乾安区块井壁稳定钻井液技术应用

毛世发（中石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南濮阳457001）

乾安区块井壁稳定钻井液技术应用

毛世发（中石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南濮阳457001）

乾安区块水平井钻井过程中钻遇的嫩江组泥岩和青山口、泉头组泥页岩使得井壁掉块严重，划眼困难。通过分析分析井壁坍塌特性，优选聚胺和封堵护壁剂等高效防塌剂，优选出钾胺基非渗透防塌钻井液体系，通过现场乾268井应用取得良好效果。

泥岩；泥页岩；钾胺基；封堵剂；防塌钻井液体系；乾安

乾安区块位于松辽盆地南部中央坳陷区长岭凹陷，设计井深3400m左右。上部嫩江组地层富含的强水敏性泥岩和下部储层青山口、泉头组存在微裂缝发育的硬脆性泥页岩，使得水平井钻井过程中掉块严重，划眼困难，严重制约着安全钻井。通过分析井壁坍塌特性，优选聚胺和封堵护壁剂等高效防塌剂，优选出钾胺基非渗透防塌钻井液体系，现场应用取得良好效果。

1 井壁坍塌特性分析

1.1 嫩江组地层

岩性呈灰色、深灰色泥岩及红色泥页岩,水敏性极强，段长700m左右。X射线衍射分析表明，黏土矿物高达51.8%，其中，蒙脱石含量达22%，伊蒙混层高达64%。当钻井液滤液侵入地层后，黏土矿物晶格膨胀、层间距显著增大，吸水膨胀后，改变了井壁周围地层的孔隙压力与应力分布，引起井壁岩石强度降低。

1.2 青山口组、泉头组地层

地层由硬脆性泥页岩组成，含大段灰黑色泥岩、紫红色泥岩，富含伊蒙混层，钻井液易沿发育良好的微裂缝、层理侵入地层，使得微裂缝传播、扩张，形成联通的微裂缝网络结构，造成井壁失稳。

2 防塌处理剂与钻井液体系优选

2.1 聚胺

页岩回收实验表明，聚胺具有良好的抑制能力，其加量控制在0.3～0.5%范围内。

2.2 胺基聚醇

通过吸附基团吸附在粘土表面所形成的吸附层可阻止水分子的进入地层。其独特分子结构使其镶嵌在粘土晶层，通过压缩双电层作用，减少粘土层间距。页岩回收实验表明，胺基聚醇具有良好的抑制能力，其加量控制在0.3～0.5%范围内。

2.3 封堵护壁剂FPS

这是一种由正相乳液聚合而成、粒径在0.1～10μm之间的两亲型白色胶乳，其弹性变形特性可有效封堵微裂缝和微孔隙。线性膨胀量试验表明，FPS与膨润土作用后，在膨润土表面形成保护膜，阻止水的进一步渗入，有利于地层稳定。

2.4 钻井液体系优选

通过大量室内试验，确认对解决乾安区块井壁坍塌有良好效果的钻井液体系为钾胺基非渗透防塌钻井液体系，其基础配方为：4%膨润土+0.2%Na2CO3+4%SMC+4%SMP+1.5%KFT

+0.5%CMC+0.4%聚胺+1%非渗透防塌剂+1%封堵护壁剂+ 0.5%胺基聚醇AP-1+6%KCL

3 现场应用

乾268井是部署于松辽盆地南部中央坳陷区长岭凹陷乾安构造南部的一口水平井，完钻井深3408m。二开采用钾胺基非渗透防塌钻井液体系，有效解决上部嫩江组地层的泥岩井段水化和下部储层青山口组、泉头组地层硬脆性泥页岩微裂缝，确保了井壁稳定。

3.1 应用井眼与井段

φ215.9mm井眼，1675m-3408m井段，井段长1733m。

3.2 配方

基础土浆，按标准依次加入KCl、KPA、PAMS-150、YK-H、HQ-1、LV-CMC、PZ-7、QS-2、胺基聚醇、聚胺、封堵护壁剂、非渗透防塌剂等处理剂。

3.3 性能参数

ρ:1.26 g/cm3，FV:45s，FL:3.4 ml，YP:5，pH：9。

3.4 维护处理

（1）上部井段钻进中，采用“强抑制加封堵”的方法，采用大钾、铵盐、KCL、聚胺、胺基聚醇等防塌剂配制成胶液，维护性能，进入嫩江组后逐步加入阳离子沥青、封堵护壁剂、降失水剂、井壁稳定剂，保证较低失水和井壁的稳定性。

（2）下部井段钻进中，采用“强封堵加抑制”的方法，用铵盐+KPA+KFH+KCL+润滑剂胶液维护，保持钻井液中非渗透封堵剂、封堵护壁剂的有效含量。

（3）钻进中通过胶液调整钻井液性能，以细水长流的方法，具有良好的钻井液流动性，携砂能力好，钻进顺利，起下钻畅通无阻。

（4）使用好各级固控设备，保持钻井液的清洁。

4 几点认识

（1）乾安区块水敏性极强的泥岩和微裂缝发育的泥页岩是引起井壁坍塌的主要原因，采取抑制和封堵双重方法进行控制是解决这一问题的有效手段。

（2）通过对聚胺、胺基聚醇、封堵护壁剂三种抑制封堵材料的试验评价和钻井液体系的优化实验，确定的钾胺基非渗透防塌钻井液体系，现场应用效果良好。

[1]邱春阳，申禄泰，郝泽君，刘贺等.英2井井壁稳定钻井液技术[J].精细石油化工进展,2014，15(1)：5-7.

[2]侯宪波，魏文生.滨435井长裸眼井壁稳定钻井液技术[J].中国石油和化工标准与质量,2011，31（11）：185-185.

毛世发，2009年毕业于中国石油大学（华东）化学化工学院材料化学专业，工程师，现任中石化中原石油工程有限公司钻井二公司技术发展中心钻井液室副主任师。