KCl聚合物鉆井液在AN區(qū)塊的現(xiàn)場應用

王中義

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413）

1 概述

由于松遼盆地泥巖造漿嚴重、易縮徑，快速鉆進時易泥包鉆頭，2018年AN區(qū)塊施工18口井，其中5口井出現(xiàn)鉆頭泥包；為保證鉆井液性能穩(wěn)定，減少阻卡等井下復雜情況，確保造斜段和水平段的正常施工，使用淡水聚合物鉆井液體系全井排漿累計100m3左右，導致廢棄鉆井液增多，環(huán)保費用增加，而且鉆完井周期增加，鉆井成本提高。為解決泥巖段縮徑和泥包、鉆井液流變性不易控制的問題，鉆井液體系改為KCl 聚合物鉆井液，以此提高機械鉆速和行程鉆速，縮短鉆完井周期，降低鉆井綜合成本。

2 KCl聚合物鉆井液的室內(nèi)評價實驗

雖然KCl 聚合物鉆井液研發(fā)的比較早，早期在大慶地區(qū)曾經(jīng)進行過現(xiàn)場試驗，而且我院在伊拉克魯邁拉也有豐富的應用經(jīng)驗，但是為保證KCl 聚合物鉆井液的順利應用，我們針對大慶地層特點，對該體系重新進行了單劑優(yōu)選和體系評價，主要評價實驗包括鉆井液的流變性、潤滑性、抑制性以及劣質(zhì)固相容量限。優(yōu)化后的KCl 聚合物鉆井液體系流變性更合理，性能更穩(wěn)定（見表1），泥餅粘滯系數(shù)和極壓潤滑系數(shù)均有所降低，潤滑性得到改善，嫩江組泥巖的滾動回收率提高33.4%（見表2），劣質(zhì)固相容量限高達20%（見表3），由此可見，該體系能夠更好的滿足上部地層施工。

表1 鉆井液流變性評價實驗數(shù)據(jù)表（120℃×16h老化）

表2 抑制性評價實驗數(shù)據(jù)表（120℃×16h老化）

表3 劣質(zhì)固相容量限實驗數(shù)據(jù)表（120℃×16h老化）

3 現(xiàn)場應用

現(xiàn)場應用兩口井（NP219 和NP262），為保證施工 順利，我們制定了詳細的鉆井液配制和維護措施：

（1）嚴格按照室內(nèi)配方進行鉆井液的配制，由于循環(huán)系統(tǒng)的限制，包被劑無法在配漿時全部加入，下鉆到底循環(huán)時按照配方補足。

（2）進入造斜段前根據(jù)配方上限補足小分子抑制劑和防塌封堵劑，以提高鉆井液抑制性和封堵能力，保證井壁穩(wěn)定。

（3）鉆進過程中按照配方中上限配制膠液，然后按照循環(huán)周溜入鉆井液中進行日常維護，無特殊情況嚴禁直接加入干劑，確保鉆井液性能穩(wěn)定。

（4）pH 值小于9 時，對該體系性能具有較大影響，由于鉆進中KOH消耗較快，因此需及時補充KOH，保持pH值在9～10之間。

（5）根據(jù)摩阻和扭矩的變化，適當補充潤滑處理劑，保證鉆井液的潤滑性。

（6）加強固控設備的使用。直井段振動篩篩布目數(shù)不低于100目，造斜段和水平段振動篩篩布目數(shù)不低于120 目，除砂器篩布目數(shù)不低于200 目，離心機每天至少開啟3個循環(huán)周。

（7）每次起鉆前，要充分循環(huán)鉆井液，以振動篩無巖屑返出為起鉆原則。

（8）完井期間，保持鉆井液性能穩(wěn)定，固井前鉆井液粘度控制在45～55s，固井前充分循環(huán)清洗井眼，以有利于固井質(zhì)量的提高。

4 應用效果

4.1 工程情況

KCl 聚合物鉆井液現(xiàn)場施工中起下鉆順利，鉆頭無泥包現(xiàn)象，其中NP219 井直井段進尺612m，純鉆時間10.33h，平均機械鉆速高達59.24m/h，創(chuàng)區(qū)塊直井段鉆速最快紀錄。

由表4 數(shù)據(jù)可以看出，KCl 鹽水鉆井液施工的井，平均機械鉆速提高了2.65m/h，鉆井周期縮短2.4d，鉆完井周期縮短2.73d。

表4 工程基礎數(shù)據(jù)表

4.2 鉆井液性能及返砂情況

KCl 聚合物鉆井液流變性穩(wěn)定，粘度和切力更容易控制，數(shù)據(jù)見表5；返出的巖屑棱角分明，攜巖效果較好，見圖1 和圖2；泥餅薄而堅韌，致密性較好，晾干后無裂痕，見圖3。

表5 鉆井液性能數(shù)據(jù)表

圖1 振動篩巖屑

圖2 巖屑

圖3 泥餅

4.3 固井質(zhì)量

根據(jù)表6數(shù)據(jù)，KCl聚合物鉆井液施工的直井段和造斜段的固井質(zhì)量明顯好于淡水聚合物鉆井液，水平段固井質(zhì)量也有較大提高，說明該體系有利于提高固井質(zhì)量，防氣竄能力強，有利于儲層大功率壓裂施工。

表6 固井質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

5 結論

（1）該體系抑制性強，攜巖能力好，有效解決了大段泥巖造漿和縮徑的問題，提高了機械鉆速和行程鉆速，縮短了鉆完井周期。

（2）鉆井液性能穩(wěn)定，觸變性好，長時間靜止依然具有良好的流動性，維護簡單。

（3）造斜段和水平段定向鉆進時無托壓現(xiàn)象，說明具有較好的攜巖能力和潤滑性。

（4）固井質(zhì)量有明顯提高，能有效防止目的層伴生氣發(fā)生氣竄，有利于大功率壓裂施工。

6 建議

（1）盡管該體系具有很強的抑制性，但是依然需要充分利用好固控設備，否則鉆井液性能將會惡化，而且處理難度會大大增加。

（2）現(xiàn)場泥漿罐沒有加重系統(tǒng)，配制泥漿和膠液只能使用臨時提供的帶加重漏斗的膠液罐，不利于鉆井液的配制和維護，尤其是出現(xiàn)井漏、水侵等復雜情況時將會嚴重影響處理效果，建議改進循環(huán)系統(tǒng)和加重系統(tǒng)，提高配漿、維護以及處理復雜情況等作業(yè)效率。