白登相 （中國石油大學(xué) （北京）石油工程學(xué)院，北京102249 塔里木油田分公司塔北勘探開發(fā)一體化，新疆庫爾勒841000）

汪金如，祁久紅，張興勇 （長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

有機鹽鉆井液在塔里木東河油田K7井的應(yīng)用

白登相 （中國石油大學(xué) （北京）石油工程學(xué)院，北京102249 塔里木油田分公司塔北勘探開發(fā)一體化，新疆庫爾勒841000）

汪金如，祁久紅，張興勇 （長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

有機鹽鉆井液體系由水溶性加重劑 （Weigh1、Weigh2和Weigh3）、降濾失劑 （Redu1和Redu2）、無熒光白瀝青 （NFA－25）、強包被抑制劑 （IND－10）、提切劑 （Visco1和Visco2）組成。有機鹽鉆井液具有流變性好、抑制性強、造壁性好、保護油氣層效果好、對鉆具無腐蝕，對環(huán)境無污染等特點。介紹了有機鹽鉆井液在K7井的現(xiàn)場應(yīng)用情況。應(yīng)用結(jié)果表明，鉆頭提出后完好無損，證明該體系能夠充分清洗、冷卻和保護鉆頭，延長鉆頭壽命；該井有機鹽鉆井液現(xiàn)場用漿經(jīng)中國石油天然氣集團公司環(huán)境監(jiān)測總站檢測，結(jié)果無毒。

有機鹽鉆井液；鉆井液性能；環(huán)境保護；K7井

針對塔里木盆地深井長裸眼鉆井、泥頁巖易水化分散、鉆井地區(qū)對環(huán)境保護要求高等特點，塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部在其他油田應(yīng)用有機鹽鉆井液成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)有機鹽鉆井液的特點［1］，在塔里木油田進一步開展了有機鹽鉆井液的現(xiàn)場應(yīng)用試驗。

2001年3月在塔里木東河油田的K7井進行了現(xiàn)場應(yīng)用試驗，取得了安全優(yōu)質(zhì)鉆進、鉆速快、井徑規(guī)則的良好效果。

1 試驗井概況

K7井鉆井液技術(shù)難點［2］為：①表層為粘土夾砂礫石，不成巖且膠結(jié)性差，極易發(fā)生竄漏和散塌卡鉆事故；②上第三系獨山子組上、中部為泥巖夾大段砂礫巖和含礫泥巖，且膠結(jié)疏松，極易發(fā)生散塌卡鉆事故；③上第三系塔西河組上、中部為大段泥巖，水敏和鹽敏性強，底部為石膏質(zhì)泥巖和膏質(zhì)粉砂巖，二開鉆進應(yīng)注意預(yù)防縮徑、井塌和鹽膏污染；④二開段裸眼井段長，環(huán)空循環(huán)阻力大，極易造成人為蹩漏地層；⑤下第三系、白堊系泥巖地層井眼垮塌嚴(yán)重。

2 現(xiàn)場應(yīng)用情況

塔里木東河油田K7井有機鹽鉆井液分段配方 （表1）。二開 （399m）轉(zhuǎn)化為有機鹽鉆井液后，鉆井液性能非常穩(wěn)定，流變性良好，粘度和初、終切力較低［3］，見表2。

3 施工過程簡述

一開 采用高坂含坂土漿開鉆，配制CMC（中）膠液維護，該井地表50m后進入砂礫石層，鉆至井深399m時密度為1.15g/cm3，粘度70s，提下鉆通井至259m遇阻，將密度提至1.20g/cm3，劃眼至井底，提鉆電測順利，下鉆通井至井深371m遇阻劃眼至井底，提鉆下套管，下至井深381m遇阻，將鉆井液密度提至1.22g/cm3，粘度提至140s，充分洗井后下至389m遇阻，在套管上接循環(huán)管線循環(huán)下至井底，下鉆插入式固井。

表1 塔里木東河油田K7井有機鹽鉆井液分段配方

表2 塔里木東河油田K7井有機鹽鉆井液分段性能

二開 采用抑制性強的有機鹽鉆井液體系，二開配漿利用一開鉆井液沖稀加入30%有機鹽加重劑及配套處理劑，使鉆井液密度達到1.20g/cm3，粘度90s，試壓后二開鉆進。鉆至井深800m時加入10t有機鹽提切劑 （Visco1），鉆至井深741m又遇阻劃眼，返出鉆屑為較細(xì)的砂粒，立即在鉆井液中加入6t提切劑，將粘度提至110s，切力提至2.5/6.0Pa，下鉆至969m遇阻卡，鉆具活動范圍2m左右，接轉(zhuǎn)換接頭、高壓軟管線循環(huán)洗井50min后，鉆具活動正常，卸軟管線接方鉆桿開泵小排量循環(huán)，上提鉆具正常，下放至井深975m處蹩泵，泵壓上升至22MPa，井口不返漿，鉆具被卡死。后活動鉆具，提高上提噸位解卡，但鉆頭水眼堵死，提鉆通水眼后下鉆至983m劃眼至井底正常鉆進。鉆進中一直伴隨較大顆粒的礫石。鉆井液保持高粘切，提高攜巖能力。鉆至井深1524m時，鉆屑中仍然有礫石。故又下入牙輪鉆頭鉆至1761m，返出鉆屑基本為泥巖及砂質(zhì)泥巖后提鉆，換PDC鉆頭鉆進，PDC鉆頭機械鉆速較高，鉆進中及時補充有機鹽，磺化瀝青及SMP－1，保證鉆井液抑制性及護壁潤滑性能，下鉆至3065m間斷劃眼至3187m；下鉆至3114m遇阻間斷劃眼至3253m，將密度提到1.29～1.30g/cm3，粘度90～100s，掉塊逐漸減少，鉆至井深3420m，充分洗井，短程提下鉆正常后，再洗井兩周后提鉆電測，提至839m，泵入30m3稠塞，中完測井一次成功，下套管順利。

三開 三開時循環(huán)均勻后密度較高 （1.24g/cm3），開動離心機，使密度降至1.20g/cm3，因該體系鉆井液的液相密度較高，降密度非常困難，只有采取沖放鉆井液的方法來降密度，鉆至井深3456m后將密度降至1.15～1.16g/cm3，并加入2%NFA－25，進行取心作業(yè)，取完心下鉆于3442m遇阻劃眼，返出大量井壁掉塊，經(jīng)請示將密度提至1.18g/cm3后正常鉆進，并加入2%QCX－1和2%WC－1，以利于保護油氣層。鉆進中仍然一直伴隨少量井壁掉塊，鉆至井深3875m短提下鉆中，提鉆掛卡，下鉆遇阻劃眼 （3685～3775m），將密度提至1.21g/cm3后提鉆下取心工具進行取心作業(yè)，下至井深3702m遇阻劃眼至井底，返出大量掉塊，取完心后鉆具提不出來，請示后將密度提至1.26g/cm3后將鉆具提出，下鉆順利到底，正常鉆進。鉆進中使鉆井液密度維持在1.25～1.26g/cm3，下部鉆進、提下鉆和取心作業(yè)較順利，但一直伴隨少量掉塊。完鉆后為了使完井電測和下油套的順利進行，將密度提至1.27～1.28g/cm3提鉆電測，電測順利到底，但電測第四項 （地層傾角、井斜、傾向）時下至井深4175m遇阻，上提至4158m遇卡，進行穿心打撈成功，下鉆通井，電測順利完成，通井下套管固井，順利完井。

4 認(rèn)識與建議

1）該地區(qū)地表礫石層較厚，粒徑大，且膠結(jié)差，表層鉆進中使用 “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）有機鹽鉆井液體系抑制性強，二開配漿時按照鉆井液設(shè)計加入30%有機鹽，將鉆井液密度提至1.20g/cm3，保證鉆井液的強抑制性，但該井地質(zhì)設(shè)計中未準(zhǔn)確提供上部礫石層厚度數(shù)據(jù) （相差約1000m），并且地層中礫石的粒徑較大，膠結(jié)差，造成井壁失穩(wěn)。建議該區(qū)塊二開上部井段采用較高坂含的有機鹽鉆井液，并且適當(dāng)加入磺化類處理劑，增強體系對砂礫層的封堵、護壁和井眼的清潔。

3）根據(jù)中完電測井徑數(shù)據(jù)表明，獨山子組上部礫石層段和塔西河組中、下部井徑不規(guī)則，其他泥巖井段井徑則較規(guī)則，說明井壁失穩(wěn)是由壓力引起的。由中完固井?dāng)?shù)據(jù)看，套管下深3417.24m，阻位3384m，注灰量65t，水泥漿量43.2m3，水泥返高2300m，推算2300～3420m段的平均井徑為328mm，擴大率為5.47%。這說明有機鹽鉆井液的抑制性較強，特別是對泥巖地層。根據(jù)該井段的實鉆情況分析，由力學(xué)原因引起井壁失穩(wěn)，只能用力學(xué)原理解決，單純依靠化學(xué)方法，不能取得好的效果。

4）三開時使用鉆井液密度較低，有機鹽含量低，為了提高鉆井液的抑制性，加大包被劑的用量，同時加入白瀝青，及膠體SMP－1，保證鉆井液性能及井壁的穩(wěn)定。

5）根據(jù)K7井三開的實鉆情況，建議在該區(qū)塊鉆井時進入安集海河組地層前，最好將鉆井液密度提至1.25g/cm3左右，以保證下部地層井壁的穩(wěn)定。

6）有機鹽鉆井液體系抑制性強，容易實現(xiàn)低固相鉆進，有利于提高機械鉆速，該井二開段平均機械鉆速13.51m/h，全井平均機械鉆速為8.11m/h。

7）由現(xiàn)場鉆井過程觀察，有機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跡象。

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

9）有機鹽鉆井液體系中配套的處理劑不含高價離子和有毒有害物質(zhì)，是一種環(huán)保型鉆井液體系，利于環(huán)境保護。

10）有機鹽鉆井液體系對疏松的砂礫巖層的抑制、造壁效果不理想以及全井的井徑仍然不規(guī)則，有待進一步對體系進行技術(shù)改進和完善。

［1］周建東，李在均，鄒盛禮，等.有機鹽鉆井液在塔里木東河油田DH1－8－6井的應(yīng)用 ［J］.鉆井液與完井液，2002，19（4）：21～23.

［2］蔣衛(wèi)東，舒玉華，張汝生，等.塔里木東河1油田高溫超深注水井酸化技術(shù)研究 ［J］.石油鉆采工藝，1999，21（2）：80～85.

［3］孟慶生，江山紅，石秉忠.塔河油田鹽膏層鉆井液技術(shù) ［J］.鉆井液與完井液，2002，19（6）：74～76.

Application of An Organic Salt Drilling Fluid in Well K7of Donghe Oilfield in Tarim Basin

BAI Deng－xiang，WANG Jin－ru，QI Jiu－h(huán)ong，ZHANG Xing－yong （First Author's Address：College of Petroleum Engineer－ing，China University of Petroleum，Beijing102249，China；Department of Oilfield Exploration and Development，Tarim Oilfield Company，PetroChina，Korla841000，Xinjiang，China）

The organic salt drilling fluid was composed of water soluble weighting agent W1，W2and W3，filtrate reducer R1and R2，non－fluorescence white asphalt NFA－25，enhanced coating inhibitor IND－10and viscosifier Vl and V2.It had good rheologic property with strong inhibition，good wellcake building capacity，good effect of formation protection，free of corrosion on drill tools and without environment pollution，etc.Its application in Well K7is presented.The result shows that no damages are caused on the drill bits，it is proven that the fluid can be used for fully washing and cooling the bits and prolonging their usage life，it is checked by CNPC Environmental Inspection Department，it shows that it is free of toxicity.

organic salt drilling fluid；drilling fluid performance；environmental protection；Well K7

TE254

A

1000－9752（2011）06－0264－03

2010－06－10

國家油氣重大專項 （2008ZX05013）。

白登相 （1966－），男，1990年大學(xué)畢業(yè)，高級工程師，現(xiàn)主要從事鉆井工程研究與管理工作。

［編輯］ 蕭 雨