唐 麗

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆獨(dú)山子 833600)

有機(jī)鹽鉆井液在新疆油田的應(yīng)用

唐 麗

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆獨(dú)山子 833600)

概述了有機(jī)鹽鉆井液在新疆油田卡7井的現(xiàn)場使用實(shí)效。通過實(shí)踐證明，有機(jī)鹽鉆井液不僅水力特性優(yōu)良、環(huán)空壓耗小、流變性好、抑制性強(qiáng)、造壁性好，而且具備可提高機(jī)械鉆速、保護(hù)油氣層、與常用的聚合物處理劑有很好的配伍性、對鉆具無腐蝕、對環(huán)境無污染等特點(diǎn)，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的鉆井液體系。

有機(jī)鹽鉆井液;水溶性加重劑;抑制性;機(jī)械鉆速

根據(jù)有機(jī)鹽鉆井液體系的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與評價(jià)結(jié)果，有機(jī)鹽鉆井液是國際公認(rèn)的高效、低毒鉆井液體系，國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用。2000年在克拉瑪依油區(qū)內(nèi)八區(qū)530井區(qū)、85477井和五三東井區(qū)烏爾禾油藏開發(fā)井57031井、吐哈尤一井以及腹部莫北油氣田005井區(qū)MB5011井進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。2006年新疆準(zhǔn)東火燒山區(qū)塊成功使用有機(jī)鹽泥漿，都已順利完井，取得了較好的成果。為進(jìn)一步完善有機(jī)鹽體系配方及維護(hù)工藝，降低成本，選擇卡7井進(jìn)行有機(jī)鹽鉆井液體系實(shí)驗(yàn)。

1 卡7井有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)

1.1 基本情況

卡7井位于新疆烏蘇市西湖鎮(zhèn)馬場湖二隊(duì)附近，距卡6井東南方向11.6 km，西參二井北西方向14 km處。構(gòu)造位置為準(zhǔn)葛爾盆地北天山山前坳陷四棵樹凹陷卡東被斜。目的層為第三系沙灣組(N1S)、安集海河組(E2－3a)、紫泥泉子組(K2－E1－2)Z。鉆探目的是擴(kuò)大卡因迪克地區(qū)含油氣領(lǐng)域，預(yù)探卡東背斜上、下第三系的含油氣層。

卡7井鉆井液完井液存在的技術(shù)難題為:

1)地表為灰色黏土夾沙礫巖，不成巖且膠結(jié)性差，表層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)預(yù)防穿漏和散塌卡鉆。

2)該井上第三系獨(dú)山子組上、中部為灰黃色泥巖夾大段砂礫巖，且膠結(jié)疏散，極易發(fā)生散塌的卡鉆事故。

3)塔西河組中、上部為大段泥巖，水敏和鹽敏性強(qiáng)，底部為灰白色石膏質(zhì)泥巖和膏質(zhì)粉砂巖，二開鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意預(yù)防縮徑、井塌和鹽膏污染，提高鉆井液的抑制性和造壁能力。

4)二開段裸眼井段長，環(huán)空循環(huán)阻力較大，極易造成人為蹩漏地層，應(yīng)保證鉆井液具有良好的流變性能。

5)根據(jù)卡6井的實(shí)鉆資料，下第三系、白堊系泥巖地層井眼垮塌嚴(yán)重，本井的井眼穩(wěn)定工作相當(dāng)重要。

1.2 基本數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)井深:4 150 m

實(shí)際井深:4 250 m

井眼尺寸:Φ445 mm×399 m+Φ311 mm×3 420 m+Φ216 mm×4 250 m

井身結(jié)構(gòu):Φ340mm ×398.17 m+Φ245 mm ×3 417.2 m+Φ140 mm ×4 247.45 m

1.3 地質(zhì)分層

地質(zhì)分層見表1。

表1 卡7井實(shí)鉆地質(zhì)分層及巖性

1.4 試驗(yàn)過程

1.4.1 分段鉆井液配方

分段鉆井液配方見表2。

表2 卡7井有機(jī)鹽鉆井液分段實(shí)施配方

1.4.2 分段鉆井液性能

分段鉆井液性能見表3。

表3 卡7井有機(jī)鹽鉆井液分段性能

完井階段鉆井液性能穩(wěn)定，流變性好，井壁穩(wěn)定，提下鉆無阻卡，電測一次成功，由測井資料(見表4)可見，井徑非常規(guī)則，全井施工順利，無事故。

表4 卡7井井部分井段井徑數(shù)據(jù)

1.5 施工過程

1)一開:采用高含坂土漿開鉆，配制CMC(中)膠液維護(hù)，該井地表50 m進(jìn)入砂礫石層。

2)二開:針對卡6井井徑嚴(yán)重不規(guī)則的情況，設(shè)計(jì)采用抑制性強(qiáng)的有機(jī)鹽鉆井液體系，二開配漿采用一開鉆井液沖稀后加入30%的有機(jī)鹽加重劑及配套處理劑，使鉆井液密度達(dá)到1.20 g/cm3，黏度達(dá)90 s，下鉆循環(huán)出套管內(nèi)一開鉆井液，循環(huán)均勻，試壓后二開鉆進(jìn)。

3)地面配制三開鉆井液，下鉆循環(huán)均勻后三開，由于完鉆鉆井液密度較高(1.24 g/cm3)，充分開動離心機(jī)，使密度降至1.2 g/cm3，采取沖放鉆井液來降低密度，鉆至井深3 456 m后密度降至1.15～1.16 g/cm3，并加入2%的NFA-25進(jìn)行取芯作業(yè)，取完芯下鉆于3 442 m遇阻劃眼，返出大量井壁掉塊，密度又提高到1.18 g/cm3后正常鉆進(jìn)，并加入2%的QCX-1HE、2%WC-1以利于保護(hù)油氣層。

2 有機(jī)鹽鉆井液體系在卡7井的應(yīng)用成果與實(shí)效

1)該地區(qū)地表礫石層較厚，粒徑大，且膠結(jié)差，表層鉆進(jìn)時(shí)使用“三高”鉆井液，保證井壁穩(wěn)定，提高攜巖能力，保持井底干凈，保證井下施工順利。

2)有機(jī)鉆井液體系抑制性強(qiáng)，二開配漿時(shí)按照鉆井液設(shè)計(jì)加入30%的有機(jī)鹽，將鉆井液密度提高到1.20 g/cm3。保證鉆井液的強(qiáng)抑制性，但該井地質(zhì)設(shè)計(jì)中未準(zhǔn)確提供上部礫石層厚度數(shù)據(jù)(相差約1 000 m)，并且地層中礫石的粒徑較大，膠結(jié)差，造成井壁失穩(wěn)。上部井段采用高含量的有機(jī)鹽鉆井液，并且加入磺化類處理劑，增強(qiáng)體系對礫石層的封堵、護(hù)壁和井眼的清潔。由完固井?dāng)?shù)據(jù)看，套管下深3 417.24 m，阻位3 384 m，注灰量65 t，水泥漿量43.2 m3，水泥返高2 300 m，推算2 300 m ～3 421 m 段的平均井徑為328 mm，擴(kuò)大率是5.47%，說明有機(jī)鹽鉆井液的抑制性較強(qiáng)，特別對泥巖地層。

3)三開時(shí)使用鉆井液密度較低，有機(jī)鹽含量低，為了提高鉆井液的抑制性，加大包被劑的用量，同時(shí)加入白瀝青及膠體SMP-1，保證鉆井液性能及井壁的穩(wěn)定。根據(jù)完井電測出井徑數(shù)據(jù)表明，本井三開井段井徑不規(guī)則，且多為砂巖段井徑不規(guī)則，平均井徑卡率為12.7%，其原因?yàn)槭褂勉@井液密度低，不足以破壞地層的坍塌壓力，造成井壁失穩(wěn);三開時(shí)使用的鉆井液密度較低，有機(jī)鹽含量低，且因井下復(fù)雜需盡快加入重晶石粉，維護(hù)時(shí)未及時(shí)補(bǔ)充夠有機(jī)鹽，使體系抑制性降低，因此，造成三開井壁不規(guī)則;由于三開使用白瀝青油溶成分高，水溶成分低且有氣泡，加入后溶解較滿，并且泡沫多，不易消除，使用困難，鉆井液中有效瀝青成分含量低，使體系的抑制性降低，防塌護(hù)壁能力降低，造成三開井段井徑不規(guī)則。

4)鉆井液體系中亞微米粒子含量非常低，可降低鉆頭的研磨效應(yīng)，提高機(jī)械鉆速，延長鉆頭壽命。亞微米粒子含量低，體系將具有較高的固相容量限。有機(jī)鹽鉆井液體系的抑制性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)低固相鉆進(jìn)，有利于提高機(jī)械鉆速，該井二開段平均機(jī)械鉆速13.31 m/h，全井平均機(jī)械鉆速8.11 m/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于卡6井的機(jī)械鉆速。

5)有機(jī)鹽鉆井液體系在卡7井的使用，鉆井液材料費(fèi)用為143萬元。

6)由現(xiàn)場鉆進(jìn)過程觀察，有機(jī)鹽鉆井液體系與金屬不產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，所以對鉆具、設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕，每次提鉆，井內(nèi)起出鉆具都未見任何腐蝕現(xiàn)象。有機(jī)鹽鉆井液體系中的配套處理劑不含高價(jià)離子和有毒害物質(zhì)，是一種環(huán)保型鉆井液體系，利于環(huán)境保護(hù)。

7)有機(jī)鹽鉆井液體系由于固相含量低、礦化度高，對儲層保護(hù)不會產(chǎn)生堵塞污染;根據(jù)活度平衡理論，當(dāng)鉆井液的礦化度大于地層水礦化度時(shí)，井眼系統(tǒng)不會向地層失水;體系中不含高價(jià)離子，不會與地層水中組分生成沉淀，可實(shí)現(xiàn)對儲層的有效保護(hù)。

8)有機(jī)鹽Weigh1和Weigh2濃度達(dá)到一定值時(shí)對黏土礦物的吸附擴(kuò)散雙電層具有較強(qiáng)的壓縮作用，體系中侵入的黏土礦物產(chǎn)生面—面聚結(jié)，在重力作用下而沉降。

9)該體系在無黏土相時(shí)，由于加入的降濾失劑中具有適度的膠體粒子，能夠形成較好的泥餅，同時(shí)體系中有合適的液相黏度，故失水造壁性易于控制。體系中還原性有機(jī)陰離子的存在，可提高處理劑的抗溫能力。

3 存在問題與解決措施

3.1 存在問題

1)有機(jī)鹽鉆井液體系對泥巖地層能有效抑制，但對疏松的砂礫巖層抑制、造壁效果不理想。

2)根據(jù)卡7井的電測資料，全井的井徑仍然不規(guī)則，有待進(jìn)一步對體系進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和完善。

3.2 解決措施

1)研究與體系相配伍的高效處理劑，提高和改善泥餅質(zhì)量，充分護(hù)壁，提高復(fù)雜地層的井眼質(zhì)量。

2)通過卡7井存在的問題的總結(jié)和分析，爭取在其它井提高有機(jī)鹽和瀝青的含量，增強(qiáng)體系的抑制性和防塌護(hù)壁能力，避免出現(xiàn)井壁失穩(wěn)情況。

3)針對卡7井使用的白瀝青油溶成分高、水溶成分低，溶解緩慢、氣泡的缺點(diǎn)，選用可靠的防塌處理劑。

4)加強(qiáng)該體系的抗溫性能。

5)選擇實(shí)驗(yàn)密度為1.4～1.6 g/cm3時(shí)，不使用惰性加重材料。

6)當(dāng)體系采用惰性加重材料將密度提高到2.5 g/cm3以上時(shí)，體系的抗黏土入侵能力要達(dá)到5%(W/V)以上。

［1］ 鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)［M］.北京:石油大學(xué)出版社，2000.

［2］ 王平全.莫北005井區(qū)MN5001井甲酸鉀鉆井液技術(shù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)情況［J］.泥漿實(shí)用技術(shù)，2001，(1):15－23.

［3］ 姚少全.有機(jī)鹽鉆井液有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及處理劑使用說明［J］.泥漿實(shí)用技術(shù)，2001(1):24－30.

Application of Organic Salt Drilling Fluid in Xinjiang Oilfield

TANG Li
(karamay Vocational and Technical College，Dushanzi 833600，Xinjiang，China)

This article outlines the effectiveness of the organic salt drilling fluid in well No.7 in Xinjiang Oilfield.It is practically proved that the organic salt drilling liquid not only has the good performance such as good hydraulic properties，small consumption of circulating air pressure，strong inhibition and good wall mad，but can also improve the speed of drilling and protect the oil-gas layer.It usually mixes with polymer treating agent very well，and it has no corrosion on the drilling tools and other characteristics of environment pollution-free.It is a drilling fluid system with a broad prospect.

organic salt drilling fluid;water-soluble weighting agent;suppression;ROP

TE254

B

1008-9446(2011)02-0008-04

2010-11-15

唐麗(1965－)，女，上海嘉定人，克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，主要從事油田化學(xué)及鉆井液技術(shù)研究。