钻井液及油气层保护技术

刘登伟

摘 要：做为施工方我们始终认清目前胜利油田严峻的勘探形势，为了达到寻找更多油气资源储量的目的，我们在钻井过程中，本着更好的发现油气层、保护油气层的原则，采用了诸多行之有效地油气层保护技术措施，取得了一定的成效。

关键词：水化分散、聚丙烯酰胺、聚合醇防塌剂、抑制性、油气层

一、现场应用效果较理想的钻井液及油气层保护技术措施：

1、开钻前认真学习钻井工程设计，领会勘探意图，探区地层特点，邻井钻探资料。在此基础上做出合理的、切实可行的施工预案，现场技术交底。

2、严格按照钻井工程设计中钻井液密度范围施工，做到“压而不死，活而不喷”实现近平衡压力钻井。加强座岗观察，每次起下钻监测油气活跃情况，从而确定合理的钻井密度值。开钻前严格验收井控设备的安装情况，必须保质保量。另外必须做好一次井控工作，按设计要求储备重晶石和重泥浆、轻泥浆（这部分成本在钻井液中所占比重也很大，应在设计中单列）。

3、钻井液体系选择极为重要，按设计中提供的钻井液体系，优选钻井液材料，按其配伍、配方、加量来满足各个探区不同井型的井下情况需要。预防各种井下复杂和井下事故的发生，以提高探井的钻井速度。上部地层选用利于保护储层强抑制性低固相钻井液。探井施工中，要保持上部井眼畅通，首先要增强钻井液的抑制性，降低固相含量。针对上部地层岩性的特點，选用质量优良的聚丙烯酰胺和有机高分子强力抑制剂，加强钻井液中的抑制性，抑制钻屑水化分散，并通过四级净化系统及时清除无用固相，控制基浆密度在设计下限左右，这样不但减少了亚微米颗粒的含量，保持井眼畅通，又避免了泥饼过厚造成的井眼不畅通，同时提高了钻井速度，充分显示了强抑制性低固相钻井液的优越性。完成的孤北345井，完钻井深3350m，控制钻井液基浆密度1.10g/cm3，完钻密度为1.15 g/cm3井身质量优良。

沙河街组及以下地层的泥页岩及中生界地层的煤层是井壁坍塌的重点层位，针对易塌地层岩性特点，选用聚硅醇润滑防塌钻井液，配合使用复合防塌钻井液技术，成功地防止了坍塌掉块情况的发生。聚硅醇钻井液以聚丙烯酰胺、聚合醇防塌剂、有机硅醇井壁稳定剂为主要抑制剂；以聚合醇防塌剂、有机硅醇井壁稳定剂和高效硅氟降粘剂作为流变参数调节剂，钻井液的润滑性、乳化性好，有效降低了摩阻和钻井液界面张力，使钻井液流变参数易于调整，即能有效悬浮携带岩屑，又不易冲蚀井壁，切力值容易控制较合适的范围内，不易造成较大井内压力激动；所选用处理剂质量稳定、效果好，如：HQ-6、KFT、SD-101、ZX-8等，钻井液高温高压失水易于控制在设计范围内，抗污染能力强，热稳定性好，有力保障了井下稳定与安全。钻探完成的桩古60井、大北14-斜更4井、义7-斜9井、桩斜140井，钻穿沙河街易塌地层，完井井深均在3500m以上，通过选用聚硅醇润滑防塌钻井液，较好地控制了钻井液粘度、切力、滤失量等性能参数在合适的范围内，有效稳定了井壁，保障施工安全优质顺利完成。

4、用好四级固控设备，加足絮凝剂和包被剂，严格控制固相含量小于8%，满足设计要求。以减少亚微米级固相颗粒对油气层的损害。强化固控设备的使用和维护，控制无用固相含量和含砂量，目的层钻进，控制低密度固相含量小于10%，黏土含量30-45g/l，含砂量小于0.3%，降低钻井液中固相颗粒对储层的损害。

浅探井钻探，注重控制井径扩大率，二开小循环开钻，钻井液固相控制难度大，首先将一开钻井液调整至黏土含量30～45g/l，钻进中及时补充低浓度聚合物胶液，确保钻井液的抑制性，正常维护钻井液的处理剂按比例配成胶液加入，使用好固控设备，搞好钻井液净化，控制钻井液自然密度<1.10g/cm3。油层前100m将钻井液滤失量降至5ml以内，并适当提高粘度和降低排量，以保证适当的井径扩大率。

5、油气储层的盖层多为致密、硬脆的老泥岩。为泥岩坍塌掉快，控井径扩大率小于15%，防止给后期固井封隔油水层带来困难，采取如下防塌技术措施：一是东营组中部至沙一段，使用磺化树脂类、抗盐抗高温类降失水剂，改变滤液性质，逐步控制高温高压失水至15毫升以下，速度要快，不能拖拉。二是沙一段前50-100米使用磺化沥青类或纳米乳液类封堵剂封堵泥岩微裂缝，暂堵油气通道。三是使用硅醇类抗高温深井防塌剂来配合稳定井壁。四是执行好设计中提供的钻井液流变性能，适当保持偏高的粘切，以减少钻井液对不稳定地层的冲刷。多元协同防塌原理的合理应用在深井防塌工作中可以取得较为理想的效果。做好了防塌工作，才能有效地预防起下钻遇阻划眼等复杂情况的发生。

6、密度高于1.30g/cm3的钻井液或者3000米以上的中深探井要适量加入无荧光润滑剂，改善泥饼质量，增强钻井液润滑性能；斜探井、深探井的钻井液中更要加足润滑剂，一定要将粘卡的几率降到零。充足的润滑剂含量也能有效地降低高温高压失水，起到防塌和保护油气层的目的。

7、打开目的层后为减少油气层裸露浸泡时间，必须加强钻井进度运行。搞好短起下，修理好井眼，保证井眼畅通。完钻电测起钻前用稠浆封深井段并加入润滑材料，防止卡电缆、电测仪器等事故的发生，提高电测成功率，高质量完成各项电测资料的录取项目。

8、全井自开钻伊始，以设备保井下，以设备求井下安全，按设计要求的钻井设备规格，保证设备完好率、使用率。以快制胜，从而加快探井钻探速度，达到保护油气层的目的。

二、油气层保护技术：

1、古潜山油气藏保护技术

我们应用一是无固相钻井液，对较低地层压力的古潜山油气层既无正压力损害，又无固相堵塞损害。二是对较高地层压力的古潜山油气层采用甲酸盐钻钻井液欠平衡压力钻井技术，钻井液密度为1.25-1.45g/cm3，同样最大限度地解放了油气层。

2、东营组沙河街组油气藏保护技术

随着钻井技术的不断提高，油气通道暂堵技术正在普遍推广应用；目前对不同探区不同油气我们采用的暂堵剂也不同。使用较多的是聚合醇润滑防塌剂、纳米乳液、低荧光磺化沥青、零渗透暂堵剂、非渗透暂堵剂等等，按照设计加量加入。以上暂堵剂对不同孔隙度的储层形成了较理想的封堵，切实对油气藏起到了保护作用。

3、浅探井油气藏保护技术

储层在馆陶组的浅探井，由于上部地层松软，成岩性差，很容易被冲蚀破坏；油气通道孔喉半径较大，油气层保护工作难度也较大。我们常采用的油气层保护技术是：进入储层前200米开始降低API失水至5毫升以下，加入暂堵剂；另外迅速提高钻井液粘切20-30秒，增加0.3%聚合物含量；降低排量5%。这样可以有效降低软地层的井径扩大率，减少储层侵害深度。唯一缺点是起钻较困难，可以通过短起下修理井壁，解除井下情况。

4、低压力易漏失储层的保护技术

由于此类储层地层压力较低，当液柱压力超过它的承受能力时，钻井液漏失量不断加大，进入储层的钻井液对储层形成极大的危害，油气层保护工作更显得尤为重要。我们采用酸溶性膨胀堵漏剂ZX-12堵塞漏失通道，加量15-20%，将堵漏浆置于漏层上部静止堵漏，在喉道处聚集形成桥堵， 提高储层承压能力。恢复钻进后再补充细颗粒的随钻堵漏剂，这样成功堵漏对储层保护起到了巨大的作用。

5、实现近平衡压力钻井技术

在考虑井壁稳定、井漏、井喷等地层因素的前提下，根据地层的预测压力系数和邻井的实钻情况确定合理的密度范围，钻开油层前注重将钻井液密度控制在设计下限，密度小于1.30g/cm3时使用青石粉做加重材料，钻开目的层后控制钻液粘度、切力值在设计下限，起下钻和开泵平稳操作，以减小压力激动，避免井下复杂，减轻对储层的损害；完井钻井液密度附加值控制在规定范围内，配合使用屏蔽暂堵技术，减轻油气层损害。