劉殿有

吉林省第六地質(zhì)探礦工程大隊(duì)， 吉林 延吉 133000

0 引言

2013年8月，吉林省龍井市政府為尋找新型能源，通過物探工作，確定在龍井市東盛涌鄉(xiāng)打一口地?zé)峋?，尋找地?zé)豳Y源。

1 自然地理環(huán)境

工作區(qū)位于東盛涌鎮(zhèn)區(qū)西北海蘭江南岸，首尾坐標(biāo)為：

N ：42°49′29.32″ E ：129°29′03.75″、

N ：42°49′13.30″ E ：129°27′54.59″，方位角250°。

2 井深結(jié)構(gòu)

2.1 井深結(jié)構(gòu)

井深結(jié)構(gòu)（見圖1）

2.2 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見表1）。

鉆機(jī)選型及主要設(shè)備型號(hào)功率（見表2）。

2.3 鉆具組合

鉆具組合（見表3）。

3 地質(zhì)條件

鉆遇地層推測(cè)如下：

0～10 m ：第四系亞粘土、亞砂土、砂土、砂礫石；

10～1 000 m：白堊系龍井組粉細(xì)砂巖、頁巖、砂巖；

1 000～2 500 m：白堊系大粒子組砂巖、砂礫巖。

4 泥漿方案設(shè)計(jì)

4.1 一開井段泥漿設(shè)計(jì)

配方：膨潤土 :（5～6）%

純堿:（0.3～0.5）%

NH4-HPAN : 0.5%

4.1.1 鉆井液性能指標(biāo)

鉆井液性能指標(biāo)見表4。

注意事項(xiàng)：配制膨潤土泥漿，預(yù)水化24 h后，按加量加入5%NH4-HPNA

表 1 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表Table 1 Well structure design data

圖1 井深結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Well depth structure chart

表 2 鉆機(jī)選型及主要設(shè)備型號(hào)功率表Table 2 Rig type selection and main equipment type power

表 3 鉆具組合表Table 3 Drilling assembly

4.2 二開及三開井段泥漿設(shè)計(jì)

配方：膨潤土:（3～4）%;

純堿：0.5%;

乳液高分子抑制劑：DS-301（0.2～0.3）%;NH4-HPAN：1.5%;

無熒光多元聚合井壁穩(wěn)定劑PLG：3%;

陽離子瀝青粉：2%;

低熒光井壁穩(wěn)定劑HQ-1：2%。

表 4 一開井段鉆井液性能指標(biāo)表Table 4 Drilling fl uid performance index of the fi rst boring well section

4.2.1 鉆井液性能指標(biāo)

鉆井液性能指標(biāo)（見表5）。

注意事項(xiàng)：

（1）在準(zhǔn)備好的井漿基礎(chǔ)上加入1%銨鹽＋0.2%DS-301＋2%HQ-1＋3%PLG，性能達(dá)到粘度45～50 s，失水量小于6 mL即可開鉆。

（2）在鉆井過程中，加強(qiáng)固相控制。用1%銨鹽＋0.2%DS-301＋1%HQ-1維護(hù)鉆進(jìn)，同時(shí)加入2%陽離子瀝青粉，2%HQ-1，提高鉆井液封堵能力，加強(qiáng)固相控制，使流變性和 濾失量滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）在保證井壁穩(wěn)定前提下，鉆井液密度執(zhí)行下限。

（4）性能檢測(cè)要求：2～4 h檢查密度和粘度，4～8 h檢測(cè)失水和泥餅，12 h檢查全套。

（5）在鉆井過程中，如出現(xiàn)坍塌、嚴(yán)重漏失等現(xiàn)象，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆井液性能，不受設(shè)計(jì)限制。

表 5 二及三開井段鉆井液性能指標(biāo)表Table 5 Drilling fl uid performance index of the second and the third boring well section

5 鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)

鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)（見表6）。

6 工程實(shí)踐

在開鉆前進(jìn)行了各孔段的泥漿性能和鉆進(jìn)參數(shù)的設(shè)計(jì)，重要的是在施工中要根據(jù)不同的地層地質(zhì)及巖性變化情況，因地制宜，隨時(shí)調(diào)整鉆井液性能和鉆進(jìn)參數(shù)，才能保證鉆進(jìn)施工的順利進(jìn)行。6.1 0～300 m井段

第一次開鉆井眼大，且鉆井位置在河床邊，第四系地層成巖性差，流砂、礫石層較厚，地層疏松，極易造成坍塌、卡鉆等孔內(nèi)事故。又因井眼環(huán)空間隙大，鉆井液上返速度低，易出現(xiàn)井底沉沙，影響鉆進(jìn)。所以，這一井段對(duì)泥漿性能總的要求是具有較好的護(hù)壁性能和較強(qiáng)的攜帶懸浮能力。

施工中注意適當(dāng)提高泥漿粘度，執(zhí)行泥漿粘度標(biāo)準(zhǔn)上限。達(dá)到一開井深后，延長(zhǎng)井底循環(huán)時(shí)間，鉆進(jìn)中，要提高鉆進(jìn)效率，快速鉆進(jìn)，減少鉆井液沖洗浸泡井壁時(shí)間，同時(shí)不要定點(diǎn)循環(huán)，待井底沉砂沖凈后，迅速安放一開套管。

表 6 鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)表Table 6 Design of drilling parameters

6.2 300～1 500 m井段

這部分巖層上部為粉細(xì)砂巖及砂質(zhì)頁巖，夾含礫粗砂巖層及泥灰?guī)r團(tuán)塊。施工中注意嚴(yán)格按泥漿設(shè)計(jì)執(zhí)行，保持鉆井液性能，減小井壁的摩擦系數(shù)，減小鉆井中的扭矩和起下鉆阻力。

在此段巖層鉆井中，出現(xiàn)了不同程度的坍塌情況，發(fā)生了鉆具下不到底和埋鉆現(xiàn)象，影響了鉆井效率。采取的主要措施是加入低熒光、無熒光防塌抑制劑，改變鉆井液濾液的性質(zhì)，滿足對(duì)泥頁巖的有效抑制和封堵。減輕鉆具對(duì)井壁的碰撞和壓力激動(dòng)以及減輕流體對(duì)井壁的沖刷。

6.3 1 500～2 000 m井段

這部分巖層底部為礫巖、厚層狀含礫粗砂巖，向上漸變?yōu)榉奂?xì)砂巖互層。由于這部分井段深，泥漿循環(huán)速度慢，且現(xiàn)場(chǎng)使用的泥漿泵排量有限，排渣效果不好。故使用鉆井液的原則是保持良好的鉆井液性能，降低鉆井液中的無用固相含量，改善鉆井液固相顆粒的匹配，使井眼清潔暢通。使用潤滑劑改善鉆井液及其濾餅的潤滑性，減小井壁的摩擦系數(shù)，減小鉆進(jìn)中的扭矩和起下鉆阻力。

在鉆至1 630 m井深處，出現(xiàn)了鉆井液嚴(yán)重漏失現(xiàn)象，經(jīng)巖樣辨別，鉆遇砂礫層。為解決漏失情況，采取了以下原則：一是在保證井眼安全情況下，鉆井液密度盡可能保持設(shè)計(jì)下限；二是采用滿足清洗井筒的最低鉆井液排量；三是使鉆井液具備良好的流變性能；四是控制鉆速，降低井筒巖屑濃度，確保井筒暢通；五是控制下鉆速度，避免壓力激動(dòng)。

6.4 井漏井段逐步采取的措施

（1）井漏后，首先觀察液面，發(fā)現(xiàn)液面下降立即向環(huán)空灌注鉆井液，直至灌滿井筒。在保證安全的前提下，上提鉆具，在上起的過程中還要及時(shí)灌滿鉆井液，起至安全井段后安上鉆桿試循環(huán)，靜止堵漏，再試循環(huán)。

（2）小排量開泵試泵，然后停泵觀察，如液面不下降，則可用小排量循環(huán)。

（3）逐漸提高泵量，以滿足洗井需要為準(zhǔn)。

（4）如不再漏失，則分段下鉆，開泵試排量。

（5）控制鉆速，使鉆屑達(dá)到封堵漏層的目的。

（6）若井口返出的鉆井液排量減少，可適當(dāng)降低泥漿泵排量，緩慢地邊鉆進(jìn)邊觀察，同時(shí)提高鉆井液粘度、切力或降低鉆井液密度。

（7）對(duì)滲透性或裂隙性漏失嚴(yán)重地層，可根據(jù)判斷的裂隙大小和漏失程度，加入顆粒狀為主的固體堵漏劑，亦可泵入含有堵漏材料的粘稠鉆井液。

6.5 2 000 m以下井段

這部分井段是完井之上井段，隨著鉆孔加深，巖粉不能徹底排除，造成鉆壓過高，極易造成井內(nèi)事故。因此，這一井段攜帶巖粉減小摩阻是泥漿護(hù)理工作的重點(diǎn)。施工中使用低固相泥漿作原漿，提高泥漿粘度。

具體做法是選擇高分子cmc作好提粘劑，提高泥漿粘度，同時(shí)加入水解聚丙烯酰胺作為選擇性絮凝劑提高凈化巖粉能力，控制泥漿中的固相含量。泥漿性能指標(biāo)達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)（見表7）

由于選用的泥漿泵（型號(hào)3NB-500）排量有限，在深孔施工時(shí)泵壓較高，因此，在施工時(shí)調(diào)小了輸

表7 泥漿性能指標(biāo)表Table 7 Mud performance index

（2）鉆井液設(shè)計(jì)是施工前的行動(dòng)方案，是具有前瞻性的預(yù)防措施，對(duì)于每口井或每個(gè)地層區(qū)域地質(zhì)條件的多樣性、復(fù)雜性，并不具備完全一致的指導(dǎo)作用。施工中要根據(jù)具體地層條件變化情況，及時(shí)修正鉆井液性能，使之能夠“因地制宜”，起到保證井壁安全和順利完井的目的。出排量，降低了泵壓。雖降低了鉆效，但提高了循環(huán)時(shí)間，對(duì)清凈泥砂起到了作用。

7 結(jié)束語

（1）鉆井液是鉆井施工的“血液”，重要性對(duì)于較深鉆孔和新施工區(qū)域尤為突出。在施工前要有專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

[1] 翟玉峰，王魯朝,等,西藏羅布莎科學(xué)鉆孔沖洗液技術(shù)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）2014.(04).

[2] 戰(zhàn)啟帥，楊衛(wèi)東,等.魯頁參Ⅰ井鉆井液技術(shù)[J]，探礦工程（巖土鉆掘工程）2014.(09).

[3] 趙金洲，張桂林.《鉆井工程技術(shù)手冊(cè)》[M].北京：中國石化出版社2004