C区块钻井液体系优化研究

杨峤峰　黄友亮　王冬

摘要：国内外石油勘探开发领域，井壁失稳一直都是制约油气勘探开发进度的一大难点。主要针对C区块所钻遇的井壁失稳问题，从钻井液方面展开了研究，通过与邻井所用钻井液体系的室内性能研究对比，优选出了适合该油田钻进的BH-KSM钻井液体系，对于该区块后续钻井具有很好的指导意义，值得进一步的推广到该区块其他井位的开采。

关键词：C区块；钻井液；井壁失稳；勘探

中图分类号：TE 254 文献标识码：A 文章编号：1671-0460（2017）01-00924-03

钻井过程中，井壁稳定问题一直是制约钻井时效的关键性问题，据相关统计国内外各大油田每年在井壁失稳复杂情况方面的处理费用高达数亿元。井壁失稳不仅会浪费大量的人力物力财力而且会大大制约施工进度，严重的更是会导致井眼的报废。井壁稳定问题的研究自上个世纪40年代就开始取得了一些不错的成绩，但是随着勘探开发难度的不断加大，地质情况越来越复杂，井壁失稳复杂情况处理难度越来越大。C区块复杂地层导致C区块钻井事故复杂率较高，造成周期延长，增加了钻井成本。C区块存在压力敏感地层，而目的层又属于高压低渗地层。微裂隙发育，易因水化膨胀而导致发生剥蚀、掉块现象，沙三段存在超过700m的巨厚泥页岩井段，易发生垮塌等井壁失稳现象。井壁失稳的预防主要从岩石力学性质和钻井液体系方面来展开研究。

本文针对C区块井壁失稳情况，进行了一系列的钻井液体系的研究与现场试验，对于指导该区块后续的钻进具有重要的意义。

1 钻井液体系选择与评价

C区块开采过程必须实现低孑L低渗储藏的油气层保护，就要选择合理的油层保护剂和与其相配套的储层保护技术。由于本井对钻井液抑制性、封堵性和井眼净化等性能的较高要求，确定BH-KSM钻井液为本井钻井液体系。该钻井液体系是一种是以KCl和聚胺抑制剂作为主抑制剂的钻井液体系，具有较强抑制性和高温封堵能力，适用于强水敏泥页岩层、油页岩层、白云岩等特殊岩性地层，也可满足大斜度井和水平井安全施工的需要。该体系配方如下：

5%-7%KCl+0.5%BZ-BBJ+1%BZ-YZJ+2-3%BZ-JLS-I+2-3%BZ-YPr+0.3-0.5%BZ-HXC+1%BZ-DFT+5-8%原油

在室内将BH-KSM钻井液与邻井使用的硅基防塌钻井液进行室内对比评价。

1）抑制性评价

取沙三段泥岩岩屑，过孔径0.45mm的筛网做回收率实验，测得岩屑在120℃下滚动16h后回收率，试验结果见表1。

用评价土置于页岩膨胀仪中4MPa压制5min，制成模拟岩芯，将钻井液在120℃的高温下热滚16h，将压出的滤液15mL倒入膨胀仪中，测量膨胀系数，试验结果见表2。

实验表明，BH-KSM钻井液具有很强的抑制能力，明显优于硅基防塌钻井液，能够保证井壁稳定。

2）稳定性评价

测量硅基防塌及BH-KSM钻井液在常温及120℃下热滚16h后的各项性能参数，具体结果见表3。

实验表明，热滚前后，BH-KSM钻井液各项性能均优于硅基防塌钻井液，且热滚前后性能变化不大，证明该钻井液体系有较高的热稳定性。

3）封堵性评价

选择400mD陶瓷片在温度120℃、压力21MPa的实验条件下，使用OFITE 171-84-01渗透性封堵测定仪对钻井液进行封皆性能评价，评价结果见表4。

实验结果表明，BH-KSM钻井液具有非常好的封堵性能，有利于保证本井安全施工。

4）润滑性评价

取硅基防塌钻井液和BH-KSM钻井液加入5%原油和乳化剂0.1%，在120℃的情况下，热滚16h，测量润滑系数，实验结果见表5。

实验结果表明，BH-KSM钻井液较硅基防塌钻井液具有更好的润滑性能。

5）储层保护评价

采用邻近区块天然岩心进行BH-KSM钻井液保护油气层效果评价，在动态污染的条件下进行渗透率恢复值的测试，测试效果见表6、表7。

由实验结果看出，BH-KSM钻井液动滤失量较低，渗透率恢复至达到85.42%，保护油气层效果较好。

6）储层保护措施

从所取岩心物性分析看出，储层孔隙度最大为24%，最小9.8%，平均为18.4%；渗透率最高为376×10^-3μm²，最低为0.08×10^-3μm²，平均为31.8×10^-3μm²。因此确定最终油气层保护方案为：BH-KSM钻井液+1%BZ-DFT+2%复配暂堵剂。钻至3750m进入目的层后，开始按1%BZ-DFT和2%复配暂堵剂的比例加入油气层保护剂，并根据钻时快慢和井段的长短来补充油层保护剂。钻井液渗透率恢复值见表8。

实钻数据表明，钻井液的平均渗透率恢复值达到92.47%，保护油气效果好。

2 总结

（1）BH-KSM钻井液性能稳定，井壁稳定效果好，未发生剥落或垮塌现象。钻进过程中返出岩屑完整、规则不分散，钻头切削痕迹明显，说明钻井液抑制性强。

（2）通过提高钻井液低剪切速率下视粘度读值，并在保持较高动塑比的情况下提高了塑性粘度，有效提高了钻井液的携岩能力，确保钻井液具有较强的井眼净化能力。

（3）通过超低渗成膜封堵技术改善泥饼质量，并控制钻井液的固相含量，是高密度钻井液降低摩阻和预防压差卡钻的重要手段。

（4）在易坍塌地层钻进，要选用具有对区块地层岩性具有强抑制性的钻井液体系，同时在钻井液中加入封堵材料。强抑制性可以避免岩层化学反应导致井壁失稳坍塌，加入封堵材料可以在提高钻井液密度时封堵地层孔隙，提高地层承压能力，减少井壁渗透，同时降低地层破裂漏失风险。

（5）C区块钻进，钻井液必须要有良好的流變性，既能起到良好的携砂清洁井眼的作用，同时又能降低环空压耗，对预防疏松及窄密度窗口地层漏失起到巨大作用。