大庆高台子复杂井钻井液技术

黄 晓

（大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆163412）

由于对大庆高台子111区块所钻井地层了解较少，开始所钻2口井都出现了严重井塌，其中高111-1井电测时发生井塌，从325m垮塌到井底1967m，高111-2井钻至1660m发生井塌，钻至1820m又一次发生井塌。地层坍塌给钻井施工造成极大困难，经过对极易坍塌地层分析和研究，制定出优化钻井液体系、开钻加膨润土、提高钻井液密度、控制钻井液粘度和失水等技术措施，较好地完成了余下井的钻井任务。

1 地质特点与井下复杂问题

四方台组以上（120m以上）为灰色泥岩、砂泥岩与杂色砂砾岩，地层疏松防漏、防塌。

嫩江组（370～1085m）上部为紫红、灰绿色泥岩与灰色粉砂岩呈不等厚互层，中部为深灰、灰黑色泥岩与灰色粉砂岩组成3个明显的反旋回，下部为大段灰黑色泥岩夹黑褐色油页岩，底部为灰黑色泥岩与灰色泥质粉砂岩、粉砂岩呈不等厚互层。该井段强水化、强分散、高吸附值，属强分散坍塌地层，防起下钻阻卡现象发生。高111-1井在完井后，下钻分别在330m、350m、690m、918m、938m、976m、1078m遇阻。

姚家组、青山口组（1085～1660m）地层存在大段砂泥岩，砂泥岩致密、微裂缝、层理发育，理化性能为低膨胀、低CEC值、高回收率。在钻井液液柱压力的作用下，滤液易沿层理及裂缝渗入地层内部，由于粘土矿物及碎屑颗粒的水化膨胀率各不相同，易引起地层剥落坍塌，在砂泥岩界面还会引起地层垮塌，高111-2井的直径215mm井眼就扩大到直径453.6mm。

2 钻井液技术难点

钻井液技术作为高台子复杂井攻关重点、难点，不仅要保证钻井安全，还要保证取全地质资料、电测及下套管顺利。依据地质设计预告和高111-1、高111-2井实钻经验，复杂井钻井液技术难点主要有以下几方面。

（1）体系选择。在嫩江组以上使用不分散体系；姚家组、青山口组使用钾铵钻井液体系。

（2）钻井液密度确定。根据地质预告，全井钻井液密度由1.20～1.25g/m3提高到1.30～1.35g/m3，增加钻井液对井壁的压力，进一步加大了井壁的稳定性。

（3）防塌措施。四方台组以上下表层套管，既能防止井壁垮塌、钻井液漏失，又能保证钻屑有效上返到地面；用钾离子提高钻井液的化学防塌性能；用改性沥青加强对垮塌地层的封堵，稳定井壁；使用优质抗高温、抗盐处理剂，确保高固相钻井液性能的优良，提高钻井液的滤失造壁性能。

（4）完井钻井液粘度确定。完钻电测时把钻井液粘度提高到90s左右，一方面有利于携砂和稳定井壁，另一方面避免井壁塌块堆集在一起，形成砂桥造成电测遇阻。

3 钻井液技术

3.1 优选配方

嫩江组选用不分散聚合物钻井液体系:

FA368 0.3%～0.4%+XY-28 0.3%～0.4%+NPAN 0.4%～0.6%+HA树脂1.0%～2.0%+磺化沥青0.5%～1.0%+0.15%氢氧化钾。

姚家组、青山口组选用钾铵聚合物钻井液体系：

KPAM 0.3%～0.5%+NPAN 0.4%～0.5%+SPNH1.0%～2.0%+FT-3420.5%～1.0%+JN-A0.3%～0.5%+0.15%氢氧化钾。

3.2 现场施工

（1）一开：将预水化膨润土浆粘度调整到设计要求后钻进，钻进过程中用CMC胶液处理。下套管固井顺利。

（2）二开:钻水泥塞前充分净化一开钻井液，加入2.0%～3.0%NaCO3防止水泥侵。嫩江组段钻进中，保持钻井液中含有0.3%～0.4%FA368包被剂，以增强钻井液的抑制性和携岩能力；含有磺化沥青0.5%～1.0%，增强钻井液防塌能力，改善泥饼质量，控制摩阻系数；含有NPAN 0.4%～0.6%和HA树脂1.0%～2.0%，控制钻井液滤失量和流变性。姚家组、青山口组段钻进中，保持钻井液中含有KPAM 0.3%～0.5%和NPAN 0.4%～0.5%，进一步控制钻井液滤失量、流变性；含有SPNH1.0%～2.0%和FT-342 0.5%～1.0%，加强钻井液防塌能力、封堵裂缝和改善泥饼质量；用KOH提高防塌能力和调整pH值。

（3）电测固井：完钻电测时把钻井液粘度提高到90s、密度1.35g/m3，一方面有利于携砂和稳定井壁，另一方面避免井壁塌块堆集在一起，形成砂桥造成电测遇阻；下套管前钻井液处理到60s，以便套管顺利下到井底。

高111-3井钻井液性能见表1。

表1 高111-3井钻井液性能

3.3 油气层保护

选用高效PDC钻头，快速钻进，尽量减少油层浸泡时间；控制起下钻速度及开泵速度，防止井漏和减少对油层伤害，；严格控制钻井液API失水小于4mL、HTHP失水小于8mL；进入油气层前分别加入7～8μm、14～16μm的细目碳酸钙1000kg、1000kg。

4 结论和建议

（1）表层套管防止了上部地层坍塌，保证了上部井眼畅通，便于下部钻屑携带到地面。

（2）钻井液性能稳定，波动幅度小；起下钻无阻卡显示，说明不分散聚合物钻井液体系和钾铵钻井液体系能满足区块防塌要求。

（3）开钻钻井液在加各种药品的同时，还要加膨润土，使钻井液在上部易坍塌地层形成比较好的泥饼，有利于井壁稳定。

（4）提高钻井液的密度，增加钻井液对井壁的压力，进一步加大了井壁的稳定性。

（5）对于易坍塌的井，完钻电测时把钻井液粘度提高到90s左右，一方面有利于携砂和稳定井壁，另一方面避免井壁塌块堆集在一起，形成砂桥造成电测遇阻。

[1] 张斌.柯深101井钻井液技术[J].钻井液与完井液，2001,18(5)：17-20.

[2] 陈建华.郭斜11大位移定向井钻井液技术[J].石油钻探技术，1997,25(2)：26-27.