塔河油田TK860X井钻井液技术

塔河油田TK860X井钻井液技术

【摘要】塔河油田油气显示主要在三叠系、石炭系和奥陶系，埋深在4200-6500m，其中主力油层奥陶系一般埋深5550m左右。三叠系、石炭系井眼失稳问题一直是该油田勘探与开发的技术难点。

tk860x井是在该地区实施的一口“直-増斜-稳斜-降斜-直”型开发井，完钻井深：5611m，垂深：5562.72m。根据地层特点，二开采用聚合物钻井液，三开采用聚合醇聚磺混油钻井液钻井液，易塌地层密度控制在1.30g/cm3。施工中通过提高钻井液滤液的抑制性，减小泥页岩的水化膨胀作用；采用屏蔽暂堵技术封堵地层微裂缝，提高地层整体承压能力，改善泥饼质量，降低滤失量，达到稳定井壁的目的[1]，现场施工顺利。

【关键词】井眼稳定聚合醇聚磺悬浮携带屏蔽暂堵水基钻井液

1 地质简况

2 钻井液类型选择与施工难点2.1 钻井液体系的优选

针对地层特点，钻井液必须满足以下要求：良好的抑制性，抑制地层岩屑水化分散；良好的屏蔽暂堵性能，形成优质泥饼，并封堵

上部地层砂岩段；良好的润滑防卡和防塌能力；良好的造壁能力和护壁能力，确保井壁稳定，井径规则；能很好地保护油气层，减少油气层损害。特别三开井段“直-増斜-稳斜-降斜-直”井身特点，采用聚合醇聚磺混油钻井液体系，现场应用表明本体系具有良好的润滑防卡、悬浮携带和稳定井壁的能力，满足现场施工要求。

2.2 各井段难点

一开、二开上部井段井段：一开地层疏松、渗透性强，地层可钻性好，进尺快，钻屑污染严重，渗漏严重。容易发生井口垮塌。采用固控除砂、化学絮凝和胶液稀释的办法控制钻井液自然密度。

三开井段：地层压实性好，钻时较慢。砂岩段渗透性强，易形成小井眼，二叠系微裂缝发育，渗漏严重。石炭系地层泥岩粘土含量高、塑性强，易吸水膨胀发生泥包钻头。定向井段润滑、防塌和井眼净化是主要难点。

四开井段，地层稳定，裂缝、溶洞发育，易喷易漏。井底温度高，控制钻井液整体高温稳定性能，保护好油气层。

3 钻井液维现场应用

3.1 一开0m-502m

表层地层松软、渗透能力强，采用高粘切膨润土-聚合物钻井液，防止井口垮塌。开钻前预配制200方膨润土浆，水化24小时，加入适量cmc-hv，以满足携砂、悬浮和防渗漏、防坍塌要求。3.2 二开502m-4000m

本井段井眼大，钻速快，在保证排量和井眼稳定的前提下，尽量控制钻井液适当粘切，低密度，低固相，提高机械钻速，充分使用固控设备，严格控制劣质固相，防止固相污染。

上部井段（502m-2500m），钻井液维护以补充聚合物kpam胶液和优质膨润土浆为主，根据粘切的高低而使用不同浓度的聚合物胶液。复配使用大中小分子聚合物，使钻井液具有良好的包被抑制性，包被钻屑。加入pb-1、qs-2封堵地层，降低渗漏。在进入吉迪克地层前把钻井液密度提至1.18g/ cm3，防止吉迪克组地层蠕变，造成井壁缩径，导致起钻阻卡。

下部井段（2500m-4000m），随着井深增加，井底温度的不断升高，容易造成粘土过度分散。坚持使用聚合物加强钻井液的抑制能力，聚合物浓度维持在（0.5-0.8）%，同时严格控制劣质固相。钻进到3500m根据实际情况补充部分抗温材料，提高钻井液的抗温性能，

控制钻井液的api失水小于5ml，hthp失水小于15ml。

3.3 三开4000m-5538.37m

三开钻遇侏罗系、三叠系、石炭系，层系多，岩性复杂，难度大。其中三叠系的哈拉哈塘组，柯吐尔组的深灰色泥岩易吸水膨胀，产生掉块，致使井壁垮塌，造成井下复杂。石炭系卡拉沙依组容易泥包钻头，应保持钻井液流变性良好。本井段井底温度高，地层水矿化度高，钻井液易污染。特别钻遇石炭系，由于定向钻进，钻压小、钻时慢，钻井液中亚米颗粒含量迅速升高。在高温作用下钻井液流型变差，需要加大抗高温处理剂的用量，用以改善粘土的表面状态，减缓高温对粘土的作用，使粘土的高温分散、高温便面钝化减弱，维持合适的ph值，从而提高钻井液的热稳定性。充分利用固控设备，控制固相颗粒分布合理，以便形成优质泥饼同时补充润滑剂降低摩阻。因此针对以上所述本井三开中所存在的难点，要求钻井液做到应具有较强的抑制性、防塌能力、封堵能力和润滑防卡能力及抗污染能力，同时严格控制劣质固相，维持钻井液性能稳定。

3.3.1？井眼稳定与防塌

三开井段井眼失稳发生的原因有以下几点：

（1）地质因素，地层构造应力变化大，岩石整体稳定性差，三

叠系、石炭系泥质岩粘土矿物以伊/蒙混层和伊利石为主，且混层比高，属于易水化分散、剥落掉块地层。

（2）地应力因素，三叠系、石炭系有较高的坍塌压力，密度选择不当导致井壁失稳。

（3）钻井液因素，钻井液滤失量和泥饼质量直接关系到防坍塌掉块的成败。

（4）钻井因素，不合理的冲刷井壁或长时间定点冲孔导致井壁失稳。根据井眼稳定因素，主要从物理防塌和化学防塌两方面入手，根据地层压力确定合理的钻井液密度，并且维持密度稳定，钻进到三叠系将钻井液密度稳定在1.30g/cm3。钻井液性能方面，控制高温高压失水小于12ml，同时复配使用pb-1、qs-2和沥青类防塌剂、聚合醇防塌剂，封堵微裂缝，降低滤失量，减少侵入深度，增强钻井液的造壁性和护壁性，确保井壁稳定。此外，起下钻作业控制速度，防止抽吸压力和激动压力造成井壁失稳。