吐哈油田神泉8区块有机盐钻井液技术现场实践

柯建兴 柏富友 王崇刚 张旻

摘 要：吐哈油田神泉8区块第三系存在大段盐膏层，缩径及盐溶易形成不规则井眼，泥岩易水化分散，造浆能力强，因钻井液抑制性不足导致复杂事故多发。为此开展室内研究，分析岩石理化性能，明确复杂事故机理，并优选出有机盐钻井液，并有效抑制盐膏溶解。现场应用中大幅降低了复杂事故。

关键词：造浆;抑制性;复杂事故;有机盐

1 前期施工情况分析

神泉8区块近年完成的11口井中有6口井发生复杂事故，损失率高达12.81%，损失时间1256.67h。前期使用聚合物、聚磺钻井液完成7口井，4口井发生复杂事故，损失率高达16.68%;2015年后使用阳离子钻井液完成4口井，取得了一定效果，但仍有2口井发生事故，损失率达5.44%。

2 复杂事故机理

2.1 遇阻、卡机理

①粘土矿物以伊蒙混层为主，由于间层中蒙皂石的水化膨胀，其膨胀压力主要向最薄弱的井壁释放，将井壁泥岩推向井眼，造成缩径;②地层中含大量石膏，易水化膨胀缩径;③地层水化分散性强，分散的钻屑在钻井液中不断积累，致使钻井液的坂含、固相及粘度增大，易形成虚厚泥饼导致阻卡。

2.2 井壁失稳机理

①地层坍塌压力高，J2s组最高达1.35g/cm3，施工中未能及时提高钻井液密度，地层钻开后井壁失去支撑，导致井壁失稳;②盐膏层段盐溶引发地层剥蚀掉块，形成不规则井眼;③粘土矿物中蒙皂石和伊利石在膨胀能力上的差异，在钻井液滤液进入泥岩后产生不同的膨胀压力，使泥岩产生裂缝，从而导致泥岩的剥落掉块。

2.3 优选主处理剂加量

2.3.1 抑制剂加量确定

实验结果表明：随IND30浓度提高，神泉8区块不同地层岩屑回收率均逐步增大，加量达到0.3%时抑制性已较好，超过0.4%后抑制性提高幅度不明显，最佳加量确定为0.3-0.4%。

2.3.2 降滤失剂确定

Redu1降滤失效果最好，最佳加量确定为1-1.5%。

2.3.3 有机盐加量确定

有机盐Weigh2随着加量的增加，抑制盐溶解能力增强，加量为20-60%时升高幅度较小，从经济的角度考虑，确定有机盐加量为10-15%。

2.3.4 封堵剂加量确定

随着封堵剂加量的增加，砂床浸入深度减少，2%加量时即有较好的封堵效果，超过3%后变化不明显，选择最佳加量为2-3%。

2.3.5 增粘剂确定

在基浆中分别加入0.2%的增粘剂XC、HV-PAC、HV-CMC测其常规性能。相同条件下XC提粘效果最佳。

2.3.6 体系配方确定

根据主处理剂优选结果，结合钻井液常用处理剂加量，最终确定体系基础配方：

清水+4%土粉+0.3-0.4%IND30+1-1.5%Redu1+2-3%NFA-25+2-3%PGCS-1+2-3%QCX-2+10-15%Weigh2+ 0.2%XC+0.1%NaOH。

3 现场应用情况

3.1 钻井液转化

①使用一开坂土浆钻水泥塞及上部砾石层，期间根据地面泥浆量情况放掉部分水泥污染井浆，配合纯碱除钙;②钻至泥岩（约650m），均勻混入30-50m3（0.3%IND30+1 -1.5%Redul+10%Weigh2）胶液，调整钻井液性能，控制粘度40-50s，滤失量10-8mL，坂含<50g/l，固相含量<7%。

3.2 钻井液维护要点

①以0.3-0.4%IND-30+1-1.5%Redul复配胶液正常维护，提高抑制性、控制失水，配合使用黄原胶维持粘度在（45-55s），保持动切力不低于6Pa，以减少对井壁的冲刷，避免井径扩大;②盐膏段严格控制失水，分别在500、1000、1500m加入10吨有机盐，抑制盐溶;③定向前100m加入1-1.5%PGCS-1，逐步提高含量至2-3%;④J2q及以下地层，加入2-3%NFA-25、2-3%QCX-2强化造壁防塌;⑤井深1000m后逐步提高钻井液密度，平衡地层坍塌压力。密度控制范围分别为：井深1500-1800-2000-2300m，对应密度1.20-1.23-1.25-1.30g/cm3。

4 应用效果

①降低了复杂事故，复杂事故损失率0，降低12.81个百分点;缩短钻井周期，同比应用前减少17.25天，减少幅度46.42%;②钻井液抑制性强、性能稳定，有效控制了坂含、固相，同比应用前降低20-30%;③有效抑制了盐溶，完成井平均最大Cl-含量2.48万g/l，同比应用前降低1.09万g/l，降低了30.4%;未发生坍塌划眼现象，井径规则，平均井径扩大率同比降低7.22个百分点。

5 认识和结论

①有机盐钻井液不但具有较强的抑制粘土矿物水化分散、膨胀及抑制盐膏溶解作用，而且具有良好的流变性，减少了井下复杂与事故;②有机盐钻井液抑制性强，可有效解决吐哈油田造浆严重井段坂含、固相难控制问题，且具有很强的抑制盐膏溶解能力，适合在吐哈西部盐膏层发育及易水化分散区块推广应用。

参考文献：

[1]徐同台等.钻井工程井壁稳定新技术[M].北京：石油工业出版社，1999.

[2]徐同台.油气田地层特性与钻井液技术[M].北京：石油工业出版社，1998.

[3]鄢捷年等.钻井液工艺学[M].东营：石油大学出版社，2001.