小井眼鉆井液技術研究與應用

楊剛 朱振今 周思遠 李業勛

(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 技術問題概述

因小井眼的井徑和環空間隙小，故與常規鉆井液比較，小井眼鉆井液施工具有一些技術難點，其特征如下：(1)低固相體系。小井眼的環空間隙小，循環壓耗大。固相含量較高，會影響機械鉆速，并且形成的泥餅質量不好，易造成粘卡。(2)小井眼鉆井液必須有良好的流變性，能夠達到攜帶巖屑的標準。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，小環空間隙比較容易造成卡鉆情況出現。

2 相應對策分析

2.1 優選排量增強巖屑的攜帶與懸浮

(1)根據以往的施工經驗知，環空返速在0.60～0.80m/s 即可滿足攜帶巖屑的需求，根據的鉆井液環空返速公式及現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時間，降低環空巖屑的濃度，防憋漏地層。(2)在滿足攜巖的情況下，在設計值之內適當降低鉆井液的粘度，并保持其流動性，減小流動阻力和激動壓力，強化凈化設備的使用，清除有害固相，降低環空的巖屑濃度，防止發生環空憋堵。(3)按照操作規程操作，控制起下鉆速度，開泵要平穩，排量由小到大，防止壓力激動過大，憋漏地層。(4)封堵劑的復配優選。

可供選擇的封堵劑有超細鈣、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，合理復配降濾失劑，確保良好的泥餅質量，控制濾失量至設計范圍內

(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，改善泥餅質量，提高井壁穩定性。

3 現場應用

3.1 工程簡況

側鉆井井身結構設計。

表1 Q31-55C井身結構表

3.2 實測鉆井液性能

表2 Q31-55C井現場鉆井液性能

表2 為Q31-55C 井現場鉆井液的性能參數。Q31-55C 井環空間隙小，循環當量密度高，循環壓耗大，通過軟件計算環空壓耗，得出不同位置的鉆井液循環當量密度，結果如圖1 所示：

圖1 環空水力參數計算

由圖1 數據知：Q 前31-55C 井的總環空壓力損失達8.14MPa，占現場施工泵壓的42.8%，較大的環空壓耗導致井底循環當量密度，由正常1.40g/cm3升高至1.67g/cm3，增加了井漏的風險，且起鉆后由于地層橫向應力的釋放，井壁失穩風險增大。為了平衡停泵后的環空壓耗損失，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，保證了井壁穩定，每次起下鉆直接到底，未出現擴劃眼現象。

4 應用效果

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泥巖，近三年多次在該區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，鉆進中高循環壓耗，易導致井漏和粘卡發生。停泵后極易發生橫向應力釋放，導致井壁失穩。現場施工中，使用公司自產的高性能抑制劑，有效地控制低密度固相，提高鉆井速度。封堵劑合理復配提高井壁穩定性，優選降濾失劑確保良好的泥餅質量，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定。

5 結語

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