米49井钻井液技术

曾虹钢 田逢智 肖俊峰 汪松柏 郑文武 田茂明

摘 要：为有效开发鄂尔多斯盆地气田低孔、低渗透储层，了解伊陕斜坡盒8砂岩储层发育及含气性。米49井位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造北部，该井采用氮氣钻井技术，氮气钻井的关键技术是井壁稳定和转换体系后的地层漏失。通过对不同井段钻井的难点分析，确定与地层相适应的钻井液体系及现场维护处理措施，采用低渗透防塌技术、封堵与密度平衡井壁稳定技术，很大程度上缓解了井塌问题，井径扩大率及井漏得到有效控制。

关键词：伊陕斜坡;氮气钻井;低渗透防塌;井漏

1 一开钻井液体系、维护处理

1.1 技术难点

一开钻遇第四系黄土层，黄色流沙、粘土夹砾石层，影响机械钻速，防止沉砂卡钻。

1.2 钻井液体系与配方

聚合物膨润土钻井液：5%钠膨润土+0.3-0.5%Na2CO3+0.1-0.3%KPAM+0.1-0.3%HV-CMC。

1.3 钻井液维护处理

1.3.1 开钻前仔细检查循环、加重、固控和储备系统，是否满足开钻要求。

1.3.2 配制80m3膨润土浆（预水化24h以上）和40m31%-2%聚合物胶液，调整钻井液粘度在50～60s之间，充分搅拌水化好开钻。

1.3.3 一开钻进中配制0.2%～0.3%浓度的大分子胶液HV-CMC维护和补充钻井液。

1.3.4 一开钻进进尺慢，井径大，泥浆中含砂量高，要坚持早开泵晚停泵的办法，防止沉砂卡钻。

1.3.5 使用四级固控设备振动筛、除砂器、除泥器，含砂量控制在1%以下。

1.3.6 一开钻完后，起钻前注入高粘钻井液50m3（粘度50～60s）进行封闭，确保表套顺利下入。

2 二开钻井液体系、维护处理

2.1 技术难点

刘家沟与石千峰交接处存在大的裂缝性漏失，石千峰存在细小的微裂缝漏失。

2.2 钻井液体系与配方

2.2.1 二开到刘家沟组。

无固相聚合物钻井液：清水+0.1-0.2%PAM+0.2-0.3%KPAM。

较低固相或般土聚合物钻井，该体系机械钻速较快，且节约泥浆成本。

2.2.2 石千峰组至二开完钻 膨润土钻井液体系。

3%-4%钠膨润土+0.3-0.5%Na2CO3+0.2-0.3%NaOH+0.1-0.3%KPAM+0.1%+0.6-0.8%LV-CMC+1-2%SFT-70。（遇渗时加入1-2%FT-1、1%SLD-1、2%DF-1、2%QS-2。）

双石层组泥岩裂缝发育、硬脆易塌，特别是石盒子组。

钻井液体系以封堵防塌为主，还要兼顾刘家沟防漏与堵漏，因此采用防塌钻井液体系。

2.3 钻井液维护与处理

二开～刘家沟中部。

①首先使用无固相聚合物钻井液。二开前将储备的200m3清水用KPAM或PAM将漏斗粘度调至30s后开钻。②钻进中以0.2%～0.6%的KPAM或PAM胶液维护和补充钻井液，利用其强絮凝、强抑制性充分沉淀钻屑和分散的地层粘土，降低钻井液密度。③根据井下返砂情况，多次用稠泥浆携带岩屑和掉块清洗井眼。

3 三开钻井液体系、性能、维护处理

三开采用氮气欠平衡钻井。

钻进井段：石千峰、石盒子、山西、太原（2260—2578m），进尺318m，钻进至太原组夹煤层12m，泵压不稳定，环空不畅，改为钻井液钻进。

3.1 采用钻井液钻井的技术难点

3.1.1 氮气钻井过程中，井筒内气柱压力低于地层压力，处于一种欠平衡状态，伴随着空气锤和钻具的震动，在井壁周围易产生微裂缝或诱导裂缝，不利于替入钻井液后的井壁稳定。

3.1.2 氮气钻井过程中，氮气将井壁周围岩石水分带出，使井壁保持干燥状态，替入泥浆后，井筒液柱压力升高，但井筒内没有致密泥饼的保护，钻井液滤液迅速进入地层，膨胀压力急剧升高，导致井壁失稳。

3.1.3 钻井液对井壁的冲刷也会加重井壁失稳。

3.2 钻井液体系与配方

低渗透防塌钻井液体系。

3%-4%钠膨润土+0.3-0.5%Na2CO3+0.2-0.3%NaOH+0.1-0.3%KPAM+0.1%+0.1-0.3%HV-CMC

+0.6-0.8% LV-CMC+1-2%DF-1+2-3%SFT-120

3.3 钻井液维护与处理

①将二开中完钻井液通过地面循环，逐步加入SFT-120、LV-CMC、使泥浆性能保持为：密度1.18-1.20g/cm3，粘度55-60s，滤失量3ml左右。②钻至转换井深后，将钻具提离井底2m左右充分循环，直至排砂管线内无明显岩屑返出后，开始提浆。③替入泥浆时，为防止下部井段垮塌、漏失，上提钻具离井底10m，替入前置液（加入3%DF-1和3%的SFT-120）20m3。④起钻至套管鞋，替入泥浆至井口返浆后下钻。⑤到底后，向井内注入比重为1.2 g/cm3，漏斗粘度100s以上的钻井液10-20m3，大排量循环带砂。⑥充分循环钻井液至点火装置无火或气烃值很低为止，方能起钻。

4 结论与认识

4.1 该区块地层较为稳定，刘家沟以上可适当放开失水控制，在满足带砂清洁井底的情况下，保持较低的密度、粘切，有利于性能控制，减轻各种污染对钻井液性能的影响程度，便于调整钻井液性能，进而降低处理成本。

4.2 该区块的石千峰组存在不同程度的漏失，钻进过程中应密切关注泥浆返出情况。

4.3 该区块的石盒子组和石千峰组含有水敏性泥页岩，极易剥落、掉块甚至垮塌，注意比重与失水的控制，加入LV-CMC、SFT-120来防止地层垮塌。

4.4 氮气钻井后井壁干燥，转换钻井液时应引起高度重视，要求替入的钻井液性能渗透性低，抑制性强，防止引起泥页岩水敏性垮塌。

4.5 氮气钻井转换钻井液钻井时应考虑井壁对钻井液的适应性，在向井内注入钻井液之前，应先替入前置液，使井壁有一个适应过程。

参考文献：

[1]魏武，许期聪，等.气体钻井转换钻井液技术[J].天然工业，2008.

[2]邓金根，陈远方，陈勉，等.井壁稳定预测技术[M].北京：石油大学出版社，2008.

[3]陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].东营：石油大学出版社，2000.