鉀鈣基聚合物鉆井液體系在滴南18井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

張玉紅 譚明強(qiáng) 劉愛君

摘要 滴南18井位于新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū)福?？h境內(nèi)，構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷東道海子凹陷滴南8井西二疊系上烏爾禾組二段、上烏爾禾組一段巖性圈閉。表層為白堊系疏松泥巖和砂巖，注意防漏、防竄。二開段白堊系泥砂互層膠結(jié)疏松，承壓能力低。侏羅系八道灣組煤層及底部砂礫巖發(fā)育。三開段三疊系百口泉組、二疊系上烏爾禾組、平地泉組灰色、褐色泥巖水敏性強(qiáng)，易剝落垮塌。鉆井液施工難度大。本井從鉆井液體系配方的優(yōu)選方面入手順利解決了滴南18井鉆井面臨的種種難題，實(shí)現(xiàn)了安全快速鉆井，降低了井下復(fù)雜和事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 易漏;易塌;鉀鈣基聚合物鉆井液體系;封堵性;

滴南18井滴南18井位于新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū)福海縣境內(nèi)，構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷東道海子凹陷滴南8井西二疊系上烏爾禾組二段、上烏爾禾組一段巖性圈閉的一口重點(diǎn)預(yù)探井，設(shè)計(jì)井深5100m。該井地表膠結(jié)疏松，易竄槽、垮塌，侏羅系發(fā)育多套煤層且與三疊系不整合接觸，承壓能力較弱，易發(fā)生井漏，白堊系、侏羅系、三疊系泥巖易吸水膨脹縮徑，白堿灘下部與克上組砂泥巖坍塌壓力高，易發(fā)生井壁垮塌，二疊系褐色泥巖水敏性強(qiáng)，易坍塌，目的層為異常高壓，易發(fā)生溢流，溢流壓井時(shí)易發(fā)生井漏。

本井采用鉆井液體系：一開采用的坂土+CMC鉆井液體系;二開采用鉀鈣基聚合物鉆井液體系;三開采用鉀鈣基聚胺有機(jī)鹽鉆井液。

1、鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

1）一開地表膠結(jié)疏松，易竄槽、垮塌。

2）二開侏羅系發(fā)育多套煤層且與三疊系不整合接觸，承壓能力較弱，易發(fā)生井漏，白堊系、侏羅系、三疊系泥巖易吸水膨脹縮徑，白堿灘下部與克上組砂泥巖坍塌壓力高，易發(fā)生井壁垮塌。

3）二疊系褐色泥巖水敏性強(qiáng)，易坍塌，目的層為異常高壓，易發(fā)生溢流，溢流壓井時(shí)易發(fā)生井漏。

2 現(xiàn)場(chǎng)鉆井液維護(hù)處理技術(shù)

2.1 一開（0-340m）

一開采用坂土-CMC體系，按設(shè)計(jì)要求按設(shè)計(jì)要求在清水中加入0.4%Na2CO3和10%坂土，充分預(yù)水化24h后，再加入CMC（中）攪拌均勻，粘度達(dá)到80s以上方可開鉆。密度加重至1.10g/cm3 以上，鉆進(jìn)時(shí)控制鉆井液密度1.10g/cm3-1.20g/cm3，粘度：80-120S，表層地表疏松，鉆進(jìn)中控制鉆井液較高的坂含和粘切，注意防竄、防漏。正常鉆進(jìn)中鉆井液的維護(hù)以水化好的坂土漿和CMC（中）膠液為主，并以細(xì)水長(zhǎng)流的方式補(bǔ)充到井漿中。

鉆完井尺，通井一次，大排量充分循環(huán)兩周以上，調(diào)整鉆井液密度至1.20 g/cm3，粘度80s，配50方稠漿打入井內(nèi)，做好表層防塌工作。再下表層套管。保證表層裸眼井段順利下入表層套管。

2.2二開井段（340-3907m）：鉀鈣基聚合物鉆井液體系

鉆井液配方：4%坂土+0.2%Na2CO3+0.5%NaOH+0.6% SP-8+0.7% PMHA-2 +0.4%復(fù)配銨鹽+2%HY-2+5%KCl+2%陽(yáng)離子乳化瀝青+2%天然瀝青粉+0.3%CaO+0.5%低熒光潤(rùn)滑劑+2%超細(xì)碳酸鈣+2%隨鉆堵漏劑+重晶石

二開維護(hù)處理要點(diǎn)：

1、按設(shè)計(jì)配方轉(zhuǎn)化二開泥漿，確保泥漿性能一步到位;

2、針對(duì)二開井眼尺寸大，鉆速快特點(diǎn)，各種化工材料及時(shí)補(bǔ)充，確保大井眼的快速鉆進(jìn);

3、每班對(duì)鉆井液性能進(jìn)行及時(shí)分析，根據(jù)小型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和井下實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整鉆井液性能滿足安全鉆進(jìn);

4、根據(jù)鄰井使用的鉆井液性能和實(shí)鉆情況制定鉆井液具體施工方案;

5、優(yōu)化鉆井液各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保井壁穩(wěn)定。

二開針對(duì)措施：

1、根據(jù)鄰井的使用的鉆井液性能和實(shí)鉆情況制定鉆井液具體施工方案;優(yōu)化鉆井液各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保井壁穩(wěn)定。

2、二開井段的總體方案是上部大段泥巖采用強(qiáng)抑制，針對(duì)大段泥巖吸水膨脹縮徑垮塌問題，通過采用高含量的包被劑及氯化鉀來提高抑制性，減輕提下鉆掛卡程度，從而縮短提下鉆時(shí)間。上部包被劑含量大于0.8%、KCL加量大于5%，鉀離子含量始終保持在25000 mg/l以上。

3、下部砂巖及泥質(zhì)砂巖滲透性好，采用強(qiáng)封堵，有效改善泥餅質(zhì)量，保證井眼穩(wěn)定，跟上快速鉆進(jìn)的步伐。

4、針對(duì)西山窯組和八道灣組地層的煤層制定了針對(duì)性措施：一是加強(qiáng)體系的抑制性能和濾失量，預(yù)防與煤層膠結(jié)的泥巖吸水膨脹擠壓煤層造成煤層不穩(wěn)定;二是嚴(yán)格控制鉆井液的密度，保持合理的液柱壓力，從而保證煤層物理平衡;三是控制好鉆井液PH值，維持PH值在9-11之間，避免煤層酸性膠結(jié)物溶解，從而導(dǎo)致煤層嚴(yán)重坍塌。

5、針對(duì)二開井段可能發(fā)生的井漏采取的措施：除嚴(yán)格控制鉆井液密度外，用2%超細(xì)碳酸鈣和2%隨鉆堵漏劑進(jìn)行隨鉆堵漏，來預(yù)防井漏，確保安全鉆井。

2.3三開井段（3907-5100m）：鉀鈣基聚合物鉆井完井液體系

鉆井液配方：4%坂土+0.2%Na2CO3 +0.5%NaOH+0.6%SP-8+0.7%PMHA-2+0.4%復(fù)配銨鹽+1%SPNH+2%SMP-2（粉）+7%KCl+0.2%～0.5%CaO+4%天然瀝青+0.5%低熒光潤(rùn)滑劑+0.5%固體潤(rùn)滑劑+2%～3%隨鉆堵漏劑+2%超細(xì)碳酸鈣+1%WC-1+重晶石

三開維護(hù)處理要點(diǎn)：

1、強(qiáng)化鉆井液抑制性。保證K+濃度不低于25000mg/L，利用K+的鑲嵌原理提高泥巖地層的穩(wěn)定性。利用1%PMHA-2在易水化造漿井段強(qiáng)化包被抑制作用。

2、嚴(yán)格控制濾失量，減少濾液向地層滲透。選用降濾失劑1% SP-8作主降濾失劑，復(fù)配0.4%銨鹽輔助降濾失劑，API濾失量控制在5ml以下，利用抗溫材料1%SPNH及2%SMP-2保證HTHP濾失量控制在12ml左右。

3、強(qiáng)化鉆井液封堵造壁能力，加足超細(xì)碳酸鈣及天然瀝青，改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液造壁、防塌、封堵性能。

4、使用好固控設(shè)備，加強(qiáng)鉆井液的凈化和維護(hù)，清除鉆井液有害固相，保證體系中優(yōu)質(zhì)坂土的含量，提高泥餅質(zhì)量，三開段篩布使用達(dá)到200目，有效控制住鉆井液固相含量。

三開針對(duì)措施：

1、針對(duì)三開井段克拉瑪依組和百口泉組地層有褐色塑性泥巖，鉆井過程中易發(fā)生阻卡，在控制合理的鉆井液密度的同時(shí)，加強(qiáng)鉆井液的抑制性能。

2、克拉瑪依組、百口泉組含異常高壓油氣水層，易發(fā)生油氣水侵甚至漏噴同層的嚴(yán)重復(fù)雜，根據(jù)鄰井資料、實(shí)測(cè)DC指數(shù)數(shù)值、氣測(cè)值及實(shí)鉆情況合理調(diào)整鉆井液密度。

3、本井烏爾禾組大段褐色及灰色泥巖夾雜有石膏易分散到鉆井液中造成污染。做好抗污染工作。

4、加入足量的瀝青和隨鉆堵漏劑進(jìn)行先期防漏，使其含量不低于3%。根據(jù)DC指數(shù)及實(shí)鉆氣測(cè)值的顯示情況合理使用鉆井液密度。

5、三開鉆井液在鉆進(jìn)時(shí)加入2%超細(xì)碳酸鈣，鉆進(jìn)中不斷補(bǔ)充天然瀝青粉，使其含量不低于3%。提高了封堵造壁能力確保了井壁穩(wěn)定有效的保護(hù)了存層和井下的安全。

3、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）滴南18井的快速順利完井，實(shí)現(xiàn)了全井無復(fù)雜事故，為該區(qū)塊以后的鉆井提速明確了目標(biāo)和方向。

2）二開段可鉆性好，消耗量大，加大超細(xì)碳酸鈣的使用，適當(dāng)定時(shí)補(bǔ)充隨鉆堵漏劑即改善了泥餅質(zhì)量，又減少消耗量。

3）三疊系、二疊系地層泥巖易垮塌卡鉆，控制好鉆井液密度，保證鉆井液具有良好的流變性能和失水造壁性能，加足天然瀝青粉（陽(yáng)離子乳化瀝青）、超細(xì)碳酸鈣等屏蔽封堵材料，做好防塌、防卡、防漏、防噴工作。

參考文獻(xiàn)

[1]鄢捷年，鉆井液工藝學(xué)。北京：石油工業(yè)出版社

[2]徐同臺(tái)，劉玉杰，申威.1997.鉆井工程防漏堵漏技術(shù)。北京：石油工業(yè)出版社

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