邱春陽，仇博識(shí)，李志強(qiáng)，吳曉文

(勝利石油工程有限公司鉆井泥漿公司，山東東營 257064)

滴北2井是中國石化勝利油田分公司在準(zhǔn)噶爾盆地烏倫古坳陷滴北斷褶帶滴北5號(hào)構(gòu)造高部位部署的一口預(yù)探井，主探烏倫古坳陷滴北地區(qū)上構(gòu)造層侏羅系、三疊系含油氣情況，兼探石炭系含油氣情況及地層發(fā)育情況。該井鉆遇地層多，自上而下穿過吐谷魯群、齊古組、頭屯河組、西山窯組、三工河組、八道灣組、白堿灘組和姜巴斯套組。該井設(shè)計(jì)井深2 425.00 m，實(shí)際完鉆井深2 150.00 m。井身結(jié)構(gòu)為:1)一開:Φ444.5 mm ×200 m 鉆頭、Φ339.7 mm ×199.34 m 套管;2)二開:Φ311.2 mm ×1 622 m 鉆頭、Φ244.5 mm ×1 612.98 m套管;3)三開:Φ215.9 mm×2 150 m 鉆頭，取心后裸眼完井。

1 鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

1)上部地層膠結(jié)性差，鉆速很快，井眼直徑大，產(chǎn)生的巖屑量多，鉆屑在上返過程中容易吸附到井壁上，形成虛厚泥餅，導(dǎo)致起下鉆遇阻。

2)西山窯組(808～1 051 m)到八道灣組(1 205～1 474 m)發(fā)育煤層，煤層性脆，節(jié)理微裂縫發(fā)育，在外力作用下易垮塌;局部煤層與泥巖呈不等厚互層，泥巖水化后，煤層因失去支撐而垮塌;同樣，煤層的坍塌也促使上部泥頁巖坍塌，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致在鉆進(jìn)過程中坍塌、掉塊問題嚴(yán)重。

3)地質(zhì)預(yù)報(bào)下部地層含有鹽水，鉆井液受鹽水污染后，鉆井液流變性惡化，必須保證鉆井液體系具有極強(qiáng)的抗污染性。

4)石炭系凝灰?guī)r地層(1 579～2 150 m)破碎、裂縫發(fā)育，鉆進(jìn)過程中容易造成井壁掉塊及漏失，造成卡鉆等復(fù)雜情況出現(xiàn)，井壁穩(wěn)定難度大。

2 鉆井液體系研究及性能評(píng)價(jià)

針對(duì)該井地層特點(diǎn)及鉆井液技術(shù)難點(diǎn)，要求鉆井液體系必須具備以下特點(diǎn):1)具有較強(qiáng)的抑制性，能夠抑制泥頁巖水化膨脹;2)具有良好的封堵能力，能夠封堵煤層及裂縫，保持井壁穩(wěn)定;3)具有良好的流變性能，有適當(dāng)?shù)酿ざ群颓辛?，防止上部地層虛厚泥餅的產(chǎn)生，以減少復(fù)雜情況的發(fā)生;4)抗鹽污染能力強(qiáng)，突遇鹽水時(shí)，鉆井液的流變性依然良好。

通過調(diào)研國內(nèi)探井及深井鉆井液使用情況［1-3］，結(jié)合鄰井鉆井液施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過處理劑優(yōu)選及性能優(yōu)化，確定使用胺基封堵鉆井液體系，其配方為:

4% ～5%(質(zhì)量濃度，下同)膨潤土、0.2% ～0.3%Na2CO3、0.4% ～0.8%聚丙烯酸鉀 KPAM、3.0%～5.0%低熒光井壁穩(wěn)定劑 HQ-1、1.5% ～3.0% 無水聚合醇、1.0% ～2.5% 白油潤滑劑、2.0% ～4.0%超細(xì)碳酸鈣、2.0% ～5.0%磺化酚醛樹脂 SMP-II、2.0% ～4.0%抗鹽抗鈣降濾失劑 JZC-1、1.0% ～3.0%抗溫抗鹽防塌降濾失劑KFT、0.5% ～1.5%有機(jī)胺。

表1 抑制性評(píng)價(jià)

2.1 抑制性能評(píng)價(jià)

按照配方配制密度為1.5 g/cm3鉆井液體系，采用抑制膨脹實(shí)驗(yàn)和抑制分散實(shí)驗(yàn)［4］，考察鉆井液體系的抑制性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，巖心在胺基封堵鉆井液體系中經(jīng)過2 h、16 h后，線膨脹高度顯著低于常規(guī)聚磺鉆井液體系，并且?guī)r屑回收率也很高，達(dá)到92%，可見胺基封堵鉆井液體系能降低泥頁巖的水化膨脹，防止地層因水化膨脹造成的井壁垮塌。

2.2 封堵性能評(píng)價(jià)

采用砂床濾失實(shí)驗(yàn)［4］檢驗(yàn)了鉆井液體系的封堵能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 封堵性能評(píng)價(jià)

從表2中可以看出，胺基封堵鉆井液體系侵入砂床的深度明顯低于常規(guī)聚磺鉆井液體系。加壓15 min后，胺基封堵鉆井液體系侵入砂床的深度為3.1 cm，繼續(xù)加壓至60 min后，侵入深度為3.6 cm，說明胺基封堵鉆井液在壓力下能夠快速形成一個(gè)承壓封堵帶，有效封堵地層孔隙及裂縫。

2.3 抗鹽性能評(píng)價(jià)

按照配方配制密度為1.5 g/cm3鉆井液體系，分別加入5%及10%NaCl，150℃下老化16 h，評(píng)價(jià)其抗鹽性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 抗鹽性能評(píng)價(jià)

從表3可以看出，胺基封堵鉆井液體系在加入10%NaCl后，體系的流變性依然良好，說明胺基封堵鉆井液體系抗鹽污染能力強(qiáng)。

3 現(xiàn)場鉆井液技術(shù)

3.1 一開井段(0～200 m)

1)開鉆前準(zhǔn)備足量預(yù)水化膨潤土漿，配方為0.3%NaOH、0.2%Na2CO3、6%膨潤土。

2)鉆進(jìn)時(shí)采用聚合物膠液細(xì)水長流的方法進(jìn)行維護(hù)。

3)鉆完表層進(jìn)尺后，充分循環(huán)，并配置高黏切封井漿封井眼。

3.2 二開井段(200～1 622 m)

1)上部造漿嚴(yán)重，以高濃度聚合物膠液維護(hù)鉆井液性能，保持聚合物的有效質(zhì)量濃度為0.3% ～0.5%，抑制鉆屑水化分散，配合固控設(shè)備及時(shí)清除鉆井液中的劣質(zhì)固相。

2)在保證有效攜帶鉆屑的同時(shí)，通過硅氟稀釋劑SN-1調(diào)整鉆井液的流型，適當(dāng)沖刷井壁，保證起下鉆暢通無阻。

3)進(jìn)入西山窯組前，鉆井液中加入1%有機(jī)胺，通過“晶層鑲嵌”機(jī)理提高鉆井液體系的抑制性，防止泥頁巖水化膨脹分散［5］。

4)西山窯組至三工河組含煤層易破碎垮塌掉塊，鉆進(jìn)時(shí)補(bǔ)充2%的超細(xì)碳酸鈣和5%的低熒光井壁穩(wěn)定劑HQ-1，改善泥餅質(zhì)量，增強(qiáng)鉆井液對(duì)地層的封堵能力［6-7］。

5)選擇抗溫抗鹽防塌降濾失劑KFT、SMP-2和抗鹽抗鈣降濾失劑JZC-1，控制鉆井液的濾失量在3 mL之內(nèi)，減緩泥巖的水化膨脹。

6)根據(jù)實(shí)際情況加入白油潤滑劑，確保鉆井液具有良好的潤滑性，降低施工中產(chǎn)生的摩阻和扭矩。

7)在二開鉆完進(jìn)尺后，充分循環(huán)鉆井液，待振動(dòng)篩上無巖屑返出后，泵入60 m3封井漿封閉835～1 622 m井段。電測前封井鉆井液配方為井漿、1%白油潤滑劑、2%低熒光井壁穩(wěn)定劑HQ-1、2%SMP-II。

8)電測完后，下鉆至井底通井，充分循環(huán)鉆井液，待返砂明顯減少后，泵入60 m3封井漿，封井鉆井液配方為井漿、1.5%白油潤滑劑、2%低熒光井壁穩(wěn)定劑HQ-1、1%SMP-II、2%塑料小球。

3.3 三開井段(1 622～2 150 m)

1)開鉆前徹底清理各個(gè)循環(huán)罐和循環(huán)槽，保證鉆井液具有較低的劣質(zhì)固相。掃水泥塞時(shí)調(diào)整鉆井液性能，密度降至1.12 g/cm3，性能符合設(shè)計(jì)后開始正常鉆進(jìn)。

2)鉆進(jìn)中嚴(yán)格控制鉆井液濾失量，根據(jù)需要加入SMP-2、抗鹽抗鈣降濾失劑JZC-1和磺酸鹽聚合物降失水劑，將API失水控制在3 mL以內(nèi)，減緩泥巖的水化膨脹。

3)鉆進(jìn)至井深1 800 m時(shí)將鉆井液密度提高到1.20 g/cm3，保證鉆井液液柱壓力能夠平衡地層壓力，對(duì)井壁產(chǎn)生支撐應(yīng)力，防止地層應(yīng)力釋放而導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。

4)鉆進(jìn)中根據(jù)地層滲透及固控設(shè)備損耗補(bǔ)充膠液。膠液配方為20 m3水、0.4%NaOH、0.5%PAM、1.5%SMP-II、1%抗鹽抗鈣降濾失劑 JZC-1、0.5%磺酸鹽聚合物。

5)石炭系地層凝灰?guī)r裂縫發(fā)育，易漏失，泥巖硬脆易掉塊，及時(shí)補(bǔ)充超細(xì)碳酸鈣和瀝青類防塌劑，提高鉆井液的封堵能力，保持井壁穩(wěn)定。

6)使用好四級(jí)固控設(shè)備，振動(dòng)篩使用120目篩布，除砂器使用率保證在90%以上，離心機(jī)根據(jù)情況使用，及時(shí)清除鉆井液中的劣質(zhì)固相。

7)完鉆后，充分循環(huán)泥漿，待振動(dòng)篩無巖屑返出后，泵入20 m3封井漿封閉裸眼段。封井鉆井液配方為井漿、4%白油潤滑劑、2%SMP-2、2%SPNH、1%磺酸鹽聚合物，保證電測及下套管順利。

4 應(yīng)用效果及建議

1)滴北2井使用胺基封堵鉆井液體系，施工中井壁穩(wěn)定，井下安全，電測及下套管順利，滿足了該井鉆井施工的要求。

2)滴北2井使用胺基封堵鉆井液體系，井身質(zhì)量良好，井徑規(guī)則。二開Ф311.2 mm井眼平均井徑擴(kuò)大率為2.36%;三開Ф215.9 mm井眼平均井徑擴(kuò)大率為3.68%。

3)完井后，取心4筒，取心進(jìn)尺16.90 m，心長16.45.0 m，平均單筒進(jìn)尺4.11 m，平均取心收獲率為97.3%。

4)該區(qū)塊西山窯組至八道灣組含有煤，煤層易塌，必須提高鉆井液體系的抑制性，并提前加足鉆井液封堵材料，優(yōu)化泥餅質(zhì)量，并且保持對(duì)地層的正壓差，這樣才能保證井壁穩(wěn)定。

5)該區(qū)塊石炭系地層裂縫發(fā)育，易造成井漏，施工中必須儲(chǔ)備充足的堵漏材料，防止復(fù)雜情況的發(fā)生。

［1］柴金鵬，何興華.吉爾吉斯馬平528井鉆井液技術(shù)［J］.石油鉆探技術(shù)，2006，34(6):45－47.

［2］朱可尚.南堡1井鉆井液技術(shù)［J］.鉆井液與完井液，2006，23(1):37－42.

［3］陳克勝.烏深1井超深井大井眼鉆井液技術(shù)［J］.鉆井液與完井液，2001，18(1):41－43.

［4］張孝華，羅興樹.現(xiàn)代泥漿實(shí)驗(yàn)技術(shù)［M］.東營:石油大學(xué)出版社，1999.

［5］馮文強(qiáng)，鄢捷年.獨(dú)具特色的高性能水基泥漿技術(shù)在中東地區(qū)的各種應(yīng)用［J］.國外鉆井技術(shù)，2006，8(4):39～48.

［6］黃治中，楊玉良，馬世昌.不滲透技術(shù)是確?；魻柟拱布：咏M井壁穩(wěn)定的關(guān)鍵［J］.新疆石油科技，2008，18(1):9－12.

［7］李洪俊，代禮楊，蘇秀純，等.福山油田流沙港組井壁穩(wěn)定技術(shù)［J］.鉆井液與完井液，2012，29(6):42～45.