英西区块水平井钻井液技术研究与应用

晁玉满

摘要：柴达木盆地英西区块地质条件复杂，地层压力复杂多变，溢漏同层，压力窗口窄，同时造斜段、水平段采用φ165mm小井眼施工，存在井眼净化困难、钻井液固相难以控制和井壁失稳等问题。聚胺有机盐钻井液润滑性能良好，具有极强的抑制性和携岩能力，有效地解决了小井眼施工等工况下的井眼净化、井壁失稳、高密度钻井液润滑性等技术难题。

关键词： 聚胺有机盐钻井液;井壁失稳;抑制性;润滑性

柴达木盆地英雄岭构造带地质条件复杂，上干柴沟组到下干柴沟组地层富含膏盐且分布段长、层数多、单层厚度变化大。在富含盐膏的层段进行造斜和水平钻进，极易发生膏盐蠕动缩径及过度盐溶形成“大肚子”，井壁失稳现象严重，同时造斜段和水平段小井眼高密度施工，井眼净化困难，润滑性及流变性能难以控制。针对上述难点，实验室优化了高密度聚胺有机盐钻井液体系，并通过现场应用验证和完善，形成了适用于英西水平井的聚胺有机盐钻井液技术，具有良好的润滑性、抑制性和流变性，保障了10余口长水平段水平井安全顺利施工。

1 英西区块水平井钻井液技术难点

1）英西区块盐膏层分布段长、层数多、单层厚度变化大;盐间漏层致使钻井液密度“窗口窄”，存在溢漏并存、由漏转喷复杂，井控风险大。

2）造斜段与水平段长，存在难点：（1）高含盐地层的井壁失稳;（2）长水平段高密度钻井液润滑性控制;（3）小井眼高泵压与井眼净化矛盾突出。

3）目的层发育高压裂缝油气藏，且发育断层，钻井液施工密度高;

2 室内试验

2.1 钻井液体系优化—基础配方

在聚胺有机盐钻井液基础配方上，评价不同含量的Viscol对钻井液性能的影响，实验结果如表1所示。

由表中数据可以看出，随着提切剂Viscol含量的增加，API失水下降，粘切上升，当Visco1含量为1%时钻井液体系具有较低的API失水及良好的流变性能。

2.2 润滑性调控

在密度为2.1g/cm3条件下，评价不同含量的PGCS-1对钻井液性能的影响，结果如表2所示。

由表中数据可以看出，PGCS-1的加量在3%组数据滤失性能能满足现场施工需要，且高温稳定性能好，流变性和切力能够达到悬浮和携带的要求。

2.3 抑制性调整

有机盐钻井液体系自身具有极强的抑制性能[1]，同时通过离心法实验优选出胺基聚醇WX在1-1.5%加量下具备良好抑制泥岩水化分散效果.

3 英西水平井钻井液体系评价

优选钻井液体系配方如下：水+1%Viscol+0.3%NaOH+1.0%WX+0.3%IND-30+1.5%Redu-1+3%NFA-25+3%PGCS-1+30%Weigh2+40%Weigh32%QS-2

3.1 抑制性

优化后的聚胺有机盐钻井液体系岩屑回收率94.70%，岩心膨胀降低率90.26%，抑制性良好，可有效降低泥页岩的水化分散，防止劣质固相的侵入，且有利于井壁的稳定。

3.2 钻井液性能测试试验

取优选钻井液，加重至2.00 g/cm3，测量常规性能和120℃热滚16h后的性能：

优选配方密度加重至2.00 g/cm3后，体系的流变性能有所上升，濾失性能能够保持较好的稳定性，能够满足英中区域高密度钻井液施工。

4 现场应用

4.1 现场钻井液应用

确保钻井液体系按比例添加30%Weigh2+40%Weigh3，可将钻井液基液密度提至1.35g/cm3，减少固相加重剂的含量，有利于流变性的控制，同时加劣质强固相控制;通过封堵性材料QS-2和NFA-25，增强钻井液的造壁封堵作用，提高地层承压能力;造斜段及水平段确保足量的PGCS-1，以降低泥饼摩阻系数，控制钻井液的摩阻系数小于0.0524;

施工中，保持足够的钻井液上返速度，及时破坏岩屑床;地面提高固控效率，及时清除钻井液中劣质固相;

4.2 现场应用效果

根据现场实测数据得出聚胺有机盐体系具有很好的润滑性，多层、长段盐膏层施工中起下钻无遇阻卡问题，纠斜钻进无托压现象，有效的满足了岩膏层段的安全施工要求。

从表中数据可以看出，聚胺有机盐钻井液体系在造斜段和水平段情况下钻井液润滑性良好，泥饼粘滞系数≤0.0699，上提摩阻低，且流变性能良好，具有良好的携岩性能，泵压低于24MPa，有效地缓解了小井眼施工高泵压与井眼净化的矛盾。

N1-E32盐膏层段，极易形成“大肚子”井眼，造成地层坍塌。应用聚胺有机盐体系在狮41H2-3-506、狮41H2-1-411、狮41H2-2-413、狮41H4-2-411四口井的施工后，平均井径扩大率分别是7.21%、7.75%、7.64%、6.69 %，均小于8%，电测数据显示该井段井眼规则，无“大肚子“井眼。

5 结论与建议

1）该体系具有极强抑制性和防塌性能，在长段盐膏层段钻进中，有效地防止了泥岩水化膨胀和盐膏层“大肚子”的形成，保证了钻井施工的顺利进行;

2）该体系具有良好的携岩性、润滑性和封堵能力，在造斜段及水平段施工中，无托压现象，起下钻畅通;

参考文献：

[1]姚少全等.有机盐钻井液的研究与应用[J].石油钻探技术，2001年10月：43-44.