楊淑君，鄭士權(quán)，吳 彬，王 薦，黃孝權(quán)，李煬輝

（1.江漢油田鉆井一公司泥漿站，湖北 潛江433121；2.大慶鉆探工程公司國際事業(yè)部，吉林 松原138000；3.湖北漢科新技術(shù)股份有限公司，湖北 荊州434000；4.中海油服油化事業(yè)部塘沽基地，天津300452）

1 建頁HF－1水平井概況

建頁HF－1水平井是中石化江漢油田分公司重點(diǎn)開發(fā)的一口頁巖氣水平探井，位于湖北省利川市建南鎮(zhèn)建南構(gòu)造北高點(diǎn)，設(shè)計(jì)垂深600m、井深1800m、水平段長1003m。其主要目的層為侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段，該井水平段巖性為頁巖，層理發(fā)育、水敏性強(qiáng)，遇水后迅速水化、分散、垮塌。為此，作者采用Halliburton－Baroid的INVERMUL油基鉆井液以解決上述問題。建頁HF－1水平井的井身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 建頁HF－1水平井的井身結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of Jianye HF－1horizontal wells

2 建頁HF－1水平井的技術(shù)難點(diǎn)

建頁HF－1水平井的主要技術(shù)難點(diǎn)在于：

（1）地層巖性。建頁HF－1水平井的水平段為侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段，深灰色、灰黑色頁巖、泥巖，夾深砂質(zhì)粉砂巖。頁巖層理發(fā)育，極易水化、分散，造成井壁失穩(wěn)，水基鉆井液不能保證井壁穩(wěn)定。

（2）粘土礦物。根據(jù)鄰井資料顯示，建南地區(qū)侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段目的層底部泥頁巖粘土礦物含量占22.49%，其中伊利石平均占28.92%、高嶺石平均占19.08%、綠泥石平均占14.67%、伊／蒙間層平均占37.33%，且層理發(fā)育，井壁易剝落掉塊，因此水平段鉆井液需具有良好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力。

（3）水平段長。該井設(shè)計(jì)水平段長達(dá)1003m，易形成巖屑床，且鉆進(jìn)過程中易出現(xiàn)粘卡等井下復(fù)雜情況，因此需要鉆井液體系具有很好的潤滑能力。

為防止頁巖水化膨脹、垮塌，并提高鉆井液的潤滑性[1－3］，三開水平段采用 Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液。INVERMUL油基鉆井液具有很好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力，且具有優(yōu)異的潤滑性能，可滿足頁巖地層長水平段的鉆進(jìn)要求[4－7］。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 鉆井液配制

在配制油基鉆井液之前，建頁HF－1水平井的現(xiàn)場6個(gè)罐和流程管線、沉砂罐、泥漿槽等均先用水清洗干凈，然后用柴油進(jìn)行試漏、洗罐和清洗管線。

INVERMUL油基鉆井液按表1 配方設(shè)計(jì)，其性能滿足油基鉆井液設(shè)計(jì)性能要求（表2 ）。

表1 INVERMUL油基鉆井液設(shè)計(jì)配方Tab.1 Composition of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.2 鉆井液維護(hù)

（1）鉆水泥塞前，用未加重的油基泥漿基液頂替井內(nèi)的水基泥漿，監(jiān)測井口泥漿返出情況，測電穩(wěn)定性，低于150V的混漿全部排掉。頂替完成后，關(guān)掉錐形罐。剪切基液6h，待充分乳化穩(wěn)定后，將基液加重至1.40g·cm－3。

（2）用油基泥漿直接鉆水泥塞至372m，無需任何處理，水泥對(duì)油基泥漿沒有任何污染。

表2 INVERMUL油基鉆井液設(shè)計(jì)性能參數(shù)Tab.2 Designed performance parameters of oil－based drilling fluid INVERMUL

（3）針對(duì)泥漿性能變化，適當(dāng)?shù)赜肈riltreat、INVERMUL以及生石灰增強(qiáng)泥漿的電穩(wěn)定性、對(duì)巖屑的潤濕反轉(zhuǎn)能力，以使泥漿具有很好的穩(wěn)定性。

（4）在鉆進(jìn)過程中，及時(shí)配新漿稀釋泥漿，并添加柴油以降低泥漿的粘切和密度，補(bǔ)充INVERMUL、EZ－MUL、生石灰來保證泥漿獲得良好的皂化效果。正常鉆進(jìn)時(shí)，加柴油的速度為300L·h－1，補(bǔ)充EZMUL的速度為1桶／12h。每天需要補(bǔ)充一定量的生石灰，使過量生石灰含量保持在3g·cm－3以上。

（5）及時(shí)補(bǔ)充 BARSA、BARACARB 5等封堵材料，以保證泥餅質(zhì)量和調(diào)整各級(jí)粒子匹配。

表3 INVERMUL油基鉆井液的現(xiàn)場性能Tab.3 Application performance of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.3 鉆井液應(yīng)用效果

建頁HF－1水平井INVERMUL油基鉆井液的現(xiàn)場性能見表3 。

由表3 及現(xiàn)場應(yīng)用情況可知，INVERMUL油基鉆井液性能穩(wěn)定，流變性好，沒有形成巖屑床；封堵防塌能力強(qiáng)，濾失量低，電測一次成功，下套管順利到底，能很好地滿足建頁HF－1頁巖氣水平井的作業(yè)要求。

3.4 討論

使用柴油為基液的油基鉆井液對(duì)橡膠件會(huì)有腐蝕，而且非常快；對(duì)振動(dòng)篩的篩布間壓條、排水閥的密封膠圈以及循環(huán)系統(tǒng)中使用橡膠的零部件會(huì)有破壞；同時(shí)毒性較大，不利于環(huán)境保護(hù)。建議今后采用低毒的礦物油作為基液。

4 結(jié)論

（1）Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液性能穩(wěn)定、破乳電壓高，具有良好的攜巖能力、潤滑性能、固相容量限。

（2）INVERMUL油基鉆井液對(duì)頁巖的水化、分散有很好的抑制作用，全井段鉆進(jìn)順利，未出現(xiàn)井壁垮塌等復(fù)雜事故，很好地滿足了建頁HF－1頁巖氣水平井的作業(yè)要求。

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