘗試此類井施工均以失敗告終，施工難度極大。Q31-55C 井ECD 超過鉆井液密度0.27g/cm3，鉆進(jìn)中高循環(huán)壓耗，易導(dǎo)致井漏和粘卡發(fā)生。停泵后極易發(fā)生橫向應(yīng)力釋放，導(dǎo)致井壁失穩(wěn)?，F(xiàn)場施工中，使用公司自產(chǎn)的高性能抑制劑，有效地控制低密度固相，提高鉆井速度。封堵劑合理復(fù)配提高井壁穩(wěn)定性，優(yōu)選降濾失劑確保良好的泥餅質(zhì)量，控制合理的鉆井液密度和流變性控制ECD，通過起下鉆1.70g/cm3重漿壓井確保了井眼穩(wěn)定。

5 結(jié)語

綜上所述，通過多項技術(shù)措施的有效實施，保證了Q31-55C 井的高效安全施工，完井電測順利，為打開沈北區(qū)塊3000m以上118mm 側(cè)鉆井施工市場奠定了基礎(chǔ)，同時為遼河油區(qū)老井側(cè)鉆改造提供了更多可能。