楊嶠峰　黃友亮　王冬

摘要：國內(nèi)外石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，井壁失穩(wěn)一直都是制約油氣勘探開發(fā)進(jìn)度的一大難點。主要針對C區(qū)塊所鉆遇的井壁失穩(wěn)問題，從鉆井液方面展開了研究，通過與鄰井所用鉆井液體系的室內(nèi)性能研究對比，優(yōu)選出了適合該油田鉆進(jìn)的BH-KSM鉆井液體系，對于該區(qū)塊后續(xù)鉆井具有很好的指導(dǎo)意義，值得進(jìn)一步的推廣到該區(qū)塊其他井位的開采。

關(guān)鍵詞：C區(qū)塊；鉆井液；井壁失穩(wěn)；勘探

中圖分類號：TE 254 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0460（2017）01-00924-03

鉆井過程中，井壁穩(wěn)定問題一直是制約鉆井時效的關(guān)鍵性問題，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計國內(nèi)外各大油田每年在井壁失穩(wěn)復(fù)雜情況方面的處理費(fèi)用高達(dá)數(shù)億元。井壁失穩(wěn)不僅會浪費(fèi)大量的人力物力財力而且會大大制約施工進(jìn)度，嚴(yán)重的更是會導(dǎo)致井眼的報廢。井壁穩(wěn)定問題的研究自上個世紀(jì)40年代就開始取得了一些不錯的成績，但是隨著勘探開發(fā)難度的不斷加大，地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，井壁失穩(wěn)復(fù)雜情況處理難度越來越大。C區(qū)塊復(fù)雜地層導(dǎo)致C區(qū)塊鉆井事故復(fù)雜率較高，造成周期延長，增加了鉆井成本。C區(qū)塊存在壓力敏感地層，而目的層又屬于高壓低滲地層。微裂隙發(fā)育，易因水化膨脹而導(dǎo)致發(fā)生剝蝕、掉塊現(xiàn)象，沙三段存在超過700m的巨厚泥頁巖井段，易發(fā)生垮塌等井壁失穩(wěn)現(xiàn)象。井壁失穩(wěn)的預(yù)防主要從巖石力學(xué)性質(zhì)和鉆井液體系方面來展開研究。

本文針對C區(qū)塊井壁失穩(wěn)情況，進(jìn)行了一系列的鉆井液體系的研究與現(xiàn)場試驗，對于指導(dǎo)該區(qū)塊后續(xù)的鉆進(jìn)具有重要的意義。

1 鉆井液體系選擇與評價

C區(qū)塊開采過程必須實現(xiàn)低孑L低滲儲藏的油氣層保護(hù)，就要選擇合理的油層保護(hù)劑和與其相配套的儲層保護(hù)技術(shù)。由于本井對鉆井液抑制性、封堵性和井眼凈化等性能的較高要求，確定BH-KSM鉆井液為本井鉆井液體系。該鉆井液體系是一種是以KCl和聚胺抑制劑作為主抑制劑的鉆井液體系，具有較強(qiáng)抑制性和高溫封堵能力，適用于強(qiáng)水敏泥頁巖層、油頁巖層、白云巖等特殊巖性地層，也可滿足大斜度井和水平井安全施工的需要。該體系配方如下：

5%-7%KCl+0.5%BZ-BBJ+1%BZ-YZJ+2-3%BZ-JLS-I+2-3%BZ-YPr+0.3-0.5%BZ-HXC+1%BZ-DFT+5-8%原油

在室內(nèi)將BH-KSM鉆井液與鄰井使用的硅基防塌鉆井液進(jìn)行室內(nèi)對比評價。

1）抑制性評價

取沙三段泥巖巖屑，過孔徑0.45mm的篩網(wǎng)做回收率實驗，測得巖屑在120℃下滾動16h后回收率，試驗結(jié)果見表1。

用評價土置于頁巖膨脹儀中4MPa壓制5min，制成模擬巖芯，將鉆井液在120℃的高溫下熱滾16h，將壓出的濾液15mL倒入膨脹儀中，測量膨脹系數(shù)，試驗結(jié)果見表2。

實驗表明，BH-KSM鉆井液具有很強(qiáng)的抑制能力，明顯優(yōu)于硅基防塌鉆井液，能夠保證井壁穩(wěn)定。

2）穩(wěn)定性評價

測量硅基防塌及BH-KSM鉆井液在常溫及120℃下熱滾16h后的各項性能參數(shù)，具體結(jié)果見表3。

實驗表明，熱滾前后，BH-KSM鉆井液各項性能均優(yōu)于硅基防塌鉆井液，且熱滾前后性能變化不大，證明該鉆井液體系有較高的熱穩(wěn)定性。

3）封堵性評價

選擇400mD陶瓷片在溫度120℃、壓力21MPa的實驗條件下，使用OFITE 171-84-01滲透性封堵測定儀對鉆井液進(jìn)行封皆性能評價，評價結(jié)果見表4。

實驗結(jié)果表明，BH-KSM鉆井液具有非常好的封堵性能，有利于保證本井安全施工。

4）潤滑性評價

取硅基防塌鉆井液和BH-KSM鉆井液加入5%原油和乳化劑0.1%，在120℃的情況下，熱滾16h，測量潤滑系數(shù)，實驗結(jié)果見表5。

實驗結(jié)果表明，BH-KSM鉆井液較硅基防塌鉆井液具有更好的潤滑性能。

5）儲層保護(hù)評價

采用鄰近區(qū)塊天然巖心進(jìn)行BH-KSM鉆井液保護(hù)油氣層效果評價，在動態(tài)污染的條件下進(jìn)行滲透率恢復(fù)值的測試，測試效果見表6、表7。

由實驗結(jié)果看出，BH-KSM鉆井液動濾失量較低，滲透率恢復(fù)至達(dá)到85.42%，保護(hù)油氣層效果較好。

6）儲層保護(hù)措施

從所取巖心物性分析看出，儲層孔隙度最大為24%，最小9.8%，平均為18.4%；滲透率最高為376×10^-3μm²，最低為0.08×10^-3μm²，平均為31.8×10^-3μm²。因此確定最終油氣層保護(hù)方案為：BH-KSM鉆井液+1%BZ-DFT+2%復(fù)配暫堵劑。鉆至3750m進(jìn)入目的層后，開始按1%BZ-DFT和2%復(fù)配暫堵劑的比例加入油氣層保護(hù)劑，并根據(jù)鉆時快慢和井段的長短來補(bǔ)充油層保護(hù)劑。鉆井液滲透率恢復(fù)值見表8。

實鉆數(shù)據(jù)表明，鉆井液的平均滲透率恢復(fù)值達(dá)到92.47%，保護(hù)油氣效果好。

2 總結(jié)

（1）BH-KSM鉆井液性能穩(wěn)定，井壁穩(wěn)定效果好，未發(fā)生剝落或垮塌現(xiàn)象。鉆進(jìn)過程中返出巖屑完整、規(guī)則不分散，鉆頭切削痕跡明顯，說明鉆井液抑制性強(qiáng)。

（2）通過提高鉆井液低剪切速率下視粘度讀值，并在保持較高動塑比的情況下提高了塑性粘度，有效提高了鉆井液的攜巖能力，確保鉆井液具有較強(qiáng)的井眼凈化能力。

（3）通過超低滲成膜封堵技術(shù)改善泥餅質(zhì)量，并控制鉆井液的固相含量，是高密度鉆井液降低摩阻和預(yù)防壓差卡鉆的重要手段。

（4）在易坍塌地層鉆進(jìn)，要選用具有對區(qū)塊地層巖性具有強(qiáng)抑制性的鉆井液體系，同時在鉆井液中加入封堵材料。強(qiáng)抑制性可以避免巖層化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致井壁失穩(wěn)坍塌，加入封堵材料可以在提高鉆井液密度時封堵地層孔隙，提高地層承壓能力，減少井壁滲透，同時降低地層破裂漏失風(fēng)險。

（5）C區(qū)塊鉆進(jìn)，鉆井液必須要有良好的流變性，既能起到良好的攜砂清潔井眼的作用，同時又能降低環(huán)空壓耗，對預(yù)防疏松及窄密度窗口地層漏失起到巨大作用。