劉忠兵，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井鉆井液技術(shù)服務(wù)中心，新疆輪臺(tái)841600）

塔河油田TP269X井鉆井液應(yīng)用技術(shù)探討

劉忠兵*，戚晶晶，武兵杰

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井鉆井液技術(shù)服務(wù)中心，新疆輪臺(tái)841600）

TP269X井位于阿克庫(kù)勒凸起西南斜坡構(gòu)造上，是西北油田分公司部署在塔河托甫臺(tái)新三級(jí)井深結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)裸眼井，托甫臺(tái)二區(qū)塊該結(jié)構(gòu)井鄰井資料少，井下發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)高。二疊系井漏引起起下鉆遇阻卡、劃眼困難和卡鉆等井下復(fù)雜情況，針對(duì)這些復(fù)雜情況，現(xiàn)場(chǎng)使用了KCl-聚磺鉆井液和聚胺鉆井液，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，這2種鉆井液體系具有抑制性強(qiáng)、流變性易于控制和良好的防塌性滿足了鉆井施工的要求。

井眼穩(wěn)定；二疊系；KCl-聚磺鉆井液；聚胺鉆井液

超深井井底處于高溫和高壓條件下，鉆進(jìn)井段長(zhǎng)而且有大段裸眼，還要鉆穿許多復(fù)雜地層，因此其作業(yè)條件比一般井要苛刻得多，于是對(duì)鉆井液的發(fā)酵、增稠及失效等變化，從而使鉆井液的性能發(fā)生劇變，并且不易調(diào)整和控制，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致鉆井作業(yè)無(wú)法正常進(jìn)行；而伴隨著二疊系井漏這種情況下，發(fā)生下鉆遇阻卡、劃眼困難和卡鉆等井下復(fù)雜情況的可能性會(huì)大大增加，欲保持鉆井液良好的流變性和較低的濾失量亦會(huì)更加困難?，F(xiàn)場(chǎng)使用了KCl-聚磺鉆井液和聚胺鉆井液，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明這2種鉆井液體系具有抑制性強(qiáng)、流變性易于控制和良好的防塌性滿足了鉆井施工的要求。

1　地質(zhì)概況

TP269X井白堊系及以上地層砂巖發(fā)育，易滲透縮徑，康村組、吉迪克泥巖含石膏；三疊系、石炭系、志留系柯坪塔格組和奧陶系桑塔木組泥巖易吸水剝落、垮塌；二疊系110m火成巖易漏需做好防塌防漏工作。

2　鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

（1）該區(qū)三級(jí)井身結(jié)構(gòu)實(shí)鉆井少，鄰井資料（僅TP267X井采用三級(jí)井身結(jié)構(gòu)）井下發(fā)生復(fù)雜情況和事故風(fēng)險(xiǎn)高；

（2）高滲透砂礫巖易形成厚泥餅及泥巖水化膨脹造成井眼縮徑，使起下鉆阻卡嚴(yán)重；

（3）上部地層井眼大、鉆速快，易造成固相污染；

（4）侏羅系存在煤層及炭質(zhì)泥巖，易出現(xiàn)井壁失穩(wěn)，三疊系、石炭系的深灰色硬脆性泥巖易出現(xiàn)剝蝕、掉塊，形成不規(guī)則井眼，造成電測(cè)阻卡；

（5）二疊系110m存在英安巖、玄武巖，易塌、易漏；

（6）三疊系、石碳系存在軟泥巖，易造成鉆頭泥包；

（7）泥盆系東河塘組地層壓力低、滲透性高，易發(fā)生壓差卡鉆。

3　鉆井液體系的選擇

本井嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)體系施工，一開(kāi)（0～1200m）鉆井液使用聚合物鉆井液體系。二開(kāi)（1200～4200m）使用聚合物鉆井液體系，（4200～6178m）使用KCl-聚磺鉆井液體系，三開(kāi)（6178～6372m）定向造斜采用聚磺混油鉆井液，通過(guò)實(shí)鉆看鉆井液體系的正確選擇滿足井下正常的需要。

4　TP269X井現(xiàn)場(chǎng)鉆井液技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1一開(kāi)井段（0～1200m）

一開(kāi)使用的是聚合物鉆井液體系，一開(kāi)鉆井液配方為：8%～10%坂土+0.5%CMC-HV+0.5%KPAM+ 0.4%～0.8%NH4HPAN。

井眼大，泵排量受限，環(huán)空返速極低，地層滲漏較大，因此維持較高的鉆井液粘度和切力是保證攜砂的關(guān)鍵，用10%的坂土漿鉆進(jìn)200m，保證上部井眼的穩(wěn)定，進(jìn)入長(zhǎng)段泥巖后，及時(shí)補(bǔ)充聚合物KPAM和NH4HPAN等處理劑，抑制地層的造漿和降低濾失，保證鉆井液性能的穩(wěn)定和井壁的穩(wěn)定。同時(shí)使用好四級(jí)固控設(shè)備，使用率為100%，每班補(bǔ)充膠液量在50m3左右，補(bǔ)充水化坂土漿將鉆井液粘度控制在60s以上，確保一開(kāi)下套管順利到位。

4.2二開(kāi)井段（1200～6178m）

4.2.11200～4200m井段

二開(kāi)使用聚合物鉆井液體系，二開(kāi)鉆井液配方為：一開(kāi)井漿+0.3%KPAM+0.2%～0.5%NH4HPAN+1% QS-2+0.5%～1%PB-1。鉆進(jìn)使用好四級(jí)固控設(shè)備，特別是除砂器和離心機(jī)，鉆井液排量為50～60L/s，振動(dòng)篩篩網(wǎng)使用160目，坂含控制在30～35g/L，粘度控制在40～45s，鉆井液密度隨著井深的增加逐步提高，上部地層滲透性好，泥漿消耗量大。使用1%～3%超細(xì)碳酸鈣配合使用適量隨鉆封堵劑、屏蔽暫堵劑PB-1、瀝青FT-1加強(qiáng)鉆井液的封堵能力改善鉆井液的造壁性，以利于在井壁迅速形成光滑而致密的泥餅，降低消耗量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況補(bǔ)充10%的水化坂土漿，保證鉆井液的攜砂性和失水造壁性。每次加重鉆井液前都要使用離心機(jī)2周最大限度清除無(wú)用固相，再加入屏蔽暫堵劑減少加重后的鉆井液漏失。通過(guò)采取以上措施，每天的膠液量由120m3降低為70m3。必須在泥漿溫度起來(lái)了后加入瀝青才有效果，將屏蔽暫堵技術(shù)貫穿于全井。

4.2.24200～6178m井段

本段使用的是KCl-聚磺鉆井液體系。井深4200m進(jìn)行了鉆井液體系轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化前做好室內(nèi)小型實(shí)驗(yàn)。

（1）鹽水鉆井液的轉(zhuǎn)化和維護(hù)應(yīng)遵循以護(hù)膠為主、降粘為輔的原則，一般規(guī)律是含鹽量越低，降粘問(wèn)題越突出，含鹽量越高，護(hù)膠問(wèn)題越重要。所以轉(zhuǎn)化時(shí)加入抗鹽降濾失劑，保證轉(zhuǎn)化后的性能。高濃度降濾失膠液配方：0.1%NaOH+5%～6%PAC-LV+4%～6% SMP-2+4%～6%SPNH+0.3%～0.5%KPAM（DS-301復(fù)配）。

（2）使用離心機(jī)清除無(wú)用固相，加入循環(huán)漿總量1/4～1/3膠液降低循環(huán)漿膨潤(rùn)土含量，將膨潤(rùn)土含量降至30g/L左右，然后循環(huán)加入5%KCl粉劑。循環(huán)2周后根據(jù)鉆井液的性能配制膠液調(diào)整鉆井液性能達(dá)設(shè)計(jì)要求。

（3）轉(zhuǎn)型完成后，日常維護(hù)中及時(shí)補(bǔ)充KCl，使Cl-離子保持在28000mg/L以上。鉆井液處理以少聚多磺為主，加大磺化材料的用量，提高鉆井液的抗高溫和抗污染的能力。

鉆二疊系時(shí)，加強(qiáng)坐崗，應(yīng)適當(dāng)降低排量（25～28L/s為宜，尤其是在進(jìn)入二疊系前和鉆穿后的2個(gè)交界面），比重控制在1.28g/cm3。減少鉆井液對(duì)井壁的沖蝕，同時(shí)也可降低環(huán)空壓耗，防止發(fā)生井漏。現(xiàn)場(chǎng)以打鉆和起下鉆不漏為準(zhǔn)，不進(jìn)行承壓堵漏。運(yùn)用好屏蔽暫堵技術(shù)，鉆進(jìn)時(shí)加入1%QS-2、1%PB-1、1%CXD（細(xì)）進(jìn)行封堵。

屏蔽暫堵具有與漏層、孔隙喉道相匹配的固相顆粒，由于壓差的作用，在漏層近井壁孔喉產(chǎn)生有效填充堵孔，形成極低滲透的環(huán)帶，暫堵濾餅可以實(shí)現(xiàn)“零滲透”，減少粘土的水化膨脹、微粒運(yùn)移、減少地層滲漏。

（1）鉆進(jìn)至井深4996m起鉆更換鉆頭下鉆發(fā)生井漏，配制堵漏漿承壓堵漏，配方：4%中粗核桃殼+3%細(xì)核桃殼+6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98細(xì)+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（細(xì)）+4%～6%HHH配制30%以上的橋漿堵漏，承壓后恢復(fù)鉆進(jìn)。

該井段使用的是KCl-聚磺鉆井液體系，配方為：三開(kāi)井漿+2%～4%SMP-2+2%～4%SPNH+1%LV-PAC+ 0.2%NaOH+0.05%KPAM+1%～3%FT-1+1%～3% RHJ-3。

為保證石炭系、志留系柯坪塔格易塌地層井壁穩(wěn)定，提高鉆井液密度至1.33g/cm3

（2）提密度前做到先封堵后提高密度的原則，封堵主要以QS-2和屏蔽暫堵劑PB-1為主，加量為1%～3%，提高鉆井液的防塌封堵性。防止提高密度后發(fā)生井漏和起下鉆遇阻卡現(xiàn)象，定期加入潤(rùn)滑劑保證鉆井液的潤(rùn)滑性。

（3）繼續(xù)鉆進(jìn)施工中存在常規(guī)堵漏材料在高溫高壓及長(zhǎng)時(shí)間液體浸泡的情況下，易水化變軟變形，導(dǎo)致封堵失效，產(chǎn)生反復(fù)性漏失的現(xiàn)象。鉆進(jìn)至井深5381m發(fā)生井漏。

堵漏配方：①5%CXD+3%SQD-98粗+3%SQD-98細(xì)+2%云母+2%PB-1+4%蛭石（細(xì)）+4%中粗核桃殼+3%細(xì)核桃殼承壓間斷泵入泥漿12m3，壓力6MPa↘0MPa，堵漏失敗。

②6%CXD+4%SQD-98粗+3%SQD-98細(xì)+3%云母+2%PB-1+4%蛭石（細(xì)）+4%中粗核桃殼+3%細(xì)核桃殼+6%HHH承壓堵漏地層吃入25.8m3，壓力5.6MPa↘4.2MPa。

（4）由前期承壓效果來(lái)看托甫臺(tái)二區(qū)塊承壓能力低，后期采用強(qiáng)抑制性、低濾失鉆井液進(jìn)行柯坪塔格組易垮塌地層鉆進(jìn)，不提高鉆井液密度，密度控制在1.30g/cm3鉆至二開(kāi)中完井深。

4.3三開(kāi)井段（6178～6372m）

三開(kāi)井段是本井的目的層，鉆井液體系是聚磺混油鉆井液體系，配方為：基漿+3%SMP-2+3%SPNH+ 2%PAC-LV。

（1）按設(shè)計(jì)使用密度為1.15g/cm3鉆井液，加入QS-2、PB-1、乳化原油等材料，調(diào)整好鉆井液性能后鉆進(jìn)。

（2）由于149.2mm井眼間隙小、返速低，排量只有16L/s，為了保證攜砂性，膨潤(rùn)土含量控制在30g/L，該井段井溫較高，鉆進(jìn)中及時(shí)補(bǔ)充SMP-2、SPNH、JBF-2等抗溫材料，提高鉆井液的抗溫性和體系的穩(wěn)定性。

（3）根據(jù)井下情況及時(shí)調(diào)整鉆井液密度。

（4）保持鉆具始終處于活動(dòng)狀態(tài)，摩阻系數(shù)控制在0.1以內(nèi)，減少粘卡的機(jī)會(huì)。

在直井段調(diào)整好鉆井液性能，開(kāi)始造斜時(shí)可以補(bǔ)充1%的RHJ-3來(lái)改善泥餅質(zhì)量提高防塌性能，井斜15°時(shí)開(kāi)始補(bǔ)充乳化好的原油4%。補(bǔ)充原油時(shí)視井下提升摩阻和扭矩變化，再按循環(huán)周補(bǔ)充，確保潤(rùn)滑性良好。

5　結(jié)論和認(rèn)識(shí)

（1）加足高分子聚合物處理劑，利用高分子聚合物具有抑制頁(yè)巖分散的作用，有效地抑制了上部井段泥、砂巖分散造漿，維持低密度鉆井液鉆進(jìn)，提高機(jī)械速度。

（2）鉆進(jìn)300m，堅(jiān)持短起下鉆，降低鉆屑在砂泥巖地層的滲透堆積，確保井眼的通暢，減少起下鉆的阻卡。

（3）二疊系漏失，選擇使用橋漿堵漏、水泥復(fù)合堵漏、重晶石塞堵漏等工藝，從堵漏效果、施工時(shí)間和下步施工計(jì)劃共同考慮優(yōu)選方案，不僅要提高堵漏效果還要降低成本縮短施工時(shí)間。

（4）聚胺鉆井液防塌能力強(qiáng)，加量少且易維護(hù)，能明顯的降低井壁失穩(wěn)，可在二疊系、石炭系推廣使用。

（5）超深井鉆井液防塌、潤(rùn)滑性能、抗高溫性能的維護(hù)，鉆具懸重大、摩阻大、提高鉆井液的潤(rùn)滑性能減少井下復(fù)雜情況。

（6）具有良好的高溫流變性。在高溫下能否保證鉆井液具有很好的流動(dòng)性和攜帶、懸浮巖屑的能力至關(guān)重要。對(duì)于深井加重鉆井液，尤其應(yīng)加強(qiáng)固控，并控制膨潤(rùn)土含量以避免高溫增稠。必要時(shí)可通過(guò)加入生物聚合物等改進(jìn)流型，提高攜屑能力；加入抗高溫的稀釋劑控制靜切力。

（7）具有良好的潤(rùn)滑性。當(dāng)固相含量很高時(shí)，防止卡鉆尤為重要。此時(shí)可通過(guò)加入抗高溫的液體或固體潤(rùn)滑劑，以及混油等措施來(lái)降低摩阻

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TE254

A

1004-5716（2016）06-0049-03

2016-02-24

2016-02-25

劉忠兵（1967-），男（漢族），四川資陽(yáng)人，助理工程師，現(xiàn)從事鉆井液技術(shù)管理工作。