金山气田梨6-6HF水平井钻井液技术

褚奇，李涛，薛玉志，孔勇 （中石化石油工程技术研究院，北京 100101）

葛春梅，张天笑，王雪 （中石化东北油气分公司工程技术研究院，吉林 长春 130062）

韩国财 （中石油长城钻探工程有限公司钻井三公司，辽宁 盘锦 124010）

刘琴 （中石化中原油田分公司采油四厂，河南 濮阳 457176）

金山气田梨6-6HF水平井钻井液技术

褚奇，李涛，薛玉志，孔勇 （中石化石油工程技术研究院，北京 100101）

葛春梅，张天笑，王雪 （中石化东北油气分公司工程技术研究院，吉林 长春 130062）

韩国财 （中石油长城钻探工程有限公司钻井三公司，辽宁 盘锦 124010）

刘琴 （中石化中原油田分公司采油四厂，河南 濮阳 457176）

梨6-6HF井是金山区块部署的第1口评价水平井，参考井较少且远，气藏埋深不确定性较大，与钻井施工相配套的钻井液技术尚处于探索阶段。该井上部地层夹杂大量泥岩，存在严重剥蚀、垮塌井段，易引起井塌掉块、卡钻、泥包钻头等复杂情况；水平段较长，对钻井液的携岩携砂和润滑性能要求较高。针对不同井段的实际情况，采用不同的钻井液体系与工艺技术，并制定了相应的性能维护措施，顺利完成了钻井施工任务。现场实践表明，钻井过程中钻井液性能稳定，具有较强的抑制性能、防塌性能、携岩携砂性能和润滑性能，可以满足梨6-6HF井的施工要求，为今后金山区块进行勘探开发提供了宝贵经验和技术支持。

水平井；金山区块；钻井液；井眼稳定；梨6-6HF井

梨6-6HF井位于松辽盆地南部东南隆起区梨树断陷金山圈闭内，是1口三开评价水平井，也是该区块 （金山气田）部署的第1口水平井，目的层为沙河子组沙一段。针对水平井开发的技术特点和金山区块的地质特点，要求钻井液具有良好的润滑性、防塌性、携岩性和抗污染性。

1 地质与工程概况

梨6-6HF井位于吉林省四平市梨树县泉眼岭镇蒋机房村5队，海拔169.0m，实钻井深为3965m，垂深2922m，导眼井深2981m，水泥回填井深2512m，造斜点井深2350m，最大井斜89.0°，水平位移1007.17m。该井自上而下钻遇的地层分别为第四系、嫩江组、姚家组、青山口组、泉头组、登娄库组、营城组、沙河子组。岩性特征如表1所示。

表1 梨6-6HF井地质分层及岩性描述

2 钻井液技术难点与体系选择

2.1 钻井液技术难点

1）井壁稳定 营城组和登娄库组地层的大段泥岩、砂岩互层水敏性较强，井壁坍塌掉块和井径扩大，需要钻井液具有较强的抑制性和防塌性，以确保长裸眼段井壁稳定，为后续安全施工奠定基础［1，2］。

2）润滑问题 在水平井段，钻具在重力和压力作用下整体贴在井壁上，钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦会加大起下钻阻力和扭矩，容易造成钻具遇阻、遇卡、钻杆胀扣、脱开等井下复杂情况的发生。由摩阻较大引起的钻压损失，会直接降低钻具的钻速，影响施工进度［3，4］。

3）携岩携砂问题 水平井段岩屑向下方井壁沉积、易形成岩屑床，在易坍塌井段施工中会引发掉块。如果钻井液悬浮稳定性较差，停泵时岩屑则会向井底下滑沉降，形成砂桥，继而引起扭矩增大、摩阻升高，容易引起卡钻、憋泵等复杂情况［5］。

4）储层保护问题 水平井钻井的基本目的是安全快速完井，并通过保护储层获得最大油气产量。该井水平井段较长，如不快速完井，则会致使钻井液与气层接触时间较长，增大储层污染程度［6，7］。

2.2 钻井液体系选择

依据金山区块的地质构造特点和邻井实钻情况，应用于梨6-6HF井的钻井液需要满足以下技术要求：应用于上部地层的泥页岩井段的钻井液需具有良好的抑制防塌性能；应用于水平井段的钻井液需具有良好的携岩能力、润滑性能和储层保护性能；全井段钻井液的流变性可控可调；所用钻井液材料经济合理。

根据技术难点和要求，结合梨6-6HF井的地层、储层特性，通过大量的室内和现场试验，得出各井段所用钻井液体系类别 （表2）。

表2 梨6-6HF井各井段钻井液体系类别

3 钻井液现场处理与维护

3.1 一开 （0～504.5m）钻井液技术

一开使用膨润土钻井液体系以满足悬浮携砂、防漏和防塌的要求，其基本配方为：4.0%～8.0%NV-1钠土＋0.1%～0.2%Na2CO3＋0.05%～0.1%HV-CMC（配方中百分数为质量分数），钻井液密度控制在1.05～1.10g／cm3，漏斗黏度50～60s。使用好4级固控设备，及时清除有害固相，以保持钻井液性能稳定。钻至一开设计井深前50.0m，加入HV-CMC改善钻井液流型，同时大排量洗井。在起钻前加入优质膨润土浆，确保表层套管下井和固井作业的顺利进行。

3.2 二开 （504.5～2968m）钻井液技术

二开导眼井段 （504.5～1994m）以泥岩、页岩和砂岩为主，地层胶结疏松，渗透性好，钻屑容易吸水膨胀，易泥包钻头。按照 “三低一高”的施工原则，即在保证高排量的情况下，尽量使用低密度、低黏度、低切力的钻井液钻进，采用聚合物防塌钻井液体系，其基本配方为：一开钻井液＋0.05%～0.2%HV-CMC＋0.2%～0.5%KPAM＋0.5%～1.0%NH4HPAN＋0.5%～1.0%JS-9＋1.0%～2.0%SMP＋1.0%～2.0%SMC＋1.0%～2.0%KFT（配方中百分数为质量分数）。钻井液的维护主要以聚合物胶液和膨润土浆为主，根据黏切的高低调整聚合物HV-CMC浓度，保持其有效质量分数在0.05%以上。在1994m处改用215.9mm钻头钻进后，1994～2981m导眼井段和2512～2968m填井侧钻井段采用双聚防塌钻井液体系，即在聚合物防塌钻井液体系的基础上增加使用聚胺高效抑制剂，且采用一次性加足后期少量维护的方式将钻井液体系转换一次到位。同时，适当增大抗盐抗温降滤失剂JS-9和极压白油润滑剂JYRH的质量，来进一步强化钻井液的防塌抑制性能和润滑性能，保持钻井液的失水量不高于3.0mL。尤其是在2350m处造斜后，需要时刻跟踪记录钻井液的润滑黏附系数，及时补加极压白油润滑剂JYRH，提高钻井液的润滑防卡能力，以保证斜井段顺利钻进。钻完导眼后彻底清洗井眼，保证井眼的清洁，钻井液性能稳定后，下套管固井。

3.3 三开 （2968～3965m）钻井液技术

将二开钻井液密度1.35～1.38g／cm3降低至1.28～1.30g／cm3，加入质量分数1.0%非渗透封堵剂FD-1，将钻井液体系转换为非渗透双聚钻井液体系。施工中，以维护钻井液性能为主，保持润滑剂的有效质量分数2.0%左右，摩擦因数小于0.06，严格控制钻井液密度不高于1.30g／cm3；另外，使用200目线性高频振动筛、除砂器、除泥器、离心机，严格控制固相体积分数不高于10.0%，滤失量不高于3.0mL，做好储层保护工作，减少固相对气层的伤害。

随着井深的增加，井斜的增大，岩屑床的形成几率越来越高。为尽可能避免岩屑床的形成，在钻井性能方面需严格控制钻井液的流变性能，提高钻井液的动切力不低于12.0Pa。在实钻过程中，若出现切力下降的情况，迅速补充具有明显提切作用的降滤失剂FT-99、JS-9和HV-CMC；密切关注井口出砂量的大小，以及摩擦因数变化，若出现异常立即短起，机械破除岩屑床。

完钻后，大排量清洗井眼，配制60.0m3润滑防卡封井钻井液，确保电测顺利进行。在下入生产尾管前，需再次大排量清洗井眼并配制60.0m3润滑防卡封井钻井液，确保生产尾管一次到位，顺利完成固井施工。梨6-6HF井分段钻井液性能如表3所示。

表3 梨6-6HF井分段钻井液性能

4 结论与建议

1）二开上部井段使用的聚合物防塌钻井液体系和下部井段使用的双聚防塌钻井液体系性能稳定、抑制性强、悬浮携岩能力好，井壁稳定，未出现任何掉块垮塌现象，性能易于维护，钻井液材料成本可控，在金山区块地层表现出良好的适应性和实用性。

2）应用于三开井段的非渗透双聚钻井液体系具有良好的防塌、携岩和润滑效果，保证了测井工具顺利入井，可以满足金山区块水平井的施工要求。

3）在进入水平段施工前需将钻井液性能一次性调整到位，避免给后期钻井液的处理维护造成困难。

4）水平段施工中应加强固控设备的使用，振动筛应使用200目以上的筛布，增加离心机、除泥器和除砂器的使用时间，尽量降低钻井液中有害固相体积分数。

［1］邱正松，徐加放，吕开河，等 .多元协同稳定井壁新理论 ［J］.石油学报，2007，28（2）：117～119.

［2］金衍，陈勉 .井壁稳定力学 ［M］.北京：科学出版社，2012.1～2.

［3］李涛 .长水平段水平井钻井液技术研究 ［D］.青岛：中国石油大学 （华东），2010.

［4］李午辰，高小芃，贠功敏 .中原油田白庙平1井水平井钻井液技术 ［J］.石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2012，34（4）：151～153.

［5］龙芝辉，汪志明，郭晓乐 .斜直井段和水平井段中环空岩屑运移机理的研究 ［J］.石油大学学报 （自然科学版），2005，29（5）：42～45.

［6］白登相，严利咏，蒋明英 .群库恰克地区水平井Q5-1钻井液技术 ［J］.石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2011，33（5）：140～143.

［7］康毅力，罗平亚 .储层保护系统工程：实践与认识 ［J］.钻井液与完井液，2007，24（1）：1～6.

［编辑］ 帅群

Drilling Fluid Technology of Horizontal Well Li 6-6HF in Jinshan Gasfield

CHU Qi，LI Tao，XUE Yuzhi，KONG Yong，GE Chunmei，ZHANG Tianxiao，WANG Xue，HAN Guocai，LIU Qin （First Author' s Address：Research Institute of Petroleum Engineering，SINOPEC，Beijing100101，China）

Well Li 6-6HF was the first horizontal evaluation well in Jinshan Block，there were only a few reference wells，and it was far distance among these wells and buried depth of gas reservoirs was uncertain，the technologies of the drilling fluid matched with drilling operation were still at the exploring stage.There were large number of mudstones in the upper section，there existed problems of denudation and formation collapse，and collapsibility，drill-pipe stuck and bit balling were easily induced.Because horizontal section was very long，the capacities of cutting and sand carrying of the drilling fluid and its lubricity were highly required.In consideration of the actual situation of different sections，different drilling fluids and different techniques were used and relevant measures were developed to maintain the performance for smooth drilling operations.Field application shows that the properties of drilling fluid are stable with higher inhibition，collapse resistance，cutting and sand carrying ability and good lubrication，it can meet the needs of field operation in Well Li 6-6HF.It provides valuable experiences and technical support for natural gas exploration and development in Jinshan Block in the future.

horizontal well；Jinshan Block；drilling fluid；wellbore stability；Well Li 6-6HF

TE254

A

1000-9752（2014）04-0091-04

2014-01-12

褚奇 （1982-），男，2006年大学毕业，博士，工程师，主要从事钻井液技术研究与现场应用工作。