油基钻井液在泌页2HF井三开段的应用

摘 要：泌页2HF井是位于南襄盆地泌阳凹陷深凹区的一口探进，该井钻遇大段页岩，微裂缝发育，水敏性强，井壁稳定性差，而且易发生井漏，同时该井水平位移长，摩阻扭矩大，对泥浆携带性和润滑性要求高，为此采用油基钻井液，现场应用及时调整泥浆性能，确保了钻井施工的顺利。

关键词：页岩 水平井 井壁稳定 油基泥浆

中图分类号：TE254 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0107-01

泌页2HF井位于河南省桐柏县安棚乡；其构造上位于南襄盆地泌阳凹陷深凹区。该井主要目的层段为古近系核桃园组核三段Ⅲ砂组5号页岩层；钻探目的是评价落实5号页岩层（对应安深1井2450-2510 m）在泌阳凹陷深凹区东部的含油气与产能情况，进一步落实含油面积及规模，为“十二五”泌阳凹陷页岩油会战奠定基础。

1 地质工程简况

1.1 地质概况

三开段，地层岩性以褐色页岩为主，性较脆，质纯，页理发育，极易发生剥落掉块。

1.2 工程概况（表1）

三开段为增斜段及水平段，出套管（2875 m）井斜74°94，钻进至3105 m井斜增斜至86.36°，开始水平钻进，至井底4408 m，井斜88.59°。

2 钻井液技术

3 现场应用

3.1 钻井液性能维护处理

（1）密度的控制。

本井三开泥浆密度借鉴泌页HF-1井经验，确定开钻密度为1.55 g/cm3。在本井实钻过程中，维持泥浆密度在1.55～1.56 g/cm3之间，当比重涨至1.56 g/cm3以上时，开动离心机降低泥浆比重，同时清除无用固相。本井段在页岩地层钻进17天，井斜角达89°的情况下，井壁稳定，倒划通井后，起钻顺利，下套管一次到底，并且在三开段钻进中，无漏失。

（2）流变性的控制。

在现场上，通过固控设备控制固相，减少无用固相，降低塑性粘度；当固相含量超过32%时，每天开启离心机两周，清楚有害固相，加入白油或氯化钙盐水控制油水比，获得最优的油水比，以达到调整粘切的目的。同时加入润湿剂改变其泥浆体系中固相的润湿性，而达到破坏细微水滴吸附在固相颗粒上的目的，从而破坏颗粒间通过氢键结合形成的网状结构，这样就可以降低泥浆的粘度。

（3）滤失量控制。

油基泥浆的滤失量低，而且滤液是油而不是水，这是油基泥浆在性能上的一个重要特点，也是油基泥浆能够保护油气层和适用于易坍塌复杂地层的主要原因。本井泥浆中压滤失量在0.6 ml以下，高温高压滤失在3 ml以下。为了强化油基钻井液的封堵防塌效果，我们选择乳化封堵剂与纳米封堵剂进行复配，从而提高油基钻井液体系的封堵能力。

（4）电稳定性控制。

本井泥浆的破乳电压高，在循环正常后在950 v以上。控制高破乳电压的目的是提高泥浆的乳化稳定性。破乳电压高究其原因主要是乳化剂在泥浆中有较高的浓度，在配制基浆时加足，并且在钻进过程中补足乳化剂。破乳电压的大小通常跟油水比、电解质的浓度、水润湿固体、处理剂、剪切状况、温度等有关。

当破乳电压有下降趋势时，补加一定量得主乳、辅乳和润湿剂，来提高泥浆的破乳电压。

（5）碱度的控制。

通过实时监测碱度变化，将碱度控制在1.5～3.0，在碱度偏低时，通过石灰乳的形式加入至泥浆中。通过对碱度与流变性的相关性比较，石灰除了保证体系的碱性环境外，对流变性也有较大影响。碱度高时，粘切高，反之，粘切有所降低。对我们流变性控制，也有指导意义。

3.2 油基钻井液的优点

（1）性能稳定。

在钻进过程中，不需要大型的处理，维持泥浆的正常消耗，只需补充一定的新浆，加入少量化工料，就可以满足钻进的要求。同时能抗高温，因此在整个钻进过程中，破乳电压一直在950 v以上，其它性能变化不太大。

（2）具有良好的携带性和抑制性。

从图1看，钻屑颗粒较大且棱角分明，说明泥浆具有良好的携带能力和抑制性。

（3）井壁稳定，防塌效果好。

在长达21天的三开施工过程中，井下无掉块；起下钻过程中无阻卡现象，下钻到底无沉砂，优良的封堵能力给井眼稳定提供了保障。

同时油基泥浆润滑性好，减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，提高了机械钻速，延长钻头轴承的寿命。这既节省了时间，又降低了隐性的成本。本井三开段平均钻时为9.6 min/m。

4 结论

（1）在核桃园组核三段页岩段密度在1.55～1.56 g/cm3，就能够平衡地层应力。

（2）白油油基钻井液体系能够满足页岩水平井的安全顺利钻进，本井三开段的油基钻井液，解决了二开暴露的泥页岩垮塌和井漏的问题。

（3）页岩水平井对油基泥浆封堵能力要求很高，封堵剂的配合使用成功解决了页岩井段的井壁稳定问题。