塔河12区优快钻井液技术探讨

塔河12区优快钻井液技术探讨
发布时间：2023-02-13T02:24:39.124Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第17期作者：厉明伟
[导读] 水平井一直是勘探油气资源的重要技术手段之一。

厉明伟
中石化胜利石油工程有限公司钻井液技术服务中心，山东省东营市 257000
摘要：水平井一直是勘探油气资源的重要技术手段之一。

近年来，我国水平井钻井技术发展迅速，为难采储层的开发提供了技术条件。

西北油田的难采储层含有的油气储量是老油区稳产的主要部分，水平井在高效开发低品位储层方面显得尤为重要。

但在一些复杂地层施工时，钻井液漏失、井壁塌陷、气侵和井涌等成为钻井过程中不得不面对的问题。

复杂的地质情况导致机械钻速大幅下降、钻井作业成本迅速增加，因此如何优化施工工艺，减少复杂成为钻井液提速的关键。

本文通过室内实验结合优化现场工艺，实现了12区阶段提速要求。

关键词：塔河12区；钻井液；优快钻井技术
一、现状与存在问题
塔河12区为西北油田的主要老油区位于南疆油区东北部，地层隆起，上部地层普遍较深，目前施工井主要采用新三级井深结构，井深不到7000米，12区主要面临2大难点：一是二开大井眼快速钻井减少井壁不稳定阻卡，二是主要目的层为奥陶系一间房组，尽可能实现一间房组长裸眼串珠，面临严重井漏、井塌、油气侵、井涌、小钻具摩阻阻大等风险。

如何低成本安全实现钻井提速是本区块的重点难点。

本文将从二开如何提速和三开减少井漏，结合施工井进行钻井液技术探讨。

二、地质情况和工程情况简介
2.1地质情况：主要施工地层为第四系、新近系、古近系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、奥陶系，上部地层相对完整，下部地层存在部分缺失。

上部为疏松地层，中部为砂泥岩互层，二叠系含有凝灰岩和英安岩特殊岩性，奥陶系目的为钻遇断层串珠。

2.2工程情况：
表1 新三级井深结构
三、室内配方研究
上部钻进中常出现的复杂为表层垮塌，如果采用粘切过高，经常造成糊井眼，造成短期下阻卡，特殊井段的井壁不稳定问题，需要整体思考，从体系出发，建立体系思维，因此对比分析合适的体系配方对于性能控制非常必要。

3.1膨润土浆基浆配方优选，通过调整不同比例进行配方的优选，配方分别如下：
配方1、6%膨润土+0.2%纯碱+0.4%烧碱，水化24h，低搅30min ,测得性能
配方2、8%膨润土+0.2%纯碱+0.4%烧碱水化24h，低搅30min ,测得性能
配方3、10%膨润土+0.2%纯碱+0.4%烧碱水化24h，低搅30min ,测得性能
配方4、6%膨润土+0.2%纯碱+0.2%烧碱水化24h，低搅30min ,测得性能
配方5、6%膨润土+0.4%纯碱+0.2%烧碱水化24h，低搅30min ,测得性能
表2 不同配比对钻井液性能影响
根据表2实验结果，在疏松地层需要选择配方3有利于防止井壁垮塌，转型时配方1钻井液性能更适合。

3.2聚合物钻井液配方优选，选择配方1作为基浆，进行聚合物体系钻井液的优选。

配方6、基浆+0.3%聚丙烯酰胺钾盐+2%聚合物降失水剂低搅30min 加热至60℃配方7、基浆+0.3%包被剂+2%聚合物降失水剂低搅30min 加热至60℃配方8、基浆+0.2%聚丙烯酰胺钾盐+0.2%包被剂+2%聚合物降失水剂低搅30min 加热至60℃表3 不同配比对钻井液性能影响
根据表3实验结果，配方8在增加抑制性的基础上，性能依然满足性能需要。

3.3低复合盐聚磺合物钻井液配方优选，选择配方8作为下一步实验的基浆。

配方9、基浆+4%KCL+2%NaCL+2%SMP-2+2%褐煤+4%沥青低搅30min 加热至90℃冷却至60℃配方10、基浆+2%KCL+4%NaCL+2%SMP-2+2%褐煤+4%沥青低搅30min 加热至90℃冷却至60℃配方11、基浆+4%KCL+2%NaCL+1%SMP-2+1%褐煤+2%沥青低搅30min 加热至90℃冷却至60℃表4 不同配比对钻井液性能影响
根据表4实验结果，配方9流变性较好，满足性能需要。

3.4混油聚磺钻井液的优选，以配方9为基浆，通过不同比例的混油，优选性能满足的钻井液。

配方12、基浆+4%油基润滑剂配方13、基浆+6%油基润滑剂配方14、基浆+8%油基润滑剂表5 不同配比对钻井液性能影响
根据表5实验结果，润滑剂6%后，再提高润滑剂含量Kf降低不明显。

根据地质和工程基本情况，确定4种钻井液体系，结合现场性能要求选择体系转换便利、成本低的配方，最终确定配方为：配方3、配方8、配方9、配方13，形成钻井液体系搭配。

四、现场钻井液维护处理
4.1一开井段（60～1200m）
（1）上部胶结疏松地层发生垮塌，采用高坂含浆开钻，0.3%聚丙烯酰胺钾盐胶液维护。

（2）大排量洗井携岩，排量大于60L/S，四级固控设备，清除劣质固相。

（3）钻达设计井深后，彻底循环洗井，配置提高粘切降低失水封闭浆，确保套管顺利到位。

4.2二开井段（1200～6000m）
（1）二开前将基浆性能调整至配方1，采用两种抑制剂复配提高抑制性。

（2）上部快速钻进，钻井液维护以聚合物抑制为主，采用大、中、小分子量聚合物复配，保证聚合物含量大于5kg/m3，调整钻井液的流变性和降低滤失量。

（3）提高密度前，全程使用四级固控，保持固相含量小于8%。

（4）钻至渗透性好的砂岩地层，逐渐向井浆中加入超细碳酸钙、单向压力屏蔽剂，改善泥饼质量，减少渗漏。

（5）适量补充润滑剂，确保钻井液具有良好的润滑性，防止快速钻进过程中钻头泥包和卡钻的发生。

（6）舒善河组棕褐色泥岩易吸水膨胀，进入该层位之前控制API滤失量小于5mL。

（7）侏罗系、三叠系地层防塌是重点，采用改性沥青、磺化沥青/阳离子乳化沥青粉复配，配合有机硅醇抑制剂等处理剂，加量应不低于20kg/m3，充分保证钻井液的抑制防塌性。

（8）随着井温升高，建议侏罗系底部将体系转化为复合盐聚磺钻井液体系，根据室内实验，转换前调整好流变性和固相，防止体系转化前后性能产生较大波动。

4.3三开井段（6000-7000m）
（1）开钻前调整基浆性能，补充4%的润滑剂，降低摩阻系数。

（2）4%复合盐和2%磺化材料维护，提高体系抗污染能力和抗温稳定性。

（3）保持35kg/cm3左右的坂土含量，提高钻井液的携岩能力。

五、结论与建议
（1）上部地层松软，井眼扩大率较大，钻屑较多，采用两种聚合物抑制剂复配，抑制性明显，合理使用固控设备，配合工程技术提速工具，应用的TH121164井、TH12547CH、TH12113X二开周期平均结余30%，提速效果明显。

（2）侏罗系、三叠系、二叠系是二开钻进提速的关键井段，使用封堵性良好的的复合盐聚磺钻井液，短期下畅通率提升明显，能给快速钻井提供很好的保障。

（3）水平段钻进，钻井液应该保持良好的润滑性，但是对于反复调整轨迹的井段，磨阻降低不明显，需要提高轨迹平滑度和保持好的携岩。

（4）目的层井漏依然是难以克服的困难，目前采取的主要措施还是降低密度，采用主动降低密度的混油微泡钻井液应该是下步探索的方向。

参考文献：
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