塔河油田TP269X井钻井液应用技术探讨

刘忠兵，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重庆钻井钻井液技术服务中心，新疆轮台841600）

塔河油田TP269X井钻井液应用技术探讨

刘忠兵*，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重庆钻井钻井液技术服务中心，新疆轮台841600）

TP269X井位于阿克库勒凸起西南斜坡构造上，是西北油田分公司部署在塔河托甫台新三级井深结构的长裸眼井，托甫台二区块该结构井邻井资料少，井下发生事故的风险高。二叠系井漏引起起下钻遇阻卡、划眼困难和卡钻等井下复杂情况，针对这些复杂情况，现场使用了KCl-聚磺钻井液和聚胺钻井液，现场应用表明，这2种钻井液体系具有抑制性强、流变性易于控制和良好的防塌性满足了钻井施工的要求。

井眼稳定；二叠系；KCl-聚磺钻井液；聚胺钻井液

超深井井底处于高温和高压条件下，钻进井段长而且有大段裸眼，还要钻穿许多复杂地层，因此其作业条件比一般井要苛刻得多，于是对钻井液的发酵、增稠及失效等变化，从而使钻井液的性能发生剧变，并且不易调整和控制，严重时将导致钻井作业无法正常进行；而伴随着二叠系井漏这种情况下，发生下钻遇阻卡、划眼困难和卡钻等井下复杂情况的可能性会大大增加，欲保持钻井液良好的流变性和较低的滤失量亦会更加困难。现场使用了KCl-聚磺钻井液和聚胺钻井液，现场应用表明这2种钻井液体系具有抑制性强、流变性易于控制和良好的防塌性满足了钻井施工的要求。

1　地质概况

TP269X井白垩系及以上地层砂岩发育，易渗透缩径，康村组、吉迪克泥岩含石膏；三叠系、石炭系、志留系柯坪塔格组和奥陶系桑塔木组泥岩易吸水剥落、垮塌；二叠系110m火成岩易漏需做好防塌防漏工作。

2　钻井液技术难点

（1）该区三级井身结构实钻井少，邻井资料（仅TP267X井采用三级井身结构）井下发生复杂情况和事故风险高；

（2）高渗透砂砾岩易形成厚泥饼及泥岩水化膨胀造成井眼缩径，使起下钻阻卡严重；

（3）上部地层井眼大、钻速快，易造成固相污染；

（4）侏罗系存在煤层及炭质泥岩，易出现井壁失稳，三叠系、石炭系的深灰色硬脆性泥岩易出现剥蚀、掉块，形成不规则井眼，造成电测阻卡；

（5）二叠系110m存在英安岩、玄武岩，易塌、易漏；

（6）三叠系、石碳系存在软泥岩，易造成钻头泥包；

（7）泥盆系东河塘组地层压力低、渗透性高，易发生压差卡钻。

3　钻井液体系的选择

本井严格按照设计体系施工，一开（0～1200m）钻井液使用聚合物钻井液体系。二开（1200～4200m）使用聚合物钻井液体系，（4200～6178m）使用KCl-聚磺钻井液体系，三开（6178～6372m）定向造斜采用聚磺混油钻井液，通过实钻看钻井液体系的正确选择满足井下正常的需要。

4　TP269X井现场钻井液技术的实际应用

4.1一开井段（0～1200m）

一开使用的是聚合物钻井液体系，一开钻井液配方为：8%～10%坂土+0.5%CMC-HV+0.5%KPAM+ 0.4%～0.8%NH4HPAN。

井眼大，泵排量受限，环空返速极低，地层渗漏较大，因此维持较高的钻井液粘度和切力是保证携砂的关键，用10%的坂土浆钻进200m，保证上部井眼的稳定，进入长段泥岩后，及时补充聚合物KPAM和NH4HPAN等处理剂，抑制地层的造浆和降低滤失，保证钻井液性能的稳定和井壁的稳定。同时使用好四级固控设备，使用率为100%，每班补充胶液量在50m3左右，补充水化坂土浆将钻井液粘度控制在60s以上，确保一开下套管顺利到位。

4.2二开井段（1200～6178m）

4.2.11200～4200m井段

二开使用聚合物钻井液体系，二开钻井液配方为：一开井浆+0.3%KPAM+0.2%～0.5%NH4HPAN+1% QS-2+0.5%～1%PB-1。钻进使用好四级固控设备，特别是除砂器和离心机，钻井液排量为50～60L/s，振动筛筛网使用160目，坂含控制在30～35g/L，粘度控制在40～45s，钻井液密度随着井深的增加逐步提高，上部地层渗透性好，泥浆消耗量大。使用1%～3%超细碳酸钙配合使用适量随钻封堵剂、屏蔽暂堵剂PB-1、沥青FT-1加强钻井液的封堵能力改善钻井液的造壁性，以利于在井壁迅速形成光滑而致密的泥饼，降低消耗量。根据现场情况补充10%的水化坂土浆，保证钻井液的携砂性和失水造壁性。每次加重钻井液前都要使用离心机2周最大限度清除无用固相，再加入屏蔽暂堵剂减少加重后的钻井液漏失。通过采取以上措施，每天的胶液量由120m3降低为70m3。必须在泥浆温度起来了后加入沥青才有效果，将屏蔽暂堵技术贯穿于全井。

4.2.24200～6178m井段

本段使用的是KCl-聚磺钻井液体系。井深4200m进行了钻井液体系转化，转化前做好室内小型实验。

（1）盐水钻井液的转化和维护应遵循以护胶为主、降粘为辅的原则，一般规律是含盐量越低，降粘问题越突出，含盐量越高，护胶问题越重要。所以转化时加入抗盐降滤失剂，保证转化后的性能。高浓度降滤失胶液配方：0.1%NaOH+5%～6%PAC-LV+4%～6% SMP-2+4%～6%SPNH+0.3%～0.5%KPAM（DS-301复配）。

（2）使用离心机清除无用固相，加入循环浆总量1/4～1/3胶液降低循环浆膨润土含量，将膨润土含量降至30g/L左右，然后循环加入5%KCl粉剂。循环2周后根据钻井液的性能配制胶液调整钻井液性能达设计要求。

（3）转型完成后，日常维护中及时补充KCl，使Cl-离子保持在28000mg/L以上。钻井液处理以少聚多磺为主，加大磺化材料的用量，提高钻井液的抗高温和抗污染的能力。

钻二叠系时，加强坐岗，应适当降低排量（25～28L/s为宜，尤其是在进入二叠系前和钻穿后的2个交界面），比重控制在1.28g/cm3。减少钻井液对井壁的冲蚀，同时也可降低环空压耗，防止发生井漏。现场以打钻和起下钻不漏为准，不进行承压堵漏。运用好屏蔽暂堵技术，钻进时加入1%QS-2、1%PB-1、1%CXD（细）进行封堵。

屏蔽暂堵具有与漏层、孔隙喉道相匹配的固相颗粒，由于压差的作用，在漏层近井壁孔喉产生有效填充堵孔，形成极低渗透的环带，暂堵滤饼可以实现“零渗透”，减少粘土的水化膨胀、微粒运移、减少地层渗漏。

（1）钻进至井深4996m起钻更换钻头下钻发生井漏，配制堵漏浆承压堵漏，配方：4%中粗核桃壳+3%细核桃壳+6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98细+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（细）+4%～6%HHH配制30%以上的桥浆堵漏，承压后恢复钻进。

该井段使用的是KCl-聚磺钻井液体系，配方为：三开井浆+2%～4%SMP-2+2%～4%SPNH+1%LV-PAC+ 0.2%NaOH+0.05%KPAM+1%～3%FT-1+1%～3% RHJ-3。

为保证石炭系、志留系柯坪塔格易塌地层井壁稳定，提高钻井液密度至1.33g/cm3

（2）提密度前做到先封堵后提高密度的原则，封堵主要以QS-2和屏蔽暂堵剂PB-1为主，加量为1%～3%，提高钻井液的防塌封堵性。防止提高密度后发生井漏和起下钻遇阻卡现象，定期加入润滑剂保证钻井液的润滑性。

（3）继续钻进施工中存在常规堵漏材料在高温高压及长时间液体浸泡的情况下，易水化变软变形，导致封堵失效，产生反复性漏失的现象。钻进至井深5381m发生井漏。

堵漏配方：①5%CXD+3%SQD-98粗+3%SQD-98细+2%云母+2%PB-1+4%蛭石（细）+4%中粗核桃壳+3%细核桃壳承压间断泵入泥浆12m3，压力6MPa↘0MPa，堵漏失败。

②6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98细+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（细）+4%中粗核桃壳+3%细核桃壳+6%HHH承压堵漏地层吃入25.8m3，压力5.6MPa↘4.2MPa。

（4）由前期承压效果来看托甫台二区块承压能力低，后期采用强抑制性、低滤失钻井液进行柯坪塔格组易垮塌地层钻进，不提高钻井液密度，密度控制在1.30g/cm3钻至二开中完井深。

4.3三开井段（6178～6372m）

三开井段是本井的目的层，钻井液体系是聚磺混油钻井液体系，配方为：基浆+3%SMP-2+3%SPNH+ 2%PAC-LV。

（1）按设计使用密度为1.15g/cm3钻井液，加入QS-2、PB-1、乳化原油等材料，调整好钻井液性能后钻进。

（2）由于149.2mm井眼间隙小、返速低，排量只有16L/s，为了保证携砂性，膨润土含量控制在30g/L，该井段井温较高，钻进中及时补充SMP-2、SPNH、JBF-2等抗温材料，提高钻井液的抗温性和体系的稳定性。

（3）根据井下情况及时调整钻井液密度。

（4）保持钻具始终处于活动状态，摩阻系数控制在0.1以内，减少粘卡的机会。

在直井段调整好钻井液性能，开始造斜时可以补充1%的RHJ-3来改善泥饼质量提高防塌性能，井斜15°时开始补充乳化好的原油4%。补充原油时视井下提升摩阻和扭矩变化，再按循环周补充，确保润滑性良好。

5　结论和认识

（1）加足高分子聚合物处理剂，利用高分子聚合物具有抑制页岩分散的作用，有效地抑制了上部井段泥、砂岩分散造浆，维持低密度钻井液钻进，提高机械速度。

（2）钻进300m，坚持短起下钻，降低钻屑在砂泥岩地层的渗透堆积，确保井眼的通畅，减少起下钻的阻卡。

（3）二叠系漏失，选择使用桥浆堵漏、水泥复合堵漏、重晶石塞堵漏等工艺，从堵漏效果、施工时间和下步施工计划共同考虑优选方案，不仅要提高堵漏效果还要降低成本缩短施工时间。

（4）聚胺钻井液防塌能力强，加量少且易维护，能明显的降低井壁失稳，可在二叠系、石炭系推广使用。

（5）超深井钻井液防塌、润滑性能、抗高温性能的维护，钻具悬重大、摩阻大、提高钻井液的润滑性能减少井下复杂情况。

（6）具有良好的高温流变性。在高温下能否保证钻井液具有很好的流动性和携带、悬浮岩屑的能力至关重要。对于深井加重钻井液，尤其应加强固控，并控制膨润土含量以避免高温增稠。必要时可通过加入生物聚合物等改进流型，提高携屑能力；加入抗高温的稀释剂控制静切力。

（7）具有良好的润滑性。当固相含量很高时，防止卡钻尤为重要。此时可通过加入抗高温的液体或固体润滑剂，以及混油等措施来降低摩阻

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TE254

A

1004-5716（2016）06-0049-03

2016-02-24

2016-02-25

刘忠兵（1967-），男（汉族），四川资阳人，助理工程师，现从事钻井液技术管理工作。