賀嬋娟

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦124000）

氯化鉀鉆井液在陳古1井的應(yīng)用

賀嬋娟*

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦124000）

隨著油氣田勘探開發(fā)中晚期的到來，遼河地區(qū)出現(xiàn)了向深部地層尋找油氣儲量的需要，研究適合深部地質(zhì)條件的鉆井液體系已成為當(dāng)務(wù)之急。遼河鉆井幾十年的實(shí)踐表明，沙河街組地層的泥頁巖失穩(wěn)，地層碳酸氣污染鉆井液并使之性能急劇惡化，較高的鉆井液溫度引起的鉆井液處理劑失效是導(dǎo)致井下復(fù)雜情況發(fā)生甚至工程報廢的原因。為了解決這一難題，鉆井液公司進(jìn)行了一系列科研探索。氯化鉀鉆井液以其獨(dú)特的抑制性機(jī)理，深受鉆井液工作者的重視。2014年鉆井液公司決定在現(xiàn)場使用氯化鉀鉆井液以滿足沙河街組地層的鉆探。

鉆井液體系；沙河街組地層；泥頁巖；氯化鉀鉆井液

1　氯化鉀鉆井液防止地層坍塌的機(jī)理

氯化鉀鉆井液可以使井壁穩(wěn)定、井下安全、井徑規(guī)則，具有明顯的防塌效果，并可提高鉆井速度，降低成本，解決了某些嚴(yán)重井塌的取得探井、超深井的防塌問題［1］。

無機(jī)鹽防止地層坍塌的機(jī)理：頁巖中的粘土礦物吸附了不同的離子，表現(xiàn)出不同的水化程度，產(chǎn)生不同的水化壓力，頁巖中的粘土發(fā)生不同程度的膨脹，其穩(wěn)定性就會受到不同程度的影響［2］。當(dāng)吸附離子給頁巖帶來的水化應(yīng)力達(dá)到足以破壞靜電引力時，離子開始向外擴(kuò)散，大量的水分子開始進(jìn)入頁巖粘土的晶格內(nèi)，就開始發(fā)生滲透水化。當(dāng)鉆井液的離子濃度增加時，鉆井液中與粘土表面吸附離子濃度差減少，滲透水化就減弱［3］。

2　現(xiàn)場應(yīng)用部分

2.1陳古1井概況

陳古1井是遼河油田勘探項目部于2014年投資開發(fā)的一口近5000m的探井，位于吳家鄉(xiāng)牛官屯東約1.2km，在西部凹陷陳家洼陷的東部，閉圈位置為陳家地區(qū)冷46井區(qū)陳家千山頂部，主要目的層為元古層，兼探Es3、Es4油層。

2.2氯化鉀鉆井液的現(xiàn)場實(shí)施

3開完畢后，取井漿送化驗室，確定實(shí)施方案。

2.2.1氯化鉀鉆井液的現(xiàn)場配置

表1　陳古1井地質(zhì)分層

測量密閉罐中鉆井液體積，精確計算之后，將3開鉆井液加水稀釋3倍后，膨潤土含量降低到1%（體積百分比）。加入1%FCLS、0.6%NaOH和1%CaO，循環(huán)均勻之后，加入8%KCl；循環(huán)均勻之后同時加入3% SMP-Ⅱ和3%SPNH；循環(huán)均勻之后加入XC和重晶石，密度和粘度達(dá)到要求后，鉆水泥塞，鉆進(jìn)。

2.2.2氯化鉀鉆井液的性能現(xiàn)場調(diào)節(jié)

在鉆進(jìn)過程中，氯化鉀鉆井液表現(xiàn)出驚人的穩(wěn)定性。隨著鉆井進(jìn)尺的增加，鉆井液的粘度不斷并未增加，反而略有下降，只需補(bǔ)充少量的增粘劑PAC或XC和為保證KCl含量而補(bǔ)充KCl外沒有其他工作［4］。在鉆進(jìn)到3860m后為預(yù)防粘卡加入2%JLX（聚合醇），在鉆進(jìn)到3910m后為降低取芯鉆進(jìn)扭矩加入2%PT001（無熒光潤滑劑），在四開完鉆后為保證完井工作順利補(bǔ)充了2%JLX并使用了500kg塑料小球。

表2　配制完后的氯化鉀鉆井液性能

表3　氯化鉀鉆井液的維護(hù)處理

2.2.3氯化鉀鉆井液的取樣化驗情況

由于氯化鉀鉆井液在遼河油田勘探項目部投資的重點(diǎn)探井上使用，也為了掌握更多的氯化鉀鉆井液信息，鉆井液公司化驗室對井漿進(jìn)行了密切跟蹤。

2.3氯化鉀鉆井液的實(shí)施效果

陳古1井從四開鉆進(jìn)到下技術(shù)套管固井歷時26d起下鉆共計16次沒有出現(xiàn)井塌劃眼現(xiàn)象，均一次到底，開泵正常，電測和下套管順利［5］。測井結(jié)果顯示井徑規(guī)則。說明這套鉆井液體系滿足了鉆井需要，解決了沙河街組地層的泥頁巖失穩(wěn)，地層碳酸氣污染鉆井液并使之性能急劇惡化，較高的地層溫度引起鉆井液處理劑失效等棘手問題，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期目的。

3　認(rèn)識和體會

（1）使用這套氯化鉀分散型鉆井液體系滿足了陳古1井沙河街地層的鉆進(jìn)需要，使井壁穩(wěn)定、井下安全、井徑規(guī)則，具有明顯的防塌效果。

（2）氯化鉀分散型鉆井液體系抑制性能強(qiáng)、性能穩(wěn)定、維護(hù)處理簡單。

（3）氯化鉀鉆井液的使用成本較高，建議從以下幾點(diǎn)來降低成本：①擴(kuò)大使用井段，從二開一開始就使用，在密度較低時使用不分散型鉆井液，密度較高時轉(zhuǎn)化成分散型鉆井液；②由于氯化鉀鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性，其失水控制可適當(dāng)放寬，減少降失水劑的加量；③適當(dāng)采用預(yù)水化膨潤土作為提粘劑，減少價格昂貴的美國產(chǎn)PAC和XC的加量；④優(yōu)選價格便宜的提粘劑取代PAC和XC。

（4）由于沒有KOH現(xiàn)貨，陳古1井氯化鉀鉆井液體系在使用過程中用NaOH代作pH調(diào)節(jié)劑，這可能會降低體系的抑制能力［6］。

（5）設(shè)計和使用氯化鉀鉆井液體系的初衷并不是要單純降低泥漿的成本，而是要確保鉆井安全快速，節(jié)省鉆井周期，提高鉆井綜合效益。

［1］于培志，錢曉琳，王西江，等.正電性鉆井液在塔河油田的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2010，26（2）：88-89.

［2］牛曉，沈青云，于培志，等.陽離子懸乳液鉆井液在塔河油田定向井的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2011，28（1）：81-83.

［3］陳軍，王學(xué)軍，高遠(yuǎn)鵬，等.石蠟納米乳液鉆井液技術(shù)在水平井中的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2010，27（4）：87-89.

［4］陳亮，王立峰，楊興福，等.陽離子乳液聚合物在YK15H井的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2009，26（2）：120-122.

［5］艾中華，郭健康，唐德釗.新型KCl/硅酸鈉鉆井液在強(qiáng)水化分散泥頁巖中的應(yīng)用［J］.石油鉆探技術(shù)，2013，37（5）：77-80.

［6］趙利，郭延輝，李競.金河1井有機(jī)鹽氯化鉀高密度鉆井液技術(shù)［J］.鉆井液與完井液，2012，28（1）：78-80.

TE254.6

B

1004-5716（2016）10-0027-02

2015-11-02

2015-11-04

賀嬋娟（1984-），女（漢族），湖北天門人，工程師，現(xiàn)從事油田化學(xué)方面的研究工作。