楊保健 劉小剛 張彬奇 丁曉潔

【摘要】渤中34-1油田地層巖性復(fù)雜，水敏性極強(qiáng)，極易發(fā)生起球、縮徑、坍塌等復(fù)雜情況。根據(jù)已完成的9口探井與開發(fā)井的鉆井液使用情況來看，存在不少問題。于是，引進(jìn)了麥克巴的ULTRADRIL鉆井液體系。本文主要通過對比兩種體系的應(yīng)用情況，從GID鉆井液體系的應(yīng)用情況、ULTRADRIL鉆井液體系的特點(diǎn)、ULTRADRIL鉆井液體系的應(yīng)用、ULTRADRIL鉆井液體系的分析等幾個(gè)方面展開闡述，并得出ULTRADRIL鉆井液在渤中34-1油田的使用效果。

【關(guān)鍵詞】巖性復(fù)雜 ULTRADRIL鉆井液 應(yīng)用情況 使用效果

1 渤中34-1油田地層及巖性特征

渤中34-1油田311.2mm井段主要鉆遇的地層自上而下分別是平原組、明化鎮(zhèn)組。平原組主要巖性以泥巖與細(xì)砂巖等厚互層為主，明上段巖性泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖互層，明下段上、中部泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖互層；下部泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖呈等厚互層。

2 井身結(jié)構(gòu)

錘入Φ609.6mm隔水導(dǎo)管，入泥50米，一開Φ444.5mm井眼鉆至250米，下入Φ339.7mm套管，二開Φ311.2mm井眼鉆進(jìn)至完鉆井深，下入Φ244.5mm套管。

3 GID體系在渤中34-1油田的應(yīng)用情況

（1）起泥球嚴(yán)重；

（2）跑漿嚴(yán)重，惡性循環(huán)，不利于攜帶和泥漿性能穩(wěn)定；

（3）潤滑性不夠，滑動(dòng)鉆進(jìn)容易粘鉆具，摩阻扭矩大；

（4）抑制劑對固相含量敏感，無法加到設(shè)計(jì)含量；

（5）井徑不規(guī)則，尤其是上部井段井徑偏大。

4 ULTRADRIL鉆井液體系的應(yīng)用

為解決GID鉆井液體系應(yīng)用中存在的問題，引進(jìn)了M-I泥漿的ULTRADRIL鉆進(jìn)液體系。ULTRADRIL鉆井液體系是M-I泥漿公司開發(fā)的一種為提高活性、易分散的頁巖穩(wěn)定性和可鉆性的強(qiáng)抑制性水基泥漿。

4.1 ULTRADRIL鉆井液體系介紹

ULTRADRIL鉆井液體系中起主要作用的成分是ULTRAHIB聚胺陽離子，ULTRAHIB抑制劑是一種液體處理劑，它通過嵌入粘土片，減小粘土片間的空間，阻止水分子滲入，而降低粘土膨脹的水合作用達(dá)到抑制效果。 ULTRAHIB為堿性材料，恰當(dāng)?shù)腢LTRAHIB濃度可確保pH在9.0～9.5，不用添加NaOH或KOH。

ULTRADRIL鉆進(jìn)液體系的第二抑制劑是聚合物ULTRACAP，ULTRACAP是一種分子量適度的陽離子聚丙稀酰胺，提供鉆屑包被和頁巖穩(wěn)定作用。使用濃度在5.7-8.56 kg/ m³，ULTRACAP在頁巖和鉆屑表面形成一個(gè)保護(hù)外套，從而獲得完整的鉆屑，避免了鉆屑粘糊振動(dòng)篩和鉆屑相互粘結(jié)。

ULTRAFREE鉆速增效劑是一種表面活性劑混合物，它可以大量減少頁巖鉆屑在金屬表面的粘附，同時(shí)，ULTRAFREE也提供一個(gè)附加的潤滑作用。

利用K+的抑制機(jī)理提高鉆井液對泥頁巖的抑制機(jī)能和對儲(chǔ)層的保護(hù)機(jī)能。它主要起到輔助抑制的作用。 通過GD-101改性淀粉或者是PAC降失水； 生物聚合物MC-VIS或XC作為增粘劑。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用

（1）初始用海水搬土漿鉆進(jìn)，間隙配5～10方胍膠稠泥漿（胍膠濃度14kg/m³），用來攜沙清掃井底，鉆進(jìn)至800米左右，替入U(xiǎn)LTRADRIL泥漿。

（2）初始配備ULTRADRIL泥漿220m³泥漿，比重為1.03 S.G.加石灰石至比重1.08-1.10sg。初始ULTRADRIL鉆井液配方： 鉆井水+0.125%小蘇打+5.2%KCL+1.14% GD-101+0.28%MC-VIS+0.57% ULTRACAP+3%ULTRAHIB+石灰石。

5 ULTRADIL鉆井液體系的使用效果

在對ULTRADRIL鉆井液性能進(jìn)行分析時(shí)，采取對比的方法，從鉆井液性能、操作、鉆進(jìn)情況、井徑等幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而作出結(jié)論。

5.1 鉆井液性能優(yōu)良

GID鉆井液與ULTRADRIL鉆井液性能及流變性情況對比如下表1所示：

從表中可以看出：ULTRADRIL鉆井液相對GID體系具有較低的漏斗粘度、較高的塑性粘度，增加潤滑性。PH值控制在9.5以內(nèi)，保證各種材料都好用的情況下，減弱高堿性對泥頁巖的水化作用。

5.2 操作方便

ULTRADRIL鉆井液體系配置簡單，每一種功能只用一種添加劑，可以較快的加入，還有兩種液體材料可以節(jié)約大量時(shí)間， GID鉆井液體系每一種功能需要多種添加劑來實(shí)現(xiàn)，配置復(fù)雜。

5.3 提高鉆井液的抑制性能

渤中34-1區(qū)塊屬于巖性復(fù)雜的區(qū)塊，泥頁巖水化嚴(yán)重，容易縮徑、導(dǎo)致井塌等井下復(fù)雜情況。根據(jù)前面所述，GID鉆井液體系主要問題是抑制性不夠，導(dǎo)致巖屑大量粘結(jié)聚集形成泥球。ULTRADRIL鉆井液具有強(qiáng)烈的抑制性，徹底消除泥球問題，同時(shí)，也消除了因泥球所帶來的跑漿問題。采用ULTRADRIL鉆井液體系后，巖屑成形好，大部分巖屑可以看到PDC鉆頭的齒痕；振動(dòng)篩巖屑比較干，包被效果好。

5.4 提高了鉆井液的潤滑性能

本區(qū)塊泥頁巖水化嚴(yán)重，非常容易粘鉆具，為滑動(dòng)鉆進(jìn)增加了難度。采用ULTRADRIL鉆井液以后，滑動(dòng)鉆進(jìn)容易，沒有粘鉆具顯示，當(dāng)井斜角和鉆進(jìn)長度相當(dāng)時(shí)，采用ULTRADRIL鉆井液體系后，平均機(jī)械鉆速相對較高。

5.5 井徑較規(guī)則

采用ULTRADRIL鉆井液體系的兩口井都使用FEWD測井，沒有井徑曲線，通過水泥漿使用量來反推井徑，計(jì)算出下部井段井徑擴(kuò)大率很小。說明采用ULTRADRIL鉆井液后井徑較規(guī)則。

6 結(jié)束語

綜上所述，采用ULTRADRIL鉆井液體系有效解決了GID鉆井液體系在渤中34-1油田存在的問題，后續(xù)目標(biāo)通過不斷改進(jìn)與完善，逐步形成一套成熟的開發(fā)渤中區(qū)塊的鉆井液體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐同臺(tái).鉆井液基礎(chǔ)知識(shí)[M].中國石油出版社，2000，7

[2] 渤中34-1油田井壁穩(wěn)定性研究.長江大學(xué)，2006，11