杜蘇 樊永寧 艾潤(rùn)星 王曉東 李楠(西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200)

魯克沁油田英也爾構(gòu)造復(fù)雜地層鉆井液技術(shù)

杜蘇 樊永寧 艾潤(rùn)星 王曉東 李楠(西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善838200)

魯克沁油田英也爾構(gòu)造鉆井地質(zhì)條件復(fù)雜，井壁失穩(wěn)與斜井段粘卡問(wèn)題突出，通過(guò)地層壓力、地層特性研究，揭示出了該構(gòu)造復(fù)雜機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，針對(duì)性的優(yōu)選出有機(jī)鹽與陽(yáng)離子鉆井液體系，兩種體系在抑制泥頁(yè)巖膨脹分散、維持井壁穩(wěn)定、降低管柱摩阻和扭矩、保持井眼清潔等方面具有明顯優(yōu)越性，能夠滿足該區(qū)域作業(yè)要求。

鉆井液體系優(yōu)選；英也爾構(gòu)造；井壁穩(wěn)定；粘卡

1 復(fù)雜機(jī)理研究

1.1 地層三壓力研究

利用鄰井鉆井及測(cè)井資料分析計(jì)算地層壓力，N1t～T2k地層孔隙壓力系數(shù)0.96～1.02，屬正常壓力，P2w(梧桐溝組)含高壓鹽水，最高孔隙壓力1.29；坍塌壓力隨井深逐步增大，J2x(西山窯組)1.35，P2w(梧桐溝組)1.38；破裂壓力普遍較高，在1.45～1.88之間；完成井鉆井液密度普遍超過(guò)1.45g/cm3，密度偏高，增加大斜度定向井發(fā)生粘卡的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 復(fù)雜地層物性分析

上侏羅系齊古組～七克臺(tái)組以紫紅色、灰綠色泥巖為主，易水化膨脹縮徑遇阻；中侏羅系三間房～西山窯中上部為紫紅色泥巖，下部為灰色泥巖與泥質(zhì)粉砂巖互層，夾2～4m薄煤層，粉砂巖單層厚度5～8m，孔隙度15～30%，煤層、灰色泥巖易坍塌卡鉆；三疊系克拉瑪依組以厚層砂礫巖為主，單層厚度150m，總厚度375m，孔隙度23～33%，易發(fā)生粘附卡鉆；二疊系梧桐溝組上部為大套褐色泥巖夾細(xì)砂巖，中下部以扇三角洲根至扇中部位的雜色砂礫巖為主，單層厚度為60m，總厚度＞150m，孔隙度一般介于17～35%，鉆井液易受污染、坍塌蹩泵埋鉆、粘附卡鉆事故多發(fā)。

1.3 全巖礦物組分分析

取英也爾構(gòu)造齊克臺(tái)組(J2q)～梧桐溝組(P2w)泥巖塌塊，用X-射線衍射進(jìn)行礦物組分分析：地層礦物以粘土、石英和長(zhǎng)石為主，石英含量30～45%，鉀長(zhǎng)石6～11%，斜長(zhǎng)石22～25%，粘土礦物42～34%；粘土含量較高，侏羅系粘土含量相對(duì)三疊系、二疊系含量高，齊古組含量最高達(dá)到42%。

1.4 粘土礦物組分分析

粘土礦物以伊/蒙混層為主，伊利石次之，并含有少量的高嶺石和綠泥石。其中侏羅系伊/蒙混層含量達(dá)到70%以上，間層比40～60%；三疊系、二疊系在50%左右，混層比40～60%，表明其易于水化。

1.5 泥頁(yè)巖理化性能

泥頁(yè)巖地層井壁失穩(wěn)與其理化性能緊密相關(guān)，巖屑回收率為18.11～40.22%，回收率較低，具有較強(qiáng)的水化分散特性。侏羅系的齊古組J3q、七克臺(tái)J2q、三間房J2s以及三疊系克拉瑪依組T2k回收率小于25%，屬于強(qiáng)分散地層，西山窯組、梧桐溝組回收率30～40%。

2 鉆井液體系優(yōu)選

選擇抑制性強(qiáng)、抗污染性能好的KCL、陽(yáng)離子鉆井液以及目前西部油田比較流行的有機(jī)鹽與聚磺鉆井液進(jìn)行性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)配方如下：

(1) 聚磺鉆井液：4%土粉+0.3%ZNP-1+2%PSC+2%HS-2+3%DBFT-201+2%QCX-1+2%QCX-2+0.1%NaOH+5%WDN-5；

(2) KCL—聚磺鉆井液：4%土粉+0.2%ZNP-1+7%KCL+2%SMP-2+0.5%CMC+2%SPNH+3%DBFT-201+3%WDN-5+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.2%KOH；

(3) 有機(jī)鹽鉆井液：4%土粉+0.2%IND30+1%NAT20+5%Weigh2+3%DBFT-201+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.1%NaOH；

(4) 陽(yáng)離子鉆井液：4%土粉+0.2%CHM+0.6%NW-1+1%HS-1+2%HS-2+3%DBFT-201+2%QCX-1（400～600目）+2%QCX-2（600～800目）+0.2%CaO；

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：三種鉆井液抑制性、抗鹽、抗鈣以及抗坂土污染能力均優(yōu)于聚磺鉆井液體系，封堵、抗溫性能相當(dāng)，KCL-聚磺鉆井液對(duì)該區(qū)域泥頁(yè)巖的抑制性能稍低于有機(jī)鹽和陽(yáng)離子鉆井液，且配方較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)處理難度大，因此選擇有機(jī)鹽、陽(yáng)離子鉆井液進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

有機(jī)鹽、陽(yáng)離子鉆井液在英也爾構(gòu)造共應(yīng)用8口井。抑制包被性優(yōu)于聚磺鉆井液，坂含固相得到有效控制，鉆井液中亞微米固相含量降低，泥餅薄、韌、致密，滑動(dòng)鉆進(jìn)軌跡控制井段“托壓”現(xiàn)象減少90%，鉆井速度提高明顯；防塌效果好，井徑擴(kuò)大率控制在8%以內(nèi)，基本杜絕蹩泵現(xiàn)象；復(fù)雜事故時(shí)效同比降低85%，起下鉆管柱摩阻由15～20噸降為6～12噸。其中英平12井在井深3267m起鉆等停4天，通井無(wú)掛卡。

4 結(jié)語(yǔ)

有機(jī)鹽與陽(yáng)離子鉆井液抑制包被性優(yōu)于聚磺鉆井液，能有效抑制泥頁(yè)巖的水化膨脹、分散，防坍塌、抗污染能力強(qiáng)，固相積累、粘附卡鉆、巖屑床等問(wèn)題得到了解決；能夠滿足該構(gòu)造復(fù)雜地質(zhì)條件下長(zhǎng)裸眼大斜度井以及水平井鉆井要求，能大幅減少滑動(dòng)鉆進(jìn)中“托壓”現(xiàn)象，加快鉆井速度，提速效果明顯。

[1]秦永和.大港油田大位移井鉆井實(shí)踐和技術(shù)最新進(jìn)展.石油鉆探技術(shù)，2006,34（4）:30-33.

[2]謝彬強(qiáng)，邱正松，黃維安，沈忠厚等.大位移井鉆井液關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J]．鉆井液與完井液，2012，29(2)：76．82．

[3]呂開河等．“多元協(xié)同”鉆井液研究及應(yīng)用[J]．鉆井液與完井液，2012，29(2)：1—4．

杜蘇(1971－)，男，高級(jí)工程師，2009年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)在從事鉆井液技術(shù)研究與管理工作。