钾盐共聚物钻井液在达深X井的应用

李景龙

摘要：达深X井位于徐家围子断陷安达凹陷北部，是大庆油田一口重点的预探井。介绍了该井的钻井液技术难题和采用的钻井液工艺技术措施。该井该井有二开是一段长裸眼井段，长达2452m，重点是抑制地层造浆、保持井壁稳定、防止井塌和缩径，选用了两性离子聚合物低固相不分散钻井液，满足了上部井段施工需要。应用结果表明，该套钻井液技术对这一区块有普遍的指导意义。

关键词：钾盐共聚物钻井液；井壁稳定；泉三段

1 钾盐共聚物钻井液性能室内评价

1.1 钾盐共聚物钻井液配方优选

初步确定WDYZ-Ⅰ加量为0.2%～0.3%，然后对其它处理剂进行优选，经实验初步确定出了钾盐共聚物钻井液配方如下：

4.5%膨润土+（0.2%～0.3%）WDYZ-Ⅰ+（1%～1.5%）YGT+（1%～1.5%）DYFT-Ⅰ+（1%～1.5%）NPAN+（2%～3%）KFT+3%（土量）纯碱+1.5%（土量）KOH

1.2 抗温性

钾盐共聚物钻井液抗温性能评价，在150℃下老化16h后，钾盐共聚物钻井液流变性仍然很好，滤失量较低，完全可以满足钻井施工对体系抗温稳定性的要求。

1.3 抑制性能

取该区块极易水化膨胀的青二、三段地层泥页岩岩心进行钻井液热滚动回收实验（100℃、16h），测得清水和钾盐共聚物钻井液的滚动回收率分别为22.3%和92.1%，这表明钾盐共聚物钻井液具有良好的抑制性，能较好地控制泥页岩的水化。

1.4 抗污染能力

钾盐共聚物钻井液主要用于水敏性地层钻进，因此要求其抗劣质土污染能力高，钾盐共聚物钻井液抗污染实验，从实验结果看，不同浓度的青山口组岩心粉污染钾盐共聚物钻井液后，其塑性粘度和表观粘度均略有上升，滤失量减小，但仍然具有良好的流动性，可以满足现场钻井施工的需要。因此，钾盐共聚物钻井液具有良好的抗污染能力。

2现场应用

2.1一开（0～351m）

防止井口垮塌、井漏是该井段重点。为保证大井眼钻井液的携岩性和井壁稳定性，用预水化膨润土浆（200m?水+8t膨润土+0.4t纯碱）开钻。钻井液黏度为50s，密度1.05g/cm?。钻进速度不大于，每打完1个单根划眼2遍。完钻后大排量洗井。套管下入顺利。

2.2二开（351～2802m）

二开井段裸眼段长达2452m，重点是抑制地层造浆、保持井壁稳定、防止泥包、缩径卡钻要、防止井壁坍塌、防止井漏。为满足各层段特殊地质条件对钻井液的要求，选用钾盐共聚物钻井液。

上部井段（351～1370m）主要为泥岩，造浆能力强，易缩径而造成起下钻困难。钻井液以钾盐共聚物控制造浆为主，保持低密度、低黏度；钻井工程方面保证大排量洗井，让钻井液在环空中成紊流状态，以提高钻井液对井壁的冲刷能力，使井眼更加清洁。二开钻井液配方与实验一致如下：

4.5%膨润土+（0.2%～0.3%）WDYZ-Ⅰ+（1%～1.5%）YGT+（1%～1.5%）DYFT-Ⅰ+（1%～1.5%）NPAN+（2%～3%）KFT+3%（土量）纯碱+1.5%（土量）KOH

钻井液密度为1.05～1.15 g/cm?，黏度为40～50s，虑失量为6mL，塑性黏度13mPa.s，动切力为7Pa。在钻进过程中，根据钻井速度、钻井液性能和振动筛上返出的钻屑特征，细水长流地及时补充预水化处理剂胶液（3.00% KFT +1.50% YGT +0.40%WDYZ-1+0.3 %HX-D+1.00 %NPAN），使WDYZ-1、HX-D、NPAN的含量不低于0.3%、0.3 %、0.8 %。该井段钻速块，本井段400米左右出现虚泥饼，在增加WDYZ-1、HX-D、NPAN至上线，增强了钻井液的抑制性，有效的修整井壁，使在下段地层钻进时，没有受到影响，井壁稳定，返砂正常，起下钻通畅，没有发生阻卡现象。

嫩江组二段底部、青山口组底部黑褐色油页岩为松辽盆地区域标准层。钻至井深1370m（嫩二段底部）时，短程起下钻调整钻井液密度为1.20g/cm?，黏度55s左右，排量55l/s，正常钻进。

下部井段青山口组（1580～1955m）存在大段黑褐色油页岩，为防止掉块井塌造成井壁不稳定，必须严格控制虑失量。以高浓度WDYZ-1、HX-D水溶液配制的药液来提高钻井液的抑制能力和防塌能力，保持钻井液密度在1.20～1.22 g/cm?，黏度为50～70s，虑失量不大于4mL。使用方法如下：2.5%HX-D水溶液两方以两个循环周的时间均匀加入循环罐中，1.25% WDYZ-1水溶液两方以两个循环周的时间均匀加入循环罐中，1.25% NPAN水溶液两方以两个循环周的时间均匀加入循环罐中，这三种方法可以交替使用，也可视钻井液性能选择使用，以前两种为主，同时适当补充正常浓度胶液，改善钻井液性能。

泉头组（1955～2770m）及登娄库组顶端（2770～2802m）存在大段泥岩，易造浆，且存在大段硬脆性泥岩，易掉块，需调整好钻井液性能，减少掉块程度，下钻时容易遇阻。本口井在2650长起换牙轮钻头时，下钻时在2170～2400m遇阻，环空不畅，进行划眼，划眼及循环时井口返出大量片状、块状、球形页岩，井下情况复杂，分析为井壁不稳所造成的，密度偏高（1.27 g/cm?）导致井壁产生的虚泥饼偏厚，导致缩径。在下钻到底后，井里砂子返出干净后，进行正常打钻。经分析研究决定，在钻进时将钻井液密度由1.27 g/cm?降至1.24 g/cm?，黏度由划眼时70s降至55s，虑失量小于4 mL。为了保证钻井液在高温的稳定性，加入1.00 %GWJ、1.00 %SF260，提高钻井液的表面活性，阻止钻井液在高温和高PH值条件下的溶胶化程度。

二开使用的钾基共聚物钻井液体系对泥页岩的包被效果好，抑制造浆能力强，流動性好，通过严格控制钻井液性能，从钻井液的密度、黏度、虑失量、环空流型等方面采取了正确的措施，钻井过程优质快速。

3效果评价

3.1井壁稳定效果

该井用密度为1.05～1.28 g/cm3钻井液进行二开钻进，中途进行了三次短起下钻，没有发生井壁剥落现象和遇阻划眼等复杂情况，钻进施工中起下钻无阻卡，没有发生任何事故和复杂，平均井径扩大率为8.82%。这表明钾盐共聚物钻井液抑制能力强，能较好地抑制泥页岩水化膨胀，解决低密度下井壁稳定问题。

3.2井眼净化效果

该井在钻井过程中，动塑比保持在0.5Pa/ mPa·s以上，井口返出岩屑代表性强，起下钻未发生阻卡现象，完井电测均为一次测完。这表明钾盐共聚物钻井液悬浮携砂能力强，井眼净化效果好。

3.3抗高温、抗污染效果

该井在整个施工过程中，性能都是比较稳定的，抗污染能力较强。井深到3000m以后，性能没有出现大的波动，这表明钾盐共聚物钻井液在高温条件下性能基本不受影响，抗高温效果好。

4认识和建议

（1）钾盐共聚物钻井液在井壁上形成结构致密、薄而韧的泥饼，具有良好的稳定井壁能力，能满足钻井施工的要求。

（2）钾盐共聚物钻井液无荧光，不干扰地质录井，地质卡层准确率为100%，适用于探井施工，具有良好的悬浮携砂能力，可用于定向井施工，具有良好的页岩抑制能力，适宜于任民镇断陷中浅层钻井施工。

（3）复合抑制剂现场水化效果较实验室水化效果差，建议在今后使用钾盐共聚物钻井液时，对复合抑制剂分子量进行优化，使其更适于现场应用。

（作者单位：大庆钻探工程公司钻井一公司）