聚合醇钾盐钻井液在文188-平1井的应用

聚合醇钾盐钻井液在文188-平1井的应用

摘要:文188-平1是中原油田部署在文188区块的一口重点水平井,完钻井深3733.11 m,最大井斜97.5°。该井三开采用聚合醇钾盐钻井液体系,在施工过程中聚合醇钾盐钻井液性能稳定,抑制性强,具有良好的流变性和较强的携砂能力;滤失量低,泥饼质量好,封堵能力、造壁能力强,降低了井下摩阻,能有效地稳定井壁,保护油气层。

关键词:水平井井壁稳定抑制性聚合醇钾盐钻井液文188-平1

1 地质工程概况

文188区块位于东濮凹陷中央背斜带文留构造西侧地垒带南部,该区块四周为断层封闭,含油层位为下第三系沙河街组沙二段下亚段,储层岩性为长石粉砂岩,油藏埋深3300～3700 m,地层温度126 ℃～141 ℃,地层压力在44～54 MPa之间,属于高温、高压异常油气藏。文188-平1井是文188区块第一口水平井,钻井面临地层压力系数高、易漏、易塌、油层薄井眼轨迹控制难等一系列难题。主要钻遇复杂层段为该井下部:2715～2890 m含灰色泥岩、灰色泥质粉砂岩、膏泥岩的沙一段地以;2890～3286 m含紫红色泥岩、灰色粉砂岩互层的沙二上地层;3286～3733 m含紫红色泥岩、灰色粉砂岩互层的沙二下地层。

2 钻井液施工难点

(1)沙二段至沙三上地层稳定性差,易掉块及井壁坍塌,严重威胁井下安全。

(2)油层薄,厚度只有1 m,靶窗小,上下浮动范围只有0.5 m,而根据设计,储层有一定的倾角,因东濮凹陷断块较多,倾角变化和地层断块的不可预知性,加大了钻具在储层穿行的难度,井身轨迹不易控制。

(3)在水平段施工过程中受膏泥岩污染严重,粘切难以维持。

(4)水平段最大井斜达到了97.5°,施工过程中井眼净化困难,岩屑较难完全携带出来,易形成岩屑床,井下摩阻大、起下钻困;钻具与井壁接触面积大,易粘卡。

3 钻井液技术对策

3.1 井壁稳定

沙一盐前50 m转化为聚合醇钾盐钻井液,利用聚合醇和钾盐的特点,提高井壁稳定性,同时调整适当的粘切,保证沙一盐井段井壁稳定,滤失控制4 ml以内。根据地层压力适时调整钻井液密度也是保证井壁稳定的关键因素,另外斜井段及水平段保持较高的粘切也有利于井壁的稳定。

3.2 井眼净化

提高钻井液的悬浮和携砂能力是提高净化能力、保证井眼清洁的关键。随着井深增加,应逐步上调动切力及粘度,三开斜井段粘度控制在75～100 s之间;水平段粘度控制在100 s左右,动塑比在0.4左右。斜井段及水平段每钻进50～100 m短起下清砂一次,必要时配高粘度稠浆推砂;四级固控设备保持正常运转,振动筛布目数达到200目以上。

3.3 井眼润滑

随着井斜的增大,采用固体润滑剂(减少接触面积)复配液体润滑剂(减小摩擦系数)的方式提高钻井液的润滑能力。钻进过程中每个班都要补充固体和液体润滑剂来确保新钻井眼的光滑。钻达A点后混原油至含量达到15%,并保持其含量,维持钻井液良好的润滑性。

3.4 防卡

重点防沉砂卡钻和防粘卡。通过提高钻井液的结构力,维持适当的粘切;配合短起清砂、稠浆推砂及减少停泵时钻具在井底停留时间等技术措施,可有效防止沉砂卡钻。通过改善泥饼质量、混油、钻井液净化及减少钻具在裸眼内静止时间等技术措施,可有效防止粘附卡钻。

4 现场施工

三开使用聚合醇钾盐钻井液,主要是围绕钻井液高温稳定、增强钻井液润滑性和携砂能力、提高钻井液抑制性来开展。钻进过程中,用PAL、SMP-Ⅱ、SMC、NaOH来维护钻井液性能,并及时补充KCl,确保其含量不低于7%,振动筛筛布换用200目,坚持固控设备使用率达到100％。

沙二下井段井壁掉块会增多,钻至沙二下前将钻密度提至 1.50 g/cm3,以确保井壁稳定。钻开油气层前加入油保处理剂超细碳酸钙2 t,改善泥饼质量,进一步提高井壁稳定能力。

水平段适当提高钻井液粘切,调整粘度至100 s左右,切力0.5～1.5/1.5～3 Pa,滤失量小于4 ml,确保较强的悬浮携砂能力。水平段受膏泥岩污染严重,粘切难以维持,配新浆20 m3,加入SMT 500 kg、SMC 1000 kg、NaOH 300 kg置换一部分老浆后,钻井液性能才基本稳定。过A靶后及时补充原油,确保其含量不低于15%,以维持钻井液良好的润滑性能。

三开井段钻井液性能:

密度:1.30～1.50 g/cm3

粘度:69～118s

API滤失:2.0～3.0 ml

PV:33～50 mPa·s

YP:9～16 Pa

pH:9.5～10.5

5 认识与结论

(1)聚合醇钾盐钻井液性能稳定,抑制性强,具有良好的流变性和较强的携砂能力;滤失量低,泥饼质量好,封堵能力、造壁能力强,减轻了井下摩阻,能有效地稳定井壁,保护油气层。(2)三开水平段保持混油量15%,可以满足钻井施工的需要。保证固控设备的使用效率,清除有害固相,降低摩阻,确保了井下施工的安全。(3)水平段施工应保持相对较高的粘切,每钻进不超过50 m应短起下清砂一次,清砂时可配适量的稠浆推砂,这对清洁井眼、减少岩屑堆积是十分重要的。(4)水平段钻时慢,钻井液受膏泥岩污染后,粘切不宜控制;钻井液需勤维护、及时维护才能保证其性能基本稳定。

参考文献

[1]刘波,鄢捷年.高效防塌钻井液的研制及在新疆塔河油田的应用[J].石油大学学报:自然科学版,2003(5).

[2]荆昌澄,刘璇.聚合醇—正电胶聚合物钻井液在中原油田水平井中的设计与应用[J].内蒙古石油化工,2005(3).