临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术

郭爱林 罗石琼 李钟 冉进

摘  要：针对临盘油田大斜度及复杂定向井钻井过程中易发生井下阻卡问题，研发出两套聚合物防塌润滑钻井液，并制定详细配套工艺技术。该技术已在临盘油田35口大斜度及复杂定向井现场应用，较好解决了大斜度及复杂定向井易出现的井下托压、井壁垮塌等技术难题，使得井下阻卡大幅降低，施工的大斜度及复杂定向井井径较规则，重点封固段平均井径扩大率≤10%，电测一次成功率达到94.29%，平均机械钻速达到22.64m/h，取得良好的经济效益，值得在该油田推广应用。

关键词：定向井;钻井液;工艺技术;防塌;润滑

中图分类号：TE254        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）18-0107-03

Abstract： In view of the downhole blocking problem which is easy to occur in the drilling process of high slope and complex directional wells in Linpan Oilfield， two sets of polymer anti-sloughing lubrication drilling fluid are developed， and the detailed matching technology is developed. This technology has been applied in 35 highly inclined and complex directional wells in Linpan Oilfield， which has solved the technical problems such as downhole pressure and wellbore collapse， easily to occur in high inclination and complex directional wells， and greatly reduce the downhole resistance. The construction of high slope and complex directional well diameter is more regular， the average diameter expansion rate of key sealing section is less than 10%， the success rate of electric measurement is 94.29%， the average penetration rate is 22.64m/h， and good economic benefits are obtained. So it is worth popularizing and applying in this oil field.

Keywords： directional well; drilling fluid; technology; anti-sloughing; lubrication

引言

臨盘油田是胜利油田主力油区之一，构造复杂，断块破碎，规律性差。随着勘探开发不断深入，由于受地质构造条件、地面环境及老区调整井等因素影响，近年来，部署的大斜度及复杂定向井（45°以上大斜度井、长斜井段、大位移井、水平井以及“直-增-稳-降-稳”、“直-增-稳-降-直”S型剖面井等）逐渐增多。此类井在钻井施工过程中存在较为严重的井壁失稳、润滑防卡、井眼净化和油气层保护等技术难题，发生各种井下阻卡（电测遇阻、划眼、卡钻、卡电缆或仪器导致的测井事故）概率较高。为解决这一难题，研制出了两套适用于不同地质录井要求的大斜度及复杂定向井钻井液体系，并制定了较为详细的配套工艺技术，成功在临盘油田35口大斜度及复杂定向井现场应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

1 室内研究

通过大量文献[1-6]调研和室内试验，对主要钻井液处理剂及其加量进行了优选，研制出两套适用于大斜度及复杂定向井的聚合物防塌润滑钻井液体系，配方如下：

无荧光聚合物防塌润滑钻井液体系（配方1）：5%钠膨润土+0.3%两性离子聚合物HRH+2%抗高温抗盐防塌降滤失剂KFT+1%防塌降粘降滤失剂DSFJ-2 +1%磺酸盐共聚物降滤失剂KJ-3 +3%～5%无荧光润滑剂HCR-108 +2%固体防塌润滑剂RH-2+2%～3%纳米乳液+2%低荧光磺化沥青粉GL-1+0.5%硅氟高温降粘剂DXH-2+0.5%NaOH+重晶石粉+其它;

有荧光聚合物防塌润滑钻井液体系（配方2）：5%钠膨润土+0.3%两性离子聚合物HRH+2%抗高温抗盐防塌降滤失剂KFT+1%防塌降粘降滤失剂DSFJ-2+1%抗盐抗温降失水剂DR-10+3%～5%油基润滑剂HY-1+2%固体防塌润滑剂RH-2+2%～3%纳米乳液+2%低荧光磺化沥青粉GL-1+0.5%硅氟高温降粘剂DXH-2+0.5%NaOH+重晶石粉+其它。

分别在室温下老化24h及在100℃～150℃下滚动、老化16h后，测定了确定的配方1和2的钻井液性能（见表1），结果表明这两套配方钻井液体系均具有良好的流变性、滤失性、造壁性、润滑性和抗温性;室内还按行业标准SY/T6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》测定了其污染岩心的渗透率恢复值，均在90%以上，说明这两套钻井液体系油气层保护效果均较好。

2 现场应用

2.1 现场钻井液工艺技术

2.1.1 沙河街组井壁稳定技术

（1）保持HRH含量达0.2%，提高钻井液滤液的抑制性，防止泥页岩水化分散与膨胀;（2）井深后使用1%KJ-3或DR-10等抗盐抗温降滤失剂，进入沙河街组后严格控制API滤失量≤4mL（垂深2500m后HTHP滤失量≤15mL），加强固相控制，以形成良好的泥饼，减少引起泥页岩水化的机会;（3）使用2%纳米乳液和沥青等加强封堵能力，减少钻井液中滤液侵入地层;（4）根据实际情况，选择适当钻井液密度，以提供正压差，防止井壁的物理坍塌;（5）尽可能减少起下钻及开泵压力激动，减小钻具对井壁扰动或撞击，采用合理流变参数和排量，避免水力冲蚀井壁。