准北2井防塌钻井液技术

准北2井防塌钻井液技术
周晓轩龚伟郝泽君秦涛邱春阳
(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营，257000)
摘要
准北2井是中石化胜利石油工程有限公司重点预探井，完钻井深4753m。

该井地层岩性复杂,穿越多套地层，侏罗系煤层及砂泥互层井壁稳定性差;凤城组软泥岩易造成缩径卡钻；巴山组玄武岩及凝灰岩易造成硬脆性垮塌;井底400m钻探盲区无实钻资料可供借鉴，施工中钻井液技术难度大。

通过使用聚胺强封堵钻井液体系，配合现场钻井液维护处理工艺，保证了施工的顺利进行，全井无复杂事故发生。

关键词：准北2井煤层长裸眼聚胺强封堵
2井是化利工程有限公司重点预探井，位于新疆阿勒泰地区福海县喀拉玛盖镇南,构造位置属于准喝尔盆地石西凹陷。

该井设计井深4830m，实际完钻井深为4753m,钻探目的是了解石西凹陷东部二叠系、石炭系含油气情况，落实石炭系桂源岩发育情况。

由于地质构造复杂，地层岩性及压力系数多变，施工中钻井液技术难度大。

通过使用强封堵钻井液系，合现场钻井液护
理工艺，保证了钻井施工的顺利进行。

1工程地质概况
1.1工程概况
准北1井设计井深4830m，采用三开制井身结构，一开采用*444.5mm钻头钻至井深1006.00m，*339.7mm表层套管下深至1005.00m；二开采用*311.2mm钻头钻至井深3305.00m，下入*244.5mm技术套管至井深3304.86m；三开采用*215.9mm钻头钻至井深4753.00m完钻,裸眼完井。

1.2地质概况
实钻揭示，准北2井地层岩性如下:古近系岩性为砂质黏土及粉砂岩；白垩系上部为棕红色泥岩与灰色泥质粉砂岩互层，下部为褐灰色泥岩为主夹灰色粉砂岩;西山窑组为灰色细砂岩、粉砂岩、含砾细砂岩与灰色泥岩、砂质泥岩不等厚互层,夹煤层&三工河组以灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹灰色细砂岩、粉砂岩、含砾细砂岩;八道湾组以灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰色细砂岩、粉砂岩、含砾细砂岩。

局部发育灰色煤层；白碱滩组以深灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹薄层灰色粉砂岩;风城组上部以深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰色细砂岩。

中部棕色、主，棕色粉岩、含砾细砂岩、砾岩、凝灰岩；巴山组上部为棕红色、灰色泥岩、凝灰质泥岩与棕红色、灰色凝灰岩、安山岩、火山角砾岩、玄武岩不等厚互层，下部为一套玄武岩，一套火山喷发岩。

底部为一套变质花岗岩。

2钻井液技术难点
(1)上部地层大井眼机械钻速快,大的环空间隙导致岩屑上返速度低，容易造成岩屑被钻头反复切削，一则降低勘探开发效率&二则岩屑不能及时带出井眼，导致沉砂卡钻。

(2)侏罗系西山窑组和三工河组为砂岩和泥岩互层，夹有煤层。

八道湾组泥岩中夹有砂岩,局部发育煤层。

砂岩吸水后强度降低，造成上覆泥岩和煤
基金项目：胜利石油工程有限公司先导项目'准嚼尔盆地硬脆性地层钻井液技术先导试验(SJX1503)”
层坍塌&煤层破碎性强,在钻具撞击下易掉块,造成井壁失稳。

(3)凤城组和巴山组地层中棕红色泥岩较软，井眼形成后，红色泥岩在上覆地层的压力下易向井眼内释放,造成缩径卡钻&巴山组下部玄武岩和凝灰岩硬脆，钻井过程中易造成应力性垮塌和硬脆性垮塌,导致井径扩大率增大，影响固井质量#
(4)二开及三开井段为长裸眼井段，裸眼井段上部和下部地层岩性不同，地层压力系数不一样，并且长裸眼井段施工时间长，井壁受钻井液浸泡时间长，裸眼井段井壁失稳几率增大。

(5)准北1井完钻井深为4353.00m,准北2井下部近500m为钻探盲区,无实钻资料可供借鉴，施工中不可预知因素多，井壁失稳几率大。

3钻井液体系研究
3.1钻井液体系配方
通过调研国内深井$1—3%、超深井$—6%及煤层$7—9%钻井液技术，参考邻井钻井液施工经验：10],经过钻井液体系优化，决定使用聚胺强封堵钻井液体系，基本配方如下：
(4.0—6.0)%膨润土+(0.3—0.6)%聚丙烯酰胺PAM+(1.0—1.5)%磺酸盐共聚物降滤失剂DSP-2+C1.0—2.0)%胺基硅醇+(2.0—3.0)%低荧光井壁稳定剂HQ1+(4.0—6.0)%磺化酚醛树脂SMP-2+C1.0—2.0)%铝基聚合物防塌剂DLP-1+(2.0—3.0)%无水聚合醇+(3.0—5.0)%纳米封堵剂。

3.2钻井液体系作用机理
胺基硅醇能够与黏土在高温下发生化学反应,紧密连接在一起，并通过电荷吸附在黏土表面形成疏水层，阻止黏土颗粒的水化分散匚11%;聚合醇的“浊点效应”能够阻止泥页岩水化分散，并封堵岩石孔隙铝基聚合物能够与黏土结合形成具有固结作用的硅铝酸盐不渗透层，阻止滤液对地层的侵入，并能够与地层中多价阳离子发生化学反应生成沉淀,增强井壁稳定性$13%;纳米封堵剂能够对地层微纳米级孔隙及裂缝进行封堵,并能够提高泥饼的致密性,进一步增强井壁的稳定性$14%#
4现场钻井液技术
4.1二开钻井液技术
(1)开钻前在套管内调整一开钻井液性能，达到二开设计要求后开钻。

钻进中以PAM胶液维护钻井液性能，保证PAM浓度达到0.25%,依靠聚合物大分子包被钻屑，防止钻屑分散。

(2)钻进中钻井液密度控制在设计上限;2000m 后钻井液密度逐渐提高，保证钻井液液柱压力平衡地层坍塌压力。

3)钻进程用基证钻井液系的抑制性，胺基硅醇浓度达到1.0%,配合0.5%铝基聚合物防塌剂，抑制泥页岩水化分散。

(4)钻进过程中，上部地层使用屏蔽暂堵剂和超细碳酸钙封堵地层孔隙和裂缝，防止井漏;下部地层中加入井壁稳定剂和纳米封堵剂，特别是在煤层井段，加大井壁稳定剂的含量，使钻井液在井壁上形成良好泥饼，降低钻井液滤液向地层的渗透。

(5)钻进中钻井液漏斗黏度控制在45s左右，将钻井液流型控制在紊流状态&进入下部地层，逐渐提高漏斗黏度,提高钻井液的悬浮携带能力。

(6)上部地层使用鞍盐控制钻井液滤失量;下部地层中加入磺化酚醛树脂,提高钻井液体系的抗温及抗盐性能，降低高温高压滤失量。

(7)振动筛、除砂器、除泥器保持正常运转,适度使用离心机，充分利用固控设备及时清除钻井液中的无用固相，防止钻屑重复研磨，维持较低的固相含量，利于提高机械钻速#
(8)二开中完措施:①充分循环钻井液,待振动筛无返砂减少后，配制稠钻井液清扫井底，净化井眼。

②进行短起下钻，测量油气上窜速度，保证在电测期间不会发生安全事故。

③配置高黏切钻井液封闭2200m以下井段，确保后续中完作业顺利。

4.2技术
(1)开钻前预处理。

使用二开井浆钻水泥塞。

钻水泥塞过程中加入纯碱，降低钻井液中钙离子污染;在套管内循环二开井浆，开动四级固控设备，将钻井液密度降低至1.10g/cm3,性能达到设计要求
后开钻。

(2)密度控制。

钻进过程中钻井液密度始终控制设计下限,即钻井液密度控制在1.10g/cm3，便于发现油气藏,提高勘探开发效果#
(3)抑制性控制。

钻进中及时补充1%胺基硅醇和1%铝基聚合物防塌剂，保持钻井液体系的抑制性,抑制泥页岩水化分散，防止裸眼井段被长期浸泡而产生垮塌掉块#
(4)封堵性控制。

使用2%井壁稳定剂、3%纳米封堵剂和15%无水聚合醇保持钻井液体系的封堵性,利用纳米封堵剂,在裸眼井壁构筑薄及低渗透性的泥饼，封堵地层微裂缝和孔隙，防止井壁失稳；定期补充&0%预水化膨润土浆，参与泥饼颗粒的构成,提高封堵效果#
(5)滤失量控制。

使用磺化酚醛树脂SMP-2和磺酸盐共聚物降滤失剂DSP-2来控制体系的滤失量。

严格控制中压滤失量小于3.0mL,高温高压滤失量低于12mL,减缓滤液在高温高压条件下向井壁渗透。

(6)流变性能控制。

钻井液漏斗黏度控制在50s左右,流型控制在层流状态，保持钻井液的护壁防塌能力;定期补充预水化膨润土浆,增强钻井液体系悬浮携带能力。

(7)每次起钻前，用铝基聚合物防塌剂、磺酸盐共聚物降滤失剂和纳米封堵剂配制高黏切封井浆,封闭井底裸眼井段,通过静止封堵的形式，让防塌剂进入地层，从而达到较为理想的封堵效果。

(8)合理使用固控设备，振动筛、除泥器和除砂器同时使用，间接开动离心机,保持钻井液体系中的劣质固相在低含量状态，维持体系合理的流变性#
(9)完井作业:①钻完进尺后充分循环钻井液,配制高黏切钻井液净化井眼。

②起钻换牙轮通井钻具通井，下钻到底后，循环钻井液2个循环周时间,泵入高黏切钻井液净化井眼。

③配制封井浆封闭裸眼井段，保证完井作业顺利。

5结论及建议
(1)聚胺强封堵钻井液体系抑制性好,有效抑制了岩屑的水化分散,振动筛返出的岩屑棱角分明，无二次研磨痕迹。

(2)强封堵钻井液系封堵能力强!成的泥饼薄而致密，对地层孔隙及微细裂缝进行了有效封堵，全井无掉块返出#
(3)取芯作业顺利，岩芯收获率为100%；全井起下钻顺利；电测顺利；下套管一次成功率为100%。

(4)井眼质量良好，二开井径平均扩大率为7.40%；三开井径平均扩大率为&45%。

(5)侏罗系含煤层和石炭系火山岩井段钻进过程中,必须保证纳米封堵剂的含量，并配合一定的膨润土浆，确保形成良好泥饼，保证对地层的强效封堵。

参考文献
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The Anti-caving Technology of Drilling Fluid about Zhunbei Well Zhou Xiaoxuan,Gong Wei,Hao Zejun,Qin Tao,Qiu Chunyang
(Drilling Technology Reserrch Institute,Sinopec Oilfeld Service Corporation,
Dongying257000,Shandong?China)
Abstract:Zhunbei2well was an important exploration well belonged to Sinopec Shengli Petroleum Engi­neeringCompany andAhedri l ingfinishedwe l depAhwas4753.0m.ThepeArographycharacAerwascom-plex andmulipleseAsofsAraAaweredri l ed.Theboreholewa l wasinsAablebecauseofcoalbedandinAer-beded sand shale inJurassic.The accidenAof ighAhole s icking occurred frequenAly because of sofAmud­stone in Fengcheng Group.The down-hole troublesome condition of borehole collapse often happened be­cause of the hard and brittle Basalt and Tuff in Bashan Group.The data of non real drilling bottom400m can be used for reference.Above of all,the technology difficulty of drilling fluid was very great.The poly­amine drilling fluid with high formation sealing ability was applied.The requirements of engineering con­struction was met under the help of corresponding the drilling fluids technics and engineering measures. Key words:zhunbei2well;coal bed;long open hole;poly-amine;high formation sealing
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ResearchontheAdsorptonEffectofD'fferent
Ki n ds of Adsorbents on Heavy Metals i n C i g arette Smoke
LuoHanglin
(Sichuan Police College^Luzhou646000?Sichuan,China)
Abstract:In order to provide theoretical basis for the research on the harm of heavy metalsincigare t e smoketohumanbody!andtodeterminethecontentofheavymetalsincigare t esmoke.Akindoffluegas enrichmentdevicewasusedtoco l ectthefluegas!andthecontentofCdandPdinthesampleafterad-sorptionbyheavymetaladsorbentwasdeterminedbyflameatomicspectrophotometer.Theresultsshow that the heavy metal adsorbents activated carbon and ion exchange resin have adsorption e f ect on heavy metalsinfluegas;themethodisrapid!e f ectiveandaccurate!andissuitableforvariousenrichmentof fluegasanddeterminationofheavymetalelementsinit.
Key words:flame atomic absorption spectrometry(FAAS)&heavy metal adsorbent；cigarette smoke；trace elements
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