长岭区块钻井液施工井下复杂分析

孙明杰，杨兴福，姜泉(中石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司钻井液公司， 江苏 镇江 212000)

1 技术难点分析

1.1 登楼库组及以上地层的井壁不稳定

根据已施工井的钻进过程和电测井径数据分析，东北工区登录库组及以上地层井壁不稳定。青山口和泉头组泥岩地层在施工过程中易随钻掉块和垮塌，钻进中易导致遇阻卡或卡钻，青山口及以上地层棕色，深灰色泥岩，泥质砂岩互层，水敏性强，钻进过程中易水化分散，导致钻井液流变性能不易控制，地层易缩径或钻头易泥包。通过已钻井电测数据分析，泉头组及登娄库组地层井径扩大率部分井段最大超过25%。如下列图1 至图2 所示，东深2 井在泉头组地层最大井径扩大率达到12%。

根据东深2 井2 500 m 至3 200 m 为泉头组地层，从电测井径数据分析，泉头组地层2 650 m 至3 150 m 地层井径平均扩大率17%。本井在施工过程中均存在随钻掉块的现象，因本井为探井，对钻井液密度控制较严格，无法从根本上通过提高钻井液密度来稳定井壁[1]。

1.2 技套下入易遇阻，易失返

在施工的几口井中有2 口井出现了在下技套过程中出现套管下不到底，或套管在下入过程中出现了井口不返浆的情况。东深2 井下技套不返浆导致起技套一次，腰登11HF 井在下技术套管时遇阻拔套管通井。

(1)复杂过程

图1 东深2井二开井径图(泉头组)

图2 东深2井钻进过程中泉头组地层的垮塌物

东深2 井施工二开井深3206m，因在中完作业期间青山口组地层存在垮塌情况，在下技术套管前浆钻井液密度上提至1.30 g/cm3。在下技套前通井钻井液性能为：比重1.30 g/cm3、粘度68 s、黏度22 mPa.s，动切力9 Pa，初终切4.5 Pa/22 Pa、失水3.8 mL，起钻前封闭易垮塌井段2 580～1 900 m，加入药剂0.5TKFT-2、50kgHV-CMC。本井下套管至1100m，井口不返浆，接循环头顶通循环10 min，排量50 冲，漏速13m3/h，井口一直未返浆，后活动套管，继续循环，仍未返浆，由于未下套管裸眼段过长，现场讨论拔套管。

1.3 地层易发生漏失

东北长岭区块和腰英台区块营城组微裂缝发育，易发生漏失。在长岭县长岭区块施工的北213-11HF 等井三开营城组持续性漏失，腰英台区块施工的腰平井均发生过漏失。

2 技术对策

2.1 井壁稳定施工对策

东北工区登娄库以上地层的井壁不稳定施工难题，应该对不同的地层采取不同的技术措施。

2.1.1 泉头组、青山口、姚家组及嫩江组地层预防缩径和井壁垮塌

针对东北地区泉头组及以上地层钻进钻时快，泥岩水敏性强，钻进过程中，易分散造浆，钻井液粘度不易控制，钻井液固相易升高，地层缩径，地层易垮塌，钻头易泥包，起下钻易遇阻卡等井下复杂故障易发生。在钻进施工过程中应提高钻井液性能，降低井下复杂。

⑴ 对水敏性强的泥岩地层，在施工过程中应该提高钻井液的抑制性能，在钻井液维护过程中，应该以提高钻井液的抑制防塌性为主。如加入强抑制性和包被的大分子聚合物，配合小分子的铵盐，有机胺等聚合物抑制地层造浆，控制钻井液流变性能。

⑵ 控制钻井液的虑失量。控制降低的钻井液虑失量能够减弱地层的膨胀，防止地层缩径和垮塌。在施工过程中，选择沥青类防塌材料，提高钻井液的封堵性能，同时配合使用超细碳酸钙改善钻井液泥饼形成的质量，控制降低的钻井液失水。

⑶使用好四级固控，控制好钻井液的固相含量。泉头组以上地层钻时快，单位时间内产生的钻屑量大，井眼中单位体积内的钻井液钻屑含量高，要利用地面四级固控提高钻屑的一次清除效率。避免钻屑二次进入井眼，在钻井液中充分水化分散，导致钻井液固相含量高，搬土含量高，易导致钻井液流变性不易控制，钻井液失水升高，影响井下安全。

⑷工程上要提高短期下频次，充分修正井眼。因泉头组及以上地层泥岩水敏性强，地层易缩径，同时在该井段施工，钻时快，井眼内钻井液钻屑量大，易在井壁上吸附，形成虚厚泥饼。

⑸合理的控制好钻井液密度。在泉头组及以上部分易垮塌井段，要根据设计和施工时井壁的稳定情况，合理的控制好钻井液密度，稳定井壁。

2.1.2 登娄库组地层井壁垮塌

登娄库组地层为硬脆性泥岩地层，在施工过程中，主要存在井壁随钻掉块和垮塌，易引起掉块卡钻和划眼。对于硬脆性泥岩地层的井壁稳定，其钻井液维护处理的技术措施有如下三点：

⑴ 在钻井液维护过程中，控制好钻井液失水。特别是控制好高温虑失量，延长硬脆性泥岩的坍塌周期。在施工过程中，加大封堵抑制性沥青类防塌剂的量，提高对地层的封堵能力，减少压力传递，加入抗高温类的树脂，褐煤类降虑失剂。

⑵硬脆性泥岩地层对钻井液密度敏感。在钻进过程中，钻头破碎岩屑，导致地层应力释放，易产生随钻的掉块，施工中应根据井下情况，及时提高钻井液密度，稳定地层，减少井壁垮塌[2]。

⑶登娄库地层钻进出现随钻掉块时，应该调整钻井液流变性能，提高钻井液动塑比和钻井液静切力，提高钻井液携带和悬浮钻屑的能力，防止因随钻垮塌掉块卡钻。

2.2 技术套管下入前井眼准备技术措施

为保障井眼畅通，确保技术套管下入的顺利，在通井起钻前要充分循环调整钻井液性能，净化井眼。在泉头组及以上地层，泥岩水敏性强，易缩径，同时如在施工过程中短起下频次低，固控使用效率不高，井眼形成的虚泥饼厚，将直接影响技术套管的下入。

⑴ 充分做好下套管前通井的井眼准备工作。通井起下钻要畅通，有遇阻卡情况要采取划眼措施，畅通井眼。

⑵起钻前要充分循环，确保井眼充分净化。通井或划眼过程中易产生大量的钻屑和虚泥饼，下钻到底后要充分大排量循环，利用地面固控设备及时清除岩屑，确保钻井液干净。

⑶要确保好的钻井液流变性能。在起钻前，要充分调整钻井液流变性，如钻井液搬含高，固相含量高，易导致钻井液静切力大，触变性差，钻井液静置时间长后，开泵时泵压高，易引起漏失。可采取配制聚合物胶液稀释钻井液降低固含和搬含，同时配加降粘剂调整钻井液的静切力。

3 结语

⑴对于东北工区部分区块地层钻井施工遇到的复杂情况，应该根据地层的不同情况采取针对性的技术措施。泉头组及以上地层的泥岩缩径，垮塌应该采取提高钻井液强抑制包被性能等措施，降低井下复杂，同时工程也应该加强短起下钻措施修整井壁，确保井眼畅通。登娄库组地层应该以提高钻井液的封堵防塌能力，控制合理的钻井液密度稳定井壁。

⑵对于技术套管下入遇阻卡和出现漏失的情况，应该在套管下入前的通井，做好井眼净化和井眼的畅通，充分调整好钻井液性能和净化钻井液，减低钻井液的静切力。

⑶对于东北工区部分工区的漏失应该做好施工过程中的随钻防漏措施，遇到漏失时应该根据地层特点和漏失量大小优化堵漏措施，提高堵漏成功率。