威远区块钙钾基钻井液技术应用

威远区块钙钾基钻井液技术应用
发表时间：2020-08-28T05:43:59.422Z 来源：《中国科技人才》2020年第11期作者：张红伟[导读] 通过三口井的现场应用，取得良好效果，为威远区块上部地层提速提效奠定技术支撑。

中原石油工程有限公司钻井二公司河南濮阳 457001
摘要：针对威远区块须家河煤层易垮塌、雷口坡盐膏层易缩径卡钻、飞仙关龙潭组钻头极易泥包和茅口组大段灰岩地层井壁失稳坍塌等技术难题，采取抑制防塌、润滑防卡、泥包预防等钻井液技术，通过三口井的现场应用，取得良好效果，为威远区块上部地层提速提效奠定技术支撑。

关键词：井壁稳定；盐层缩径；泥包；预防；钙钾基钻井液；威远
1 概述
威远构造地层古老，钻井设计为三开制水平井，设计井深2700m。

顶部区多为须家河组，沟谷多为雷口坡组地层，外围分布侏罗系上部地层。

威204井钻井揭示，从地表至基底，地层层序依次为侏罗系沙溪庙组、凉高山组、自流井组、三叠系须家河组、雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组，二叠系上统长兴组、龙潭组，二叠系下统茅口组、栖霞组、梁山组，志留系下统龙马溪组，奥陶系上统五峰组、临湘组、宝塔组，中统十字铺组，下统湄潭组、红花园组、桐梓组，寒武系洗象池组、高台组、龙王庙组、沧浪铺组、筇竹寺组和震旦系上统灯影组、下统陡山沱组，缺失石炭系、泥盆系地层。

震旦系上统不整合于前南华系花岗岩基底之上，震旦系与上覆寒武系筇竹寺组，二叠系下统梁山组与下覆志留系龙马溪组、二叠系下统茅口组与上覆龙潭组，三叠系中统雷口坡组与上覆须家河组呈不整合接触。

二开井段钻井过程中，地层复杂，须家河煤层易垮塌、雷口坡盐膏层易缩径卡钻、飞仙关龙潭组钻头极易泥包和茅口组大段灰岩地层井壁失稳。

通过采取优化钻井液体系，完善钻井液技术方案，强化钻井液体系的抑制防塌、润滑防卡、防泥包等技术应用，有效的解决技术难题，通过现场威204H36-4井等三口井的应用，取得良好效果，钻时由原来的30-40min/m压缩至8min/m，显著提高机械钻速，为威远区块上部地层提速提效提供了技术支撑。

2 技术难点
威远二开主要井段：500-2900m，主要钻遇地层为须家河、雷口坡、飞仙关、龙潭组、茅口组等复杂地层。

主要技术难点：
（1）须家河组夹杂煤层，井壁稳定性较差，易坍塌；
（2）雷口坡组岩性以碳酸盐岩为主夹膏盐层，易出现缩径、卡钻；
（3）嘉陵江、飞仙关、龙潭组含大段泥岩，尤其是铝土质泥岩夹杂石膏，粘附性强，泥包概率大；
（4）茅口组、栖霞组灰岩地层，井漏存在不确定性，井漏后伴随井塌问题突出。

3 钻井液技术思路
（1）采用钙钾基聚磺钻井液体系，氯化钾含量保持在5-7%，生石灰含量0.5%。

（2）补充FT-1沥青类防塌剂、磺化类处理剂和聚胺，提高抑制防塌封堵性能。

（3）钻井液密度走设计上限，进入龙潭组地层前，钻井液密度应不低于1.65 g/cm3。

（4）采用低粘低切，补足润滑材料，保持含油量达到4%；保持茅口组密度不低于1.80 g/cm3。

（5）减少灰岩、泥岩段的循环、划眼时间，防止冲刷井壁形成大肚子。

4.技术应用
4.1一开钻井液
4.1.1 钻井液体系及配方：清水钻进
6%坂土浆80m3+Na2CO30.3t+NaOH0.1t+PAC-HV0.05t
施工前水化膨润土浆40方（加土粉4吨，纯碱0.3吨），搅拌水化待用。

4.1.2 钻井液的维护处理
（1）钻进中补充清水，加入预水化膨润土浆提高钻井液的携岩能力和护壁性，并时刻注意观察漏失情况，做好堵漏剂及清水的储备。

（2）钻进过程中观察井口返浆、返屑和罐内液面，及时发现井漏，钻进过程中可加入随钻堵漏材料预防渗漏（达到环保要求）。

（3）根据井下地层造浆情况，补充适量的大分子聚合物HP和DS-301.
（4）根据震动筛返砂情况，采用高粘稠浆推举清砂洗井，井下不漏失，尽量采用重新配置膨润土浆的方法来补充泥浆。

（5）提前控制钻井液总量，参与循环的循环罐数量要根据各队使用情况降至最低，保证泵上水效果良好，避免和防止发生钻头泥包。

（6）一开完钻后短起下拉井壁，刮掉井壁上的浮泥饼，保证井壁干净。

加50kgHV-CMC配15m3稠浆推塞洗井，并用大排量循环至井底干净，加100kg HV-CMC配25m3封闭浆打封闭后起钻下套管。

（7）锥型罐放浆口要提前做好规划，及时清理沉砂，避免罐口堵死、固死的情况发生。

4.2二开钻井液
4.2.1钻井液体系：钙钾基聚磺钻井液体系
4.2.2钻井液配方：
清水+3% KCL+0.5%HP +0.5%PAMS-150+0.5% PAC-LV+1% CGY+0.5%CaO+0.3%聚胺抑制剂
4.2.3须家河组地层防塌措施。

在该层位钻进中，用HP/DS-301，配合ZSC-201絮凝包被，乳液聚合物PL控制滤失量在8-10ml。

强化钻井液日常维护，优化钻井液胶液维护技术方案，
维护胶液的配方：5%KCL+0.3%HP+0.3%DS-301+0.3%ZS-201+0.5%CaO+0.3%PL+0.3%PAMS-150+0.3% PAC-LV。

性能要求：ρ：1.18-1.55g/cm3；FV：35s；FL≤6-7mL；pH：9；
4.2.4飞仙关组与龙潭组防泥包措施
①进入地层前，保证悬浮带砂前提下，保持较低的粘度和切力，混入4%的柴油和2%水基润滑剂。

②起钻前，配制良好的钻井液封闭液，配方：低粘切井浆+2%水基润滑剂，封闭该井段。

下钻采取分段循环，到底开泵时，逐渐提高循环排量。

③KCl达6～8%，加入防塌封堵。

④坂含小于30g/l，含砂小于0.5%，固含30%，含油达到3%以上。

4.2.5茅口组防塌与防漏
①密度1.80 g/cm3以上，KCl7%以上。

补充沥青、酚醛树脂和褐煤类抗温材料；
②井浆中加入随钻堵漏剂、超细碳酸钙等材料，
4.2.6固相控制技术措施
（1）钻进过程中充分使用好振动筛、除砂器清除钻屑，离心机清除劣质土，控制钻井液较低含砂量与坂土含量。

除砂器使用效率100%，高速离心机使用效率90%以上，中速离心机合理安排使用。

（2）振动筛布目200目为主。

除砂器筛布要求240目。

定时检查和清洗筛布，保证出砂效果良好。

（3）中完前保持性能均匀稳定，不作大型处理，完钻后大排量循环两周清砂。

通井到底后先用稠浆进行推砂，再大排量循环至井底干净。

原浆中加润滑剂封闭井下，保证套管的顺利下入。

5 几点认识
（1）针对二开水基钻井液体系，从配浆开始，严格控制坂含，根据不同井段制定该段的维护配方，及时调整钻井液的各项性能参数。

（2）使用钙钾基钻井液体系，引入聚胺、氨基聚醇等强抑制剂，进一步提高抑制封堵能力。

（3）氧化钙含量应控制，维护过程中做好小型试验。

作者简介：张红伟，1987年毕业于中原石油学校钻井专业，钻井液技师，现任中原石油工程有限公司钻井二公司永川项目部钻井液主管。