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(shù)的應(yīng)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(jìn)技術(shù)是指石油鉆進(jìn)過程中，通過控制鉆頭鉆進(jìn)軌跡，使之沿油層的走向鉆進(jìn)，以最大限度的增加油層的產(chǎn)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(shù)的應(yīng)用。

水平井；鉆井液技術(shù)；鴨K區(qū)塊

1　概述

水平井鉆井液是鉆井技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，和鉆直井相比涉及到了新的工藝和新的技術(shù)，因水平井井眼傾斜，在鉆進(jìn)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(duì)鉆井液技術(shù)提出了更高的要求，在水平井鉆井液的設(shè)計(jì)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(guān)鍵技術(shù)在于井眼凈化，井壁穩(wěn)定，摩阻控制，防漏堵漏及保護(hù)油氣層等方面。

2　水平井鉆井液技術(shù)

2.1水平井井眼凈化

水平井井眼清潔是鉆進(jìn)過程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，井眼凈化不好會(huì)導(dǎo)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(jìn)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(shí)現(xiàn)水平井井眼凈化的鉆井液技術(shù)措施主要有：選用合理流型與鉆井液流變參數(shù)；適當(dāng)增加鉆井液密度，改善井眼清洗效果；同時(shí)檢測返出巖屑量，監(jiān)控巖屑床是否生成，及時(shí)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(fù)雜情況。井壁失穩(wěn)會(huì)嚴(yán)重影響鉆井速度、質(zhì)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(shí)質(zhì)是力學(xué)不穩(wěn)定，即當(dāng)井壁巖石所受的應(yīng)力超過其本身的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生井壁不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定井壁實(shí)施的鉆井液技術(shù)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(xué)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(qiáng)的抑制能力，能有效的防止井壁吸水膨脹、坍塌，同時(shí)防止鉆屑分散，以降低劣質(zhì)固相含量。因此在鉆井液的配方方面應(yīng)要提高鉆井液的抑制性；采用物理化學(xué)方法封堵地層的層理和裂隙，阻止鉆井液濾液進(jìn)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(jìn)入地層的量等。

2.3摩阻控制

（1）泥餅質(zhì)量：泥餅質(zhì)量直接關(guān)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(zhì)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(duì)于不同井別，對(duì)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(jī)處理劑都是有親水基和親油基組成，它在維護(hù)好鉆井液膠體的基礎(chǔ)上，對(duì)潤滑性的貢獻(xiàn)表現(xiàn)在親水基團(tuán)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(nèi)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(shù)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?zāi)Σ料禂?shù)，改善泥餅質(zhì)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(dòng)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(dòng)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?yàn)樗骄谛本魏痛笮倍染窝h(huán)過程中所加入的堵漏劑極易被沉積在井眼下側(cè)，無法封堵井眼上側(cè)的漏失地層；且絕大多數(shù)水平井的水平井段為儲(chǔ)層，故在水平井段鉆井所采用的防漏堵漏技術(shù)措施既要堵住漏層，又不能損害儲(chǔ)層，故增加了難度。

由于水平井的特殊性，水平井井漏時(shí)鉆井液應(yīng)當(dāng)：首先要降低鉆井液密度以達(dá)到減少鉆井液的液柱壓力；其次適當(dāng)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(cè)的機(jī)會(huì)；提高堵漏漿液的粘度和動(dòng)切力，增強(qiáng)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(jìn)一步加劇的程度。

2.5保護(hù)油氣層

鉆井的目的就是生產(chǎn)出商業(yè)的石油，而當(dāng)侵入的濾液過多和泥餅很厚時(shí)，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(huì)把油氣資源堵死在油層中。所以，鉆水平井是獲得高產(chǎn)的工業(yè)油氣流，如果不采取好的油氣保護(hù)技術(shù)，則會(huì)造成投入多而產(chǎn)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(shí)間較長；鉆進(jìn)油氣層時(shí)的壓差較高；一旦損害，難以恢復(fù)。

技術(shù)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(yīng)用與效果

（1）在表層鉆進(jìn)期間，配制0.5%CHM膠液少量加入，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，再補(bǔ)充3%～5%石灰石粉，增加固相為陽離子鉆井液的轉(zhuǎn)化打好基礎(chǔ)。

（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(shí)混入乳化好的原油，強(qiáng)化失水造壁、攜帶能力和潤滑防卡，保證了井下安全。

（3）進(jìn)入弓形山要嚴(yán)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(yīng)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(dāng)井斜超過50°后，提高鉆井液結(jié)構(gòu)性，增強(qiáng)懸浮、攜帶能力，防止沉砂卡鉆。

（5）進(jìn)入中溝組、下溝組，攜帶是關(guān)鍵，每班補(bǔ)充10%的坂土漿2m3，將泥漿的坂土含量由40g/L調(diào)整到55g/L，井下明顯好轉(zhuǎn)返砂正常。

（6）完井前對(duì)鉆井液進(jìn)行處理，適當(dāng)減弱鉆井液結(jié)構(gòu)，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(jìn)行。

（7）利用“四級(jí)”固控設(shè)備的優(yōu)勢，振動(dòng)篩使用率為100%，除砂器使用率為100%，對(duì)易造漿井段離心機(jī)使用達(dá)到純鉆時(shí)間的20%，清除鉆井液中的劣質(zhì)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(fù)雜、無事故。

4　結(jié)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(dāng)?shù)乃苄握扯?，?dòng)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(dāng)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(zhì)密而光滑。

（3）摩阻控制：提高鉆井液的潤滑性，改善泥餅質(zhì)量，加強(qiáng)固控設(shè)備的使用。

（4）防漏堵漏：降低鉆井液密度以達(dá)到減少鉆井液的液柱壓力，適當(dāng)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。