大43区块大井斜井钻井液工艺技术

宋彦波 刘全江

摘要：大43区块油气资源丰富，开发潜力大，地理位置位于济阳坳陷沾化凹陷三合村洼陷构造较高部位。为扩大泄油面积，增大油气采收率，近几年采用定向井方式开采，设计垂深大约在2300m左右，井斜角超过30度。由于地层具有特殊性，地质条件复杂，对钻井液性能要求高，通过优选聚糖润滑封堵防塌钻井液体系，改进钻井液配方，保证了现场5口扭方位、大井斜井施工的顺利进行，实现了安全优快钻井。

关键词：大43区块;井壁稳定;井眼净化;聚糖润滑防塌

一、地质工程概况

大43区块地层为济阳坳陷沾化凹陷特征地层，从上到下依次为平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙一段、沙二段、沙三段、沙四段和前第三系。大43区块采用二开井深结构，井型为定向井。表层采用Φ346.1mm钻头封住平原组松散泥砂层，井深在350m左右。表层套管为9.17mm* N80*Φ273.1mm套管;二开采用Φ241.3mm钻头，在1000m左右造斜，该地层岩性较为疏松，造斜难度大，钻进至井深约2300m完钻，油层套管未下入11.17mm* P110*Φ177.8mm油层套管。

二、 钻井液技术难点

（1）上部地层压实性很差，渗透性好，机械钻速非常快，岩屑产生的量很多，如果岩屑得不到及时清除，則会导致钻头重复破碎，延误钻井周期;而且在滤失量较大的情况下在破碎的岩石糊在井壁上，造成井径缩小，形成小井眼，致使钻具上提下放苦难，起钻钻遇阻，严重的情况下造成卡钻。

（2）该区块二开井段设计较长，并且下部为斜井段，岩屑易于沉降在井底形成岩屑床。如果不及时清除，易造成钻具起下钻阻卡。

（3）二开在井深约1000m左右造斜，斜井段较长，施工中钻具紧贴下井壁运动，紧贴下井壁，上提下放刮拉下井壁，摩阻和扭矩增大，钻井液润滑防卡难度大。

三、钻井液体系

3.1  钻井液体系配方

通过前期调研国内大井斜井钻井液体系，分析大43区块施工井地层岩性和发生多的复杂故障，优选了聚糖润滑封堵防塌钻井液体系：

（3.0～5.0）%膨润土+（0.3～0.5）%聚丙烯酰胺PAM+（0.5～1.5）%铵盐+（1～1.5）%聚合物降滤失剂+（1.0～1.7）%抗温抗盐润滑防塌降滤失剂+（3.0～5.0）% MEG钻井液+（2.0～4.0）%超细碳酸钙+（2.0～4.0）%全油基润滑剂

3.2  钻井液体系作用机理

针对聚糖润滑封堵防塌钻井液体系，分析了其作用机理：

（1）半透膜效应。作为高分子的单体衍生物的甲基葡萄糖苷是聚糖类，是一种表面活性物质，其极性较弱，具有一个甲氧基（亲油）和四个羟基（亲水）。亲水羟基吸附在钻屑表面或井壁岩石表面，而朝外的是亲油基团，形成了一种类似油包水吸附憎水膜，将地层地层中的水和泥浆中的水分隔开。可以有效的抑制页岩的分散作用和水化膨胀，保证井壁稳定，不易垮塌。

（2）封堵防漏作用。甲基葡萄糖苷中含有胶状悬浮物，这些悬浮胶状物可以在漏层空闲间进行搭桥，是一种很好的桥堵剂，能很好地封堵的层空隙和裂缝。也很好的起到保护储层的作用。

（3）去水化作用。4个亲水的吸水性很强，可以形成牢固的氢键。因此，当该体系钻井液进入到地层的时候，可以吸附岩石上的水物质，达到使地层岩石发生去水化作用。

（4）渗透作用。在钻井施工过程中，钻井液与地层的压差和两者之间水的活度不同，导致钻井液中的水渗透进入地层，地层岩石吸水后造成井壁失稳。该钻井液体系通过提高钻井液的黏度，降低钻井液滤失量，可有效控制地层岩石的水化;同时也起到了减少压差的作用，降低滤失量，提高页岩的稳定性。

四、现场钻井液维护处理工艺

4.1  一开钻井液维护处理工艺

（1）为保证一开顺利，确保下套管顺利，一开采用膨润土浆小循环开钻，保证井径扩大率，施工过程中，不断的补充钻井用水，确保钻井液体积。钻进中保持漏斗黏度30～40s，工程上保证大排量来满足携带岩屑的需要。

（2）表层完钻后，要大幅度活动钻具，充分循环钻井液，确保井底岩屑清理干净，避免出现大肚子井眼，根据返砂情况，配制高难度（漏斗黏度为60s）的封井浆30 m3进行封井，确保下套管和固井顺利施工。

4.2  二开钻井液维护处理工艺

（1）二开前保证充足的水源，在钻铤出套管前采用大循环方式钻进，当钻铤出套管后改为双路循环，通过地层的粘度逐渐造浆，防止冲刷套管鞋以下疏松地层形成大肚子井眼，造成水泥环垮塌。

（2）在东营组底部，改为小循环工艺，逐步加入1%铵盐，增加钻井液粘度，降低钻井液的滤失量。小循环后，聚合物胶液的浓度降为0.2%，以有效控制地层造浆。

（3）到达造斜点前，为防止泥页岩水化膨胀垮塌逐渐加入抗盐抗钙降滤失剂和聚合物降滤失剂，通过该两种药品，将钻井液体系的中压滤失量控制在5.0mL以内，降低钻井液滤失量。造斜前，向钻井液体系中加入2%全油基润滑剂，保持钻井液体系的润滑性，保证定向顺畅。

（4）进入沙河街组前，加入2.5%甲基葡萄糖苷，增加钻井液体系的封堵防塌能力;同时逐步加入1.6%超细碳酸钙，通过超细碳酸钙，起到封堵微裂缝、地层孔隙、地层层理的作用，阻止钻井液滤液渗透进入地层，避免地层吸水膨胀、垮塌，保持井壁稳定。

（5）在定向时候后，始终保持四级固控设备高效运转，振动筛、除泥器和除砂器运转率保持100%，通过测量钻井液粘度，合理使用离心机，严格控制钻井液中的低密度固相含量和劣质固相含量，始终保持钻井液具有良好的流变性能。

（6）钻进过程中，为保证钻井液的性能，要注意观察井口返出钻井液情况、振动筛上的岩屑返出、岩屑形状的变化、地层岩性的变化，及时测量钻井液全套性能，针对不同的岩性和钻井液性能的变化，随时补充药品，调节钻井液性能，确保钻井液具备良好的粘度和较低的滤失量，提高钻井液的悬浮、携带岩屑能力。

（7）完钻后，大幅度活动钻具，钻井液循环应在2个循环周以上，做到充分循环，配制漏斗黏度为70s的稠浆塞携带井底的岩屑，确保井眼干净。通过振动筛观察岩屑的返出情况，当岩屑循环干净后，配制漏斗黏度为65s的稠浆封井，以保持电测一趟到底和套管施工顺利。

结论和建议

聚糖润滑封堵防塌钻井液体系抑制性能优良，能够有效的抑制了大43区块上部地层易水化泥页岩和沙河街组泥页岩的膨胀问题，表面了井壁垮塌，施工的5口井井壁稳定，地层无垮塌，起下钻无遇阻显示。聚糖润滑封堵防塌钻井液体系具有良好封堵性。通过采用聚糖润滑封堵防塌钻井液体系，能够有效的封堵沙河街组的微裂缝、层理和孔隙。及施工中井壁稳定，偶尔返出掉块，但是摩阻和扭矩低，无复杂情况发生。

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