永1平1井四开钻井液施工技术探讨

马法群

摘要：永1-平1井位于新疆昌吉州境内，是永进油田的第一口超深科学实验水平井，设计井深7491m。钻探目的是勘探侏罗系西山窑组油、气藏。该地区在钻井施工过程中，因地层极其复杂，易发生掉快、阻卡、井塌等复杂情况，引起长井段划眼、甚至卡钻等复杂事故。针对该井的复杂情况和难点，采取了阳离子聚磺混油钻井液体系。现场实钻表明：该套钻井液体系抑制性能好、悬浮携带、封堵防塌、润滑防卡能力强，避免了该区块易发生的阻卡、掉快、井塌、卡钻等复杂事故，克服了井深、井斜大携砂难问题，满足了该井四开小井眼、高密度、深水平井钻探的要求。

关键词：

永1平1井；四开钻井液；施工技术

中图分类号：TU

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2012）02-0284-01

1施工情况简介

永1-平1井四开后旋转导向定向钻进至井深6172.48米，井斜89度，井下情况较为复杂，进度很慢。但钻井液性能均匀稳定：密度：1.96g/cm3；粘度：72s；塑性粘度：64mPa•s；屈服值：15 Pa；初终切：5/15Pa/Pa；中压失水1.0 mL；固相含量：32%；含砂量：0.3%；MBT：18g/L；pH：9.5；CL-:7240mg/L；HTHP:5.6mL /mm；Kf：0.043；含油：9%。

2钻井液维护处理措施

（1）遵照中石化对永1-平1井四开钻井液施工的建议和设计的要求，在三开钻井液基础上，配合小型试验，把钻井液体系定为阳离子聚磺混油钻井液体系。从施工情况看，该体系抑制性高、抗温性好、封堵防塌和润滑防卡能力强，能满足目前井下施工的需求。

（2）加强固控设备的使用，振动筛使用160目筛布，保证除砂器正常运转，合理使用离心机，严格控制钻井液低密度固相含量，保证钻井液中合理的粒度分布。

（3）采用磺化酚醛树脂、磺化沥青、聚硅醇DS-302乳化石蜡等处理剂增强钻井液的抑制防塌能力。保证合适的钻井液密度，在易塌井段严格控制起下钻速度，避免压力激动保持井壁稳定。钻井液的日常维护处理以胶液形式，细水长流，配合起钻打封闭液，以保证钻井液中足够的处理剂含量，确保钻井液性能的稳定。

（4）针对西山窑组底部的砂岩段，容易形成厚泥饼，易发生粘附卡钻的特点，我们采用合理封堵，保证润滑剂含量，确保泥饼优质，达到润滑防卡的目的。

3四开钻井液施工中存在的困难

（1）泥岩段井壁稳定问题（5725-5765m垂深5613-5635m）。

西山窑组泥岩井段岩性以泥岩为主，夹薄层砂岩，压力高，地温高，应力不均，泥岩易掉块，且掉块不易破碎，易造成井下复杂；砂岩井段易形成厚泥饼，造成粘附卡钻。加之钻井液的长期浸泡，地层压力的周期性释放等各种客观因素严重影响了该段泥岩井壁的稳定，给后续的钻井施工造成隐患。

（2）砂岩段的粘卡问题（5765-6172m垂深5635-5638m）。

西山窑组砂岩段岩性主要是灰色细砂岩和棕褐色细砂岩，渗透性好，容易形成厚泥饼，易发生粘卡。由于前期造斜率低，四开使用旋转导向工具增斜效果差，在施工中被迫使用了2.0度的螺杆全力增斜，导致井身轨迹很差。随着水平位移越来越长，钻进中的传压、粘卡、岩屑床等问题会越来越突出。

（3）钻井液性能的稳定问题。

钻井液处理剂的高温老化、分子链断链，低密度固相的累积。由于受环空间隙的限制，循环排量较低，导致循环周时间长（一个钻井液循环周需要6~7小时）。加上下钻灌浆灌入大量空气，混油钻井液剪切稀释时间长等不利因素，使得保证钻井液性能稳定越来越困难。

4钻井液应对技术措施

（1）泥岩段井壁的稳定问题。

①在施工中我们发现该段泥岩对密度的变化比较敏感，因此我们控制钻井液密度在设计的上限，并且严防大起大落；在保证钻井液悬浮稳定的前提下，尽量控制较低的粘切，以降低环空压耗，减小各种工况下引起的压力激动。

②加入醇类、沥青类防塌剂提高钻井液的封堵防塌能力。根据井底的实测温度，优选具有合适软化点的沥青处理剂，通过沥青的“软化点”机理和醇的键合作用，封堵地层的微裂缝和空隙，增强钻井液体系的抑制防塌能力。此外，足量加入SMP-1、FD-1等抗高温材料，严格控制高温高压失水，以确保井壁稳定。

③通过化学“键合”作用防塌。使用高效硅醇抑制剂DS-302，高温下，DS-302能够和粘土的端面发生化学反应，在井壁形成憎水膜，能有效保持井壁稳定，防止坍塌。

（2）砂岩段的粘卡问题。

①提高泥饼质量。通过加入超细碳酸钙、沥青和乳化石蜡对砂岩地层进行有效封堵，严格控制钻井液高温高压失水，保证钻井液颗粒度的合理分布，形成薄而韧的优质泥饼。

②加入足量润滑剂。保证钻井液中原油含量在9%左右，配合加入SP-80，使之充分乳化；每趟钻起钻前，用防塌和抗高温材料配合乳化石蜡封井，以提高钻井液的润滑防卡能力。

③在保证高密度钻井液沉降稳定性的前提下，尽量控制钻井液的粘切，降低环空压耗，提高排量，配合工程上的短程起下钻措施，尽量避免岩屑床的形成。

（3）钻井液的高温稳定问题。

①保证钻井液中抗高温材料含量。优选SMP-1、FD-1等抗高温材料以确保钻井液的抗高温稳定性，并保持其足够的含量。每趟钻坚持做钻井液高温老化、高温沉降和钻井液容水限等实验，以判断钻井液的抗高温稳定性和抗高温材料是否充足，以便及时补充。

②对钻井液进行部分置换并给以净化。在施工中，发现钻井液有老化或劣质固相增多迹象，先是对钻井液进行清罐，后是在循环罐里配制与井浆性能完全一致的新的钻井液进行部分置换，以确保钻井液干净且性能稳定。

参考文献

［1］徐同台，陈乐亮，罗平亚.深井泥浆［M］.东营:石油大学出版社，1994.

［2］鄢捷年.钻井液工艺学［M］.东营:石油大学出版社，2001.