低固相氯化钾盐水钻井液体系在T31-X1井的应用

梁 勇，张 坤

（大庆钻井工程技术研究院钻井液分公司，黑龙江大庆163413）

T31-X1地处松辽平原北部，黑龙江省西部。位于黑龙江省肇州县境内，区内地势比较平坦，地表主要分布有农田、盐碱地、水泡子及居民点等，地面海拔125～150m之间。T31-X1井为大斜度定向井，低固相氯化钾盐水体系在三开应用，三开需穿大段泥岩层至完钻。本井三开67.32°稳斜至设计井深，全井水平位移超过2400m。施工有以下难点：①井斜大，返砂困难，易形成岩屑床，对钻井液携岩能力要求高；②施工后期摩、阻扭矩大，对钻井液润滑性要求高；③穿大段泥岩，钻井液受污染严重，流变性控制难度较大。综合考虑井壁稳定、携岩、润滑和油气层保护，以及钻井综合成本等多项因素，引入低固相氯化钾盐水钻井液体系，对其性能进行室内评价并进行现场应用实验。

1 低固相氯化钾盐水钻井液体系综合性能评价

1.1 处理剂选择

针对致密油储层地层特点及盐水环境（10%Na⁃Cl+6%KCl）下对钻井液封堵剂的要求，有选择性的对封堵防塌剂、润滑剂等材料进行收集，并利用基础配方进行了优选，着重研究该体系在以下3方面的能力：

抑制能力：无机抑制剂氯化钠、氯化钾，与聚合醇和聚胺抑制剂三者形成“多元协同抑制”作用，抑制粘土水化膨胀；

井壁稳定能力：优选泥饼改善剂并配合液体沥青，封堵微裂缝，降低钻井液滤失量，提高封堵防塌能力；

润滑能力：用环保型高效液体润滑剂配合环保油，提高体系润滑防卡能力。

1.2 配方确定

通过开展不同材料的优选实验，得出最加量组合，优选出效果最佳低固相氯化钾盐水钻井液配方：1%土+3%抗盐降滤失剂A+1%抗盐降滤失剂B+10%NaCl+6%KCl+1%抑制剂+3%聚合醇+1.5%抗盐降滤失剂C+0.5%包被剂+0.1%流型调节剂+2%泥饼改善剂+2%液体沥青+4%润滑材料。处理剂加量可根据现场需要进行适当调整，同时现场还需配备适量的消泡剂、超细碳酸钙、降粘剂、缓蚀剂和加重剂等应急备用材料。

1.3 综合性能评价

1.3.1 抗温性评价

为了保证现场施工的顺利，开展了钻井液体系抗温性评价实验，分别开展了100℃、120℃、140℃和160℃不同温度条件下的抗高温性实验。根据实验数据，100℃和120℃条件下体系流变性数据基本不变，老化后API滤失量稍有增大；140℃时API滤失量过大，基本不可控，且流变性数据变化幅度较大，不满足现场施工要求。因此，该实验所用的钻井液配方在120℃以内是适宜的，在140℃以后是不适宜的。见表1。

1.3.2 抑制性评价

使用现场捞取的嫩江组地层岩屑开展滚动回收率评价实验。实验结果表明，该钻井液体系滚动回收率达到83.65%，具有较强的抑制性，能够有效抑制嫩江组泥岩的水化膨胀分散，有利于井眼稳定和井眼规则。

1.3.3 润滑性评价

表1 低固相氯化钾盐水钻井液体系抗温性实验数据表

分别利用极压润滑仪和泥饼粘附系数测定仪对体系的润滑性进行评价，老化后极压润滑系数0.120，泥饼粘滞系数0.0437，老化前后数值变化率小于8%。实验结果表明，该体系润滑系数较低，有利于井眼通畅，能减小托压，降低钻具摩擦阻力。

1.3.4 抗膨润土污染评价

向实验样品中分别加入6%、8%、10%和12%膨润土粉，评价钻井液抗膨润土污染能力。当土侵入量为10%时，体系性能变化率小于10%，说明该体系具有较强的抗土侵能力，现场能够减小钻井液粘度切力的大幅度变化，有利于施工顺利进行。

通过对研制的低固相氯化钾盐水钻井液体系在热稳定性、抗温性、抑制性、润滑性、抗土污染性五方面的综合性能评价，研制的钻井液配方在120℃以内具有良好的流变性、润滑性、抑制性，在120℃时，钻井液的粘度和切力也没有大幅度的波动，能够较好地满足现场施工的要求。

2 低固相氯化钾盐水钻井液现场应用效果

2.1 钻井液性能稳定，携岩效果好

低固相盐水钻井液体系在应用中穿大段泥岩，返砂情况良好，返出岩屑不分散，颗粒棱角分明，岩屑之间相互基本无粘连现象，振动筛清洁。

钻井液性能见表2，从表2可以看出，施工中钻井液粘度始终稳定在45～65s之间，失水控制在4mL以内，固相含量控制在15%以下。为全井顺利施工提供了保障，全井起下钻无复杂，通井、测井、下套管顺利。

表2 钻井液性能数据表

2.2 时效分析

本井从三开使用低固相氯化钾盐水钻井液体系，配浆阶段用时约2d，三开开钻至三开完钻共用时14.63d。完钻至完井共用时7.21d。三开开钻至完井共用时21.84d。

本井三开段长1424m，三开纯钻时166.75h，机械钻速8.54m/h，从基础数据上看，三开平均机械钻速超过二开平均机械钻速8.48m/h。

3 结论

（1）低固相氯化钾盐水钻井液体系综合性能满足大位移定向井及水平井的施工要求。

（2）低固相氯化钾盐水钻井液体系在抑制性方面和抗污染方面表现较突出。

（3）携岩携屑能力较强，该体系具有低粘高切的特点，本井从三开开始至三开完钻，振动筛返砂情况良好。

（4）井壁稳定能力强，通过使用抑制剂和体系本身K+的抑制作用，钻遇大段泥岩，未出现井壁剥落井壁失稳等情况，起下钻，测井，下套管，均顺利完成。