有机盐钻井液在塔里木东河油田K7井的应用

白登相 （中国石油大学 （北京）石油工程学院，北京102249 塔里木油田分公司塔北勘探开发一体化，新疆库尔勒841000）

汪金如，祁久红，张兴勇 （长江大学地球科学学院，湖北 荆州434023）

有机盐钻井液在塔里木东河油田K7井的应用

白登相 （中国石油大学 （北京）石油工程学院，北京102249 塔里木油田分公司塔北勘探开发一体化，新疆库尔勒841000）

汪金如，祁久红，张兴勇 （长江大学地球科学学院，湖北 荆州434023）

有机盐钻井液体系由水溶性加重剂 （Weigh1、Weigh2和Weigh3）、降滤失剂 （Redu1和Redu2）、无荧光白沥青 （NFA－25）、强包被抑制剂 （IND－10）、提切剂 （Visco1和Visco2）组成。有机盐钻井液具有流变性好、抑制性强、造壁性好、保护油气层效果好、对钻具无腐蚀，对环境无污染等特点。介绍了有机盐钻井液在K7井的现场应用情况。应用结果表明，钻头提出后完好无损，证明该体系能够充分清洗、冷却和保护钻头，延长钻头寿命；该井有机盐钻井液现场用浆经中国石油天然气集团公司环境监测总站检测，结果无毒。

有机盐钻井液；钻井液性能；环境保护；K7井

针对塔里木盆地深井长裸眼钻井、泥页岩易水化分散、钻井地区对环境保护要求高等特点，塔里木油田分公司开发事业部在其他油田应用有机盐钻井液成功经验的基础上，根据有机盐钻井液的特点［1］，在塔里木油田进一步开展了有机盐钻井液的现场应用试验。

2001年3月在塔里木东河油田的K7井进行了现场应用试验，取得了安全优质钻进、钻速快、井径规则的良好效果。

1 试验井概况

K7井钻井液技术难点［2］为：①表层为粘土夹砂砾石，不成岩且胶结性差，极易发生窜漏和散塌卡钻事故；②上第三系独山子组上、中部为泥岩夹大段砂砾岩和含砾泥岩，且胶结疏松，极易发生散塌卡钻事故；③上第三系塔西河组上、中部为大段泥岩，水敏和盐敏性强，底部为石膏质泥岩和膏质粉砂岩，二开钻进应注意预防缩径、井塌和盐膏污染；④二开段裸眼井段长，环空循环阻力大，极易造成人为蹩漏地层；⑤下第三系、白垩系泥岩地层井眼垮塌严重。

2 现场应用情况

塔里木东河油田K7井有机盐钻井液分段配方 （表1）。二开 （399m）转化为有机盐钻井液后，钻井液性能非常稳定，流变性良好，粘度和初、终切力较低［3］，见表2。

3 施工过程简述

一开 采用高坂含坂土浆开钻，配制CMC（中）胶液维护，该井地表50m后进入砂砾石层，钻至井深399m时密度为1.15g/cm3，粘度70s，提下钻通井至259m遇阻，将密度提至1.20g/cm3，划眼至井底，提钻电测顺利，下钻通井至井深371m遇阻划眼至井底，提钻下套管，下至井深381m遇阻，将钻井液密度提至1.22g/cm3，粘度提至140s，充分洗井后下至389m遇阻，在套管上接循环管线循环下至井底，下钻插入式固井。

表1 塔里木东河油田K7井有机盐钻井液分段配方

表2 塔里木东河油田K7井有机盐钻井液分段性能

二开 采用抑制性强的有机盐钻井液体系，二开配浆利用一开钻井液冲稀加入30%有机盐加重剂及配套处理剂，使钻井液密度达到1.20g/cm3，粘度90s，试压后二开钻进。钻至井深800m时加入10t有机盐提切剂 （Visco1），钻至井深741m又遇阻划眼，返出钻屑为较细的砂粒，立即在钻井液中加入6t提切剂，将粘度提至110s，切力提至2.5/6.0Pa，下钻至969m遇阻卡，钻具活动范围2m左右，接转换接头、高压软管线循环洗井50min后，钻具活动正常，卸软管线接方钻杆开泵小排量循环，上提钻具正常，下放至井深975m处蹩泵，泵压上升至22MPa，井口不返浆，钻具被卡死。后活动钻具，提高上提吨位解卡，但钻头水眼堵死，提钻通水眼后下钻至983m划眼至井底正常钻进。钻进中一直伴随较大颗粒的砾石。钻井液保持高粘切，提高携岩能力。钻至井深1524m时，钻屑中仍然有砾石。故又下入牙轮钻头钻至1761m，返出钻屑基本为泥岩及砂质泥岩后提钻，换PDC钻头钻进，PDC钻头机械钻速较高，钻进中及时补充有机盐，磺化沥青及SMP－1，保证钻井液抑制性及护壁润滑性能，下钻至3065m间断划眼至3187m；下钻至3114m遇阻间断划眼至3253m，将密度提到1.29～1.30g/cm3，粘度90～100s，掉块逐渐减少，钻至井深3420m，充分洗井，短程提下钻正常后，再洗井两周后提钻电测，提至839m，泵入30m3稠塞，中完测井一次成功，下套管顺利。

三开 三开时循环均匀后密度较高 （1.24g/cm3），开动离心机，使密度降至1.20g/cm3，因该体系钻井液的液相密度较高，降密度非常困难，只有采取冲放钻井液的方法来降密度，钻至井深3456m后将密度降至1.15～1.16g/cm3，并加入2%NFA－25，进行取心作业，取完心下钻于3442m遇阻划眼，返出大量井壁掉块，经请示将密度提至1.18g/cm3后正常钻进，并加入2%QCX－1和2%WC－1，以利于保护油气层。钻进中仍然一直伴随少量井壁掉块，钻至井深3875m短提下钻中，提钻挂卡，下钻遇阻划眼 （3685～3775m），将密度提至1.21g/cm3后提钻下取心工具进行取心作业，下至井深3702m遇阻划眼至井底，返出大量掉块，取完心后钻具提不出来，请示后将密度提至1.26g/cm3后将钻具提出，下钻顺利到底，正常钻进。钻进中使钻井液密度维持在1.25～1.26g/cm3，下部钻进、提下钻和取心作业较顺利，但一直伴随少量掉块。完钻后为了使完井电测和下油套的顺利进行，将密度提至1.27～1.28g/cm3提钻电测，电测顺利到底，但电测第四项 （地层倾角、井斜、倾向）时下至井深4175m遇阻，上提至4158m遇卡，进行穿心打捞成功，下钻通井，电测顺利完成，通井下套管固井，顺利完井。

4 认识与建议

1）该地区地表砾石层较厚，粒径大，且胶结差，表层钻进中使用 “三高”钻井液，保证井壁稳定，提高携岩能力，保持井底干净，保证井下施工顺利。

2）有机盐钻井液体系抑制性强，二开配浆时按照钻井液设计加入30%有机盐，将钻井液密度提至1.20g/cm3，保证钻井液的强抑制性，但该井地质设计中未准确提供上部砾石层厚度数据 （相差约1000m），并且地层中砾石的粒径较大，胶结差，造成井壁失稳。建议该区块二开上部井段采用较高坂含的有机盐钻井液，并且适当加入磺化类处理剂，增强体系对砂砾层的封堵、护壁和井眼的清洁。

3）根据中完电测井径数据表明，独山子组上部砾石层段和塔西河组中、下部井径不规则，其他泥岩井段井径则较规则，说明井壁失稳是由压力引起的。由中完固井数据看，套管下深3417.24m，阻位3384m，注灰量65t，水泥浆量43.2m3，水泥返高2300m，推算2300～3420m段的平均井径为328mm，扩大率为5.47%。这说明有机盐钻井液的抑制性较强，特别是对泥岩地层。根据该井段的实钻情况分析，由力学原因引起井壁失稳，只能用力学原理解决，单纯依靠化学方法，不能取得好的效果。

4）三开时使用钻井液密度较低，有机盐含量低，为了提高钻井液的抑制性，加大包被剂的用量，同时加入白沥青，及胶体SMP－1，保证钻井液性能及井壁的稳定。

5）根据K7井三开的实钻情况，建议在该区块钻井时进入安集海河组地层前，最好将钻井液密度提至1.25g/cm3左右，以保证下部地层井壁的稳定。

6）有机盐钻井液体系抑制性强，容易实现低固相钻进，有利于提高机械钻速，该井二开段平均机械钻速13.51m/h，全井平均机械钻速为8.11m/h。

7）由现场钻井过程观察，有机盐钻井液体系与金属不产生电化学反应，所以对钻具、设备不产生腐蚀，每次提钻，井内起出钻具都未见任何腐蚀迹象。

8）有机盐钻井液体系由于固相含量低、矿化度高，对储层保护不会产生堵塞污染；根据活度平衡理论，当钻井液矿化度大于地层水矿化度时，井眼系统不会向地层失水；体系中不含高价离子，不会与地层水中组分生成沉淀；可实现对储层的有效保护。

9）有机盐钻井液体系中配套的处理剂不含高价离子和有毒有害物质，是一种环保型钻井液体系，利于环境保护。

10）有机盐钻井液体系对疏松的砂砾岩层的抑制、造壁效果不理想以及全井的井径仍然不规则，有待进一步对体系进行技术改进和完善。

［1］周建东，李在均，邹盛礼，等.有机盐钻井液在塔里木东河油田DH1－8－6井的应用 ［J］.钻井液与完井液，2002，19（4）：21～23.

［2］蒋卫东，舒玉华，张汝生，等.塔里木东河1油田高温超深注水井酸化技术研究 ［J］.石油钻采工艺，1999，21（2）：80～85.

［3］孟庆生，江山红，石秉忠.塔河油田盐膏层钻井液技术 ［J］.钻井液与完井液，2002，19（6）：74～76.

Application of An Organic Salt Drilling Fluid in Well K7of Donghe Oilfield in Tarim Basin

BAI Deng－xiang，WANG Jin－ru，QI Jiu－hong，ZHANG Xing－yong （First Author's Address：College of Petroleum Engineer－ing，China University of Petroleum，Beijing102249，China；Department of Oilfield Exploration and Development，Tarim Oilfield Company，PetroChina，Korla841000，Xinjiang，China）

The organic salt drilling fluid was composed of water soluble weighting agent W1，W2and W3，filtrate reducer R1and R2，non－fluorescence white asphalt NFA－25，enhanced coating inhibitor IND－10and viscosifier Vl and V2.It had good rheologic property with strong inhibition，good wellcake building capacity，good effect of formation protection，free of corrosion on drill tools and without environment pollution，etc.Its application in Well K7is presented.The result shows that no damages are caused on the drill bits，it is proven that the fluid can be used for fully washing and cooling the bits and prolonging their usage life，it is checked by CNPC Environmental Inspection Department，it shows that it is free of toxicity.

organic salt drilling fluid；drilling fluid performance；environmental protection；Well K7

TE254

A

1000－9752（2011）06－0264－03

2010－06－10

国家油气重大专项 （2008ZX05013）。

白登相 （1966－），男，1990年大学毕业，高级工程师，现主要从事钻井工程研究与管理工作。

［编辑］ 萧 雨