青西白垩系钻井液防硬卡技术

2015-07-19 11:40史万飞晏林丽武海燕西部钻探工程有限公司国际钻井公司新疆乌鲁木齐830026

中国新技术新产品 2015年11期

卢　平　史万飞　晏林丽　　武海燕（西部钻探工程有限公司国际钻井公司，新疆乌鲁木齐 830026）

青西白垩系钻井液防硬卡技术

卢平史万飞晏林丽武海燕
（西部钻探工程有限公司国际钻井公司，新疆乌鲁木齐 830026）

摘要：玉门探区勘探领域广泛、油藏类型齐全，在地质和工程方面存在很多世界级难题，玉门油田青西地区第三系粘土矿物伊利石含量高，泥岩易水化膨胀剥落，白垩系地层易形成硬脆性泥岩剥落坍塌，选用阳离子钻井液体系，目的是防止白垩系硬卡，使全井平均井径扩大率达标。

关键词：阳离子钻井液；硬卡；防塌；欠平衡

1　资料调研

1.1数据统计

2014年之前青西区块部分完成井复杂事故统计显示，发生在白垩系地层复杂事故多为恶性卡钻事故，严重影响钻井速度，同时经济损失巨大。

1.2青西地层岩性分析

由地层矿物分析可知：该区第三系与白垩系地层交界面含有31%方解石，在受到应力变化时极易发生崩落；其次含有40%~50%的伊蒙混层，在钻井液滤液影响下极易产生较高的膨胀压力，引起地层垮塌。

2　研究内容

2.1密度控制

玉门油田青西区块地层压力在不同的层系中有不同的表现形式。从地层压力的分布形式看来，青西区块在E3b、E2l、K1z交界面地层压力较高，需一定的密度平衡地层压力。通过对坍塌周期的研究发现，较大的泥浆密度有利于井眼的稳定，泥浆密度越大，坍塌周期越长，井眼越稳定；从已钻井的密度控制可以看出，随着井深增加，逐步提高密度，当井深3300m以后，密度提至1.35mg/cm3以上，3800m后将密度提至1.40g/cm3，井下处于安全状态。2014年，青西区块钻井液密度4100m前控制在1.06~1.4g/cm3，4100m~4900m控制在1.2g/cm3。

2.2坂含对切力动塑比的影响

室内将坂含对阳离子钻井液切力及动塑比的影响进行了研究，随着坂含的升高，切力值和动塑比值随之上升，钻井液结构增强，携岩能力增强。

2.3改进阳离子钻井液体系维护方法

阳离子钻井液的性能稳定，维护周期长，流动性、触变性好，流动阻力小，抗盐能力强。高温条件下，阳离子钻井液会出现高温减稠现象，在原有阳离子聚合物钻井液体系维护方式上进行小范围内改进，主要是进入白垩系地层后提高CHM胶液浓度至1.75%~2.25%，同时减少NW-1及CaO加量，保持坂土含量。随着CHM胶液浓度增加，切力值不断上升，悬浮能力不断增强。

2014年青西区块改进阳离子钻井液维护方法后，不断提高CHM胶液浓度，同时控制NW-1及生石灰加量，目的是提高钻井液中坂土含量，提高泥浆结构，提高携带能力，进入白垩系至完井，一直按照以上维护方法，动塑比抑制保持在0.4~0.6之间，能够有效提高携带能力。

2.4欠平衡地层封堵携带研究

室内在阳离子钻井液体系中引入了防塌剂WGF-1，结合磺化沥青等其他封堵材料进行协同封堵。WGF-1通过对微裂镶嵌，对井壁起支撑作用，防止掉块发生硬卡。通过中压失水和高温高压失水实验证明，防塌剂对泥饼有填充作用（见表1）。随着防塌剂WGF-1加入钻井液的动切力和终切有明显上升。根据现场欠平衡钻井液的要求，加量保持在0.5%~0.6%有利于钻井液保持较好流动性和悬浮携砂能力（如图1所示）。

表1 防塌剂WGF-1的封堵效果

3　现场应用

2014年该技术应用四口井，从四口井性能看，基本上无大的变动，尤其是在进入白垩系地层后，都是按照基本上同一种维护方法，逐步提升坂含，控制NW-1与生石灰加量，在下步地层钻进期间，主要是将泥浆全部分散，主要使用磺化类产品，目的是提高泥浆封堵携带能力，基本上属于一种性能维护方法，井下安全无事故。这成绩取得主要取决于2014年度在青西区块钻井液维护方法的改变，是维护处理上思路的改变，能够做到泥浆性能稳定，粘切值高，携带封堵能力突出，坚持打封堵液对白垩系易塌井段封堵，井下安全无复杂事故，顺利完井。