段曉東，張　超，張　龍，李柏林

（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊830026）

淺析鴨K區(qū)塊水平井鉆井液技術的應用

段曉東*，張超，張龍，李柏林

（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊830026）

水平井鉆進技術是指石油鉆進過程中，通過控制鉆頭鉆進軌跡，使之沿油層的走向鉆進，以最大限度的增加油層的產油面積，提高油田的采收率和勘探效果。以玉門鴨k區(qū)塊為例介紹水平井鉆井液技術的應用。

水平井；鉆井液技術；鴨K區(qū)塊

1　概述

水平井鉆井液是鉆井技術發(fā)展的必然產物，和鉆直井相比涉及到了新的工藝和新的技術，因水平井井眼傾斜，在鉆進過程中鉆具與井壁的接觸面積大，摩阻高，容易發(fā)生阻卡，甚至卡鉆，所以它對鉆井液技術提出了更高的要求，在水平井鉆井液的設計和施工中，必須把握好鉆井液的特性，鉆井液參數(shù)的優(yōu)選。由于井斜段巖屑床的形成，水平井需具有更好的防塌，潤滑防卡和攜屑能力，所以水平井的關鍵技術在于井眼凈化，井壁穩(wěn)定，摩阻控制，防漏堵漏及保護油氣層等方面。

2　水平井鉆井液技術

2.1水平井井眼凈化

水平井井眼清潔是鉆進過程中的一項重要環(huán)節(jié)，井眼凈化不好會導致摩阻和扭矩的增加，甚至于卡鉆，并影響下套管和固井作業(yè)的正常進行。影響井眼凈化的鉆井液因素有：鉆井液流變性能和鉆井液密度。因此實現(xiàn)水平井井眼凈化的鉆井液技術措施主要有：選用合理流型與鉆井液流變參數(shù)；適當增加鉆井液密度，改善井眼清洗效果；同時檢測返出巖屑量，監(jiān)控巖屑床是否生成，及時采取措施。

2.2井壁穩(wěn)定

井壁失穩(wěn)是指鉆井或完井過程中出現(xiàn)的井壁坍塌、縮徑、地層壓裂等井下復雜情況。井壁失穩(wěn)會嚴重影響鉆井速度、質量和成本，甚至延誤勘探開發(fā)的速度。而造成井壁不穩(wěn)定的實質是力學不穩(wěn)定，即當井壁巖石所受的應力超過其本身的強度時就會發(fā)生井壁不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定井壁實施的鉆井液技術措施有：

（1）確定合理的鉆井液密度。鉆井過程中，保持井壁力學穩(wěn)定的必要條件是鉆井液液柱壓力，必須大于地層坍塌壓力小于地層破裂壓力，因此穩(wěn)定井壁首先需要確定合理的鉆井液密度。

（2）優(yōu)選防塌鉆井液類型和配方。水平井鉆井液必須具有較強的抑制能力，能有效的防止井壁吸水膨脹、坍塌，同時防止鉆屑分散，以降低劣質固相含量。因此在鉆井液的配方方面應要提高鉆井液的抑制性；采用物理化學方法封堵地層的層理和裂隙，阻止鉆井液濾液進入地層；降低鉆井液高溫高壓濾失量和泥餅滲透率，盡量減少鉆井液進入地層的量等。

2.3摩阻控制

（1）泥餅質量：泥餅質量直接關系到摩擦系數(shù)的大小，薄而韌性好的泥餅可以很好的降低摩擦阻力。

（2）潤滑劑的影響：影響鉆井液潤滑性的主要因素有：鉆井液中的固相含量（劣質固相，加重劑）、鉆井液中使用的潤滑劑及乳化劑和鉆井液體系及處理劑。其中使用潤滑劑是減少鉆具和井壁摩擦最有效的方法，對于不同井別，對它使用有一定得限制，使用種類不同其效果也不同，一般來說潤滑劑的主要成分分子量越高越能配伍，則效果越好。

（3）處理劑的影響：鉆井液處理劑的合理配伍也可較好的解決鉆具潤滑，任何有機處理劑都是有親水基和親油基組成，它在維護好鉆井液膠體的基礎上，對潤滑性的貢獻表現(xiàn)在親水基團吸附在粘土表面和鉆井液水相，因此在粘土表面就有一層束縛水化膜，減少了鉆具與井壁之間的摩擦。

鉆具在重力的作用下，水平井的井內鉆具與井壁的接觸面積比直井大幅度增加，因而水平井鉆井過程中的卡鉆可能性比直井大得多，因此處理水平井摩阻問題的鉆井液技術措施有：優(yōu)選鉆井液類型與配方，降低鉆井液的濾失量、潤滑系數(shù)與泥餅摩擦系數(shù)，改善泥餅質量。

2.4防漏堵漏

井漏是在鉆井、固井、測試等作業(yè)中，各種工作液在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象。井漏發(fā)生的基本條件有：一是地層中存在能使鉆井液流動的漏失通道，如孔隙、裂縫或溶洞；二是井筒與地層之間存在能使鉆井液在漏失通道中發(fā)生流動的正壓差。在水平井鉆井過程中，井漏更容易發(fā)生，而防漏堵漏比直井難度更大，因為水平井在斜井段和大斜度井段循環(huán)過程中所加入的堵漏劑極易被沉積在井眼下側，無法封堵井眼上側的漏失地層；且絕大多數(shù)水平井的水平井段為儲層，故在水平井段鉆井所采用的防漏堵漏技術措施既要堵住漏層，又不能損害儲層，故增加了難度。

由于水平井的特殊性，水平井井漏時鉆井液應當：首先要降低鉆井液密度以達到減少鉆井液的液柱壓力；其次適當提高鉆井液的懸浮穩(wěn)定性，改善其攜巖能力，保持井眼清潔，避免沉砂引起的憋泵再把地層憋漏。在斜井段和水平段上井壁的封堵需要增加封堵材料的加量來提高堵漏材料通過井眼上側的機會；提高堵漏漿液的粘度和動切力，增強攜帶堵漏材料能力；降低堵漏漿液的頂替速度，流速宜降低到可避免井漏進一步加劇的程度。

2.5保護油氣層

鉆井的目的就是生產出商業(yè)的石油，而當侵入的濾液過多和泥餅很厚時，造成地層孔隙被鉆井液堵塞和濾液與地層作用而形成的堵塞，會把油氣資源堵死在油層中。所以，鉆水平井是獲得高產的工業(yè)油氣流，如果不采取好的油氣保護技術，則會造成投入多而產出少的情況。

水平井油氣層損害的特殊性：鉆井液與油氣層的接觸面積較大；油氣層浸泡時間較長；鉆進油氣層時的壓差較高；一旦損害，難以恢復。

技術措施：優(yōu)選完井方式；優(yōu)選鉆井方式和鉆井液密度；優(yōu)選鉆井液完井液類型。

3　現(xiàn)場應用與效果

（1）在表層鉆進期間，配制0.5%CHM膠液少量加入，增強結構，再補充3%～5%石灰石粉，增加固相為陽離子鉆井液的轉化打好基礎。

（2）陽離子鉆井液保持良好抑制性和穩(wěn)定性，二三開突出懸浮和攜帶能力，定向段及時混入乳化好的原油，強化失水造壁、攜帶能力和潤滑防卡，保證了井下安全。

（3）進入弓形山要嚴格控制濾失量，提高鉆井液防塌能力，適量增加磺化類鉆井液藥品用量和生石灰乳液的加量，防止因應力釋放造成井塌。本井采用DYFT-1磺化瀝青劑來抑制防止第三系的坍塌，減少井壁掉塊。

（4）隨井斜和位移的增大，鉆具與井壁的接觸面積增大，摩檫力和扭矩隨之增大，施工中要加大降濾失劑的用量，使井壁形成良好的泥餅，當井斜超過50°后，提高鉆井液結構性，增強懸浮、攜帶能力，防止沉砂卡鉆。

（5）進入中溝組、下溝組，攜帶是關鍵，每班補充10%的坂土漿2m3，將泥漿的坂土含量由40g/L調整到55g/L，井下明顯好轉返砂正常。

（6）完井前對鉆井液進行處理，適當減弱鉆井液結構，降低鉆井液粘切力，加入潤滑劑，使鉆井液具有良好的潤滑性，保證了測井、下套管的順利進行。

（7）利用“四級”固控設備的優(yōu)勢，振動篩使用率為100%，除砂器使用率為100%，對易造漿井段離心機使用達到純鉆時間的20%，清除鉆井液中的劣質固相，保持鉆井液良好的流變性,優(yōu)化鉆井液性能,減少了處理劑的加入，確保了鉆井液性能的穩(wěn)定。

（8）完井鉆井液性能：密度：1.20g/cm3；粘度：74s；失水：4.0mL；切力：4/10；泥餅：0.3mm；pH：9；含砂：0.3%；HTHP:9.0mL。全井無復雜、無事故。

4　結論

（1）井眼凈化：選用合理流型與鉆井液流變參數(shù)，選用適當?shù)乃苄握扯?，動切力和靜切力和鉆井液密度，改善井眼清洗效果。

（2）井壁穩(wěn)定：選用合理的鉆井液密度，降低失水，適當提高粘度，提高防塌能力，加足小陽離子和生石灰，使泥餅薄而柔韌，質密而光滑。

（3）摩阻控制：提高鉆井液的潤滑性，改善泥餅質量，加強固控設備的使用。

（4）防漏堵漏：降低鉆井液密度以達到減少鉆井液的液柱壓力，適當提高鉆井液的懸浮穩(wěn)定性，改善其攜巖能力，保持井眼清潔。

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TE254

B

1004-5716(2016)11-0044-03

2016-01-12

2016-01-18

段曉東（1984-），男（漢族），陜西富平人，工程師，現(xiàn)從事鉆井科技管理工作。