高6断块水平井钻井液技术
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作者: 苟天华
【摘要】江苏油田高6断块属于高集构造的中部，钻探目的层为阜二段，完钻井深为2200-2800m，水平位移500-1000m。该区块水平井钻井液存在携砂困难、井壁易失稳、易产生岩屑床、摩阻扭矩控制难度大、储层易受污染等技术难点。采用复合金属离子聚合物正电胶润滑防塌钻井液，应用表明钻井液性能稳定，抑制性强、悬浮携岩能力好，易于维护，润滑防卡性能好，满足了施工需要。
【关键词】水平井钻井液 井壁稳定 润滑性
1 钻井液技术难点
1.1 地质因素
二开裸眼井段长，高6断块盐城组以水敏性强的软泥岩为主，易缩径；三垛组、戴南组以泥岩为主，易造浆、缩径，常发生钻头泥包，甚至憋漏地层；阜宁组地层井壁易垮塌，易引起长井段划眼，下钻和电测遇阻、遇卡现象。井眼防碰问题突出，由于地面条件限制，井组集中，丛式井较多，各井相互交叉，井身剖面优选困难，井眼防碰难度大。
1.2 工程因素
地质不确定性程度大，油层薄，仅0.5-1m，在实钻时根据追踪油层的需要，甲方多次修改地质设计，不断调整垂深和方位。井眼轨迹状况差，严重威胁井下安全，对钻井液性能提出了更高的要求。由于井眼轨迹调整频繁，钻具和井壁接触面积增加，增加了摩阻和扭矩，滑动钻进时易出现托压现象，复杂的井眼轨迹极易发生键槽卡钻和压差卡钻。
2 优选钻井液体系
2.1 直井段选用复合金属离子聚合物钻井液，重点是提高钻井液的抑制性、控制好三垛组泥岩造浆，防止钻头泥包，配方如下
膨润土浆+ 0 . 2 % ～ 0 . 3 % P M H A -II+0.2%～0.3%COATER+0.5～1.0%NH4-HPAN 2.2 定向段选用复合金属离子聚合物润滑防塌钻井液，重点是提高钻井液的防塌性和润滑防卡能力，确保井眼稳定和良好的润滑性，配方如下
膨润土浆+ 0 . 3 ～ 0 . 4 % P M H A -II+0.5～1.0%NH4-HPAN+1.5%～2%FM-2+1-2%RHJ-1+2%QS-4。
2.3 水平段选用复合金属离子聚合物正电胶润滑防塌暂堵钻井液，重点是保证钻井液的润滑防卡能力、携岩能力和油气层保护，配方如下
膨润土+0.3～0.4% MMF-III+0.2%PMHAII+0.4～0.6% NH4-HPAN+1.5%～2%FM-2+3%～6%RHJ-1+1-2%DS-302+1-2%DS-306
3 钻井液主要技术措施
3.1 增强钻井液的润滑性能
在润滑防卡方面，主要加强四级固控设备的使用，使用110目以上的振动筛筛布，有效地清除了无用固相，同时根据钻盘扭矩、起下钻摩阻不断补充润滑剂和防塌剂。在井斜大于30度润滑剂含量大于2%，井斜大于80度后将润滑剂含量提高到4%以上，复配使用固液两种润滑剂，粘滞系数控制在0.06以下，能有效地增强钻井液的润滑性。3.2 增强钻井液的抑制能力
高6断块三垛组和戴南组以软泥岩地层为主，极易造成钻头泥包，在钻穿盐城组砾石层进入三垛组红色泥岩用纯碱水处理好水泥污染浆及时加入复合金属离子聚合物，并配合加入COATER增强钻井液抑制性，维护过程根据地层岩性不断补充主聚物，适当加入降失水剂控制失水，使得泥饼薄且坚韧。另外此地层在保证钻井液携岩的前提下钻井液粘切尽量保持在下限，利用钻井液低粘冲涮井壁，使得井壁干净，防止泥包。
3.3 增强钻井液的携岩能力
稳斜井段随井深的增加，斜井段加长，要防止岩屑床的形成，30-60度左右的斜井段易形成岩屑床，且不稳定易向井底滑动，如发现钻具活动时摩阻或扭矩明显增大或岩屑返出量不正常，并在井下条件允许的情况下增加环空返速，控制钻进速度或适时循环清屑，并加入0.3-04%的MMF-III提高钻井液的动切力，增强钻井液携岩能力。将钻井液粘度维持在45～50s，塑性粘度为18～22 mPa・s，动切力为8～12 Pa，静切力为（2～3） /（5～9） Pa/ Pa，并在每钻进100米进行一次短程起下钻均有利于清除岩屑床，保持井眼清洁。
3.4 提高钻井液的井眼稳定能力
高6断块阜四段地层极易垮塌，进入戴南组中部加入石灰石粉适当提高密度至1.16～1.18g/ cm3，平衡地层压力并改善泥饼质量，中下部加入磺化沥青使钻井液在进入阜宁组具有良好的防塌性，2 %磺化沥青 为主防塌剂，配合超细碳酸钙实施屏蔽封堵防塌技术。初加量为2%，之后不断补充以保持井壁稳定，阜宁组钻进一定要保持性能稳定无大幅度变化。降低滤失量，控制钻井液中自由水向地层渗透，钻进过程中API 滤失量小于4ml，高温高压滤失量小于10ml。
4 实施效果
4.1 润滑性优良
从施工井现场情况未出现明显托压情况，滑动钻进时钻压易于加到钻头上，工具面稳定，钻井作业摩阻正常，测井、下套管均一次成功，说明了钻井液润滑性优良。
4.2 井眼稳定
从测井曲线看施工井平均井径扩大率仅为8%，井径规则。地质录井砂样混杂度低，井壁没有明显的剥蚀掉块现象，振动筛上岩屑返出量正常。造斜段、水平段完井作业前采用稠钻井液循环，均未发现明显的砂子返出，说明该钻井液的携砂、悬浮能力满足了井下要求，能充分净化井眼。解决了阜宁组地层掉块和垮塌的问题，充分说明了该井段钻井液防塌抑制性强，钻井液防塌技术措施合理。
4.3 钻井液抑制性能好
施工井钻井过程中从未因钻井液的问题造成泥包起钻，每趟钻起出的钻头、扶正器、钻杆接头处均没有泥块，说明钻井液具有较好的抑制性能。
5 认识与结论
（1）水平井施工应该首先保证钻井液的润滑性，润滑性不好极易造成钻进托压，严重会造成粘附卡钻，此外托压进尺慢，井壁浸泡时间增长会带来井壁失稳、垮塌和缩径等复杂情况。使用好四级固控设备清楚无用固相和及时加入润滑剂是良好润滑性的保障。
（2）复合金属离子聚合物正电胶润滑防塌钻井液抑制性强，控制泥岩造浆效果好，震动筛返出岩屑棱角分明，且药剂加量少，钻井液流型易于调整。
（3）进入易跨地层前要做好防塌预处理，一方面要提高钻井液密度平衡地层，另一方面要加入沥青类防塌剂封堵微裂缝，同时增强钻井液的抑制性防止泥岩水化膨胀。
（4）在斜井段钻进时，防止岩屑床形成，提高钻井液携屑的能力，并配合短程起下钻作业破坏岩屑床，保证井眼干净。
作者简介
苟天华，2002年毕业于江汉石油学院，现在从事钻井液技术工作。地址：安徽省天长市江苏油田天长科研生产基地安徽分公司工程技术中心。
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