劉永剛 王成鑫 孫志強(qiáng)(川慶鉆探長慶鉆井總公司,陜西 西安 710018)

河套盆地氣探安全鉆井技術(shù)

劉永剛 王成鑫 孫志強(qiáng)(川慶鉆探長慶鉆井總公司,陜西 西安 710018)

河套盆地氣探井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市，具有井眼尺寸大，下部地層礫石含量高，易發(fā)生攜砂困難，鉆具失效等難點(diǎn)。同時(shí)因地層新、成巖差、泥巖段長、造漿嚴(yán)重，易引起井壁失穩(wěn)，泥包鉆頭。需要形成一套保證攜砂，防止鉆頭泥包，防坍塌的鉆井液工藝。對(duì)比分析該區(qū)塊存在的難點(diǎn)，優(yōu)化鉆井液體系，確保了井下安全。

河套盆地;井壁失穩(wěn);鉆頭泥包

1 主要難點(diǎn)

1.1 井壁失穩(wěn)

原因分析：膠泥、軟泥段長，膠結(jié)疏松成巖差，節(jié)理、微裂縫發(fā)育。當(dāng)鉆開地層時(shí)，鉆井液濾液沿裂縫進(jìn)入，易引起固體顆粒的剝落，降低了地層之間的膠結(jié)力，在外力作用下易發(fā)生破裂，造成坍塌。

防塌思路：

①選用合理的鉆井液密度，保持井壁力學(xué)穩(wěn)定；防止起鉆時(shí)的抽吸作用；起鉆時(shí)及時(shí)灌滿泥漿；井漏造成液柱壓力降低等。

②優(yōu)選防塌鉆井液類型和配方，采用物理化學(xué)方法阻止或抑制地層的水化作用。

1.2 鉆頭泥包

原因分析：河套群組、烏蘭圖克組、五原組巖性均以膠泥、軟泥為主，臨河組、烏拉特組、畢克齊組巖性以泥巖為主。且取芯主要層位為臨河組與固陽組。泥巖裸眼段長，起下鉆過程撐刮井壁造成鉆頭扶正器處膠泥聚集，引起泥包。

防泥包思路：優(yōu)選防塌鉆井液類型和配方，加強(qiáng)鉆井液抑制能力、增強(qiáng)對(duì)鉆頭沖刷、減少固相含量。

1.3 礫石含量高

固陽組起地層含大量礫石約占巖屑55%，破壞鉆頭影響鉆時(shí)，同時(shí)要求鉆井液必須有更好的攜砂能力。

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

分別用復(fù)合鹽和聚磺鉆井液對(duì)井塌泥巖樣品做70℃滾動(dòng)回收對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察巖樣水化分散情況，考查兩種鉆井液體系抑制防塌效果。

體系 巖樣質(zhì)量g滾動(dòng)48小時(shí)質(zhì)量g回收率%滾動(dòng)96小時(shí)質(zhì)量g 回收率%滾動(dòng)144小時(shí)質(zhì)量g 回收率%

復(fù)合鹽聚磺55.80 51.78 54.48 50.36 97.63 97.25 53.03 47.18 95.03 91.12 51.29 44.81 91.92 86.54

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明1#復(fù)合鹽體系能有效的控制失水進(jìn)入地層，對(duì)抑制泥巖水化膨脹能力強(qiáng)，粘切低，能有效解決鉆頭泥包。

3 配方的確定

推薦配方：

井漿+0.1%NaOH+0.1%PAC+1-1.5%SMP-2+1.5-2%SFT-1+1.5%GD-K+8-10%HCOONa+3-4%KCl

轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)：

在五原組開始轉(zhuǎn)化體系，轉(zhuǎn)化體系時(shí)加入HCOONa和KCl。

性能：

進(jìn)入臨河組時(shí)提高鉆井液密度至1.25g/cm3以上，平衡地層。防止井壁失穩(wěn)后被動(dòng)提高密度，同時(shí)引起粘切過高，泥包鉆頭。

4 現(xiàn)場(chǎng)效果

4.1 鉆井液技術(shù)成熟，井深結(jié)構(gòu)四變二

隨著鉆井液技術(shù)的逐步成熟，形成一套適合河套盆地的鉆井液體系，保障了井下安全。由原來的四開結(jié)構(gòu)井逐步改變?yōu)槎_結(jié)構(gòu)井。

4.2 轉(zhuǎn)化提前，電測(cè)一次成功

優(yōu)化鉆井液配方后，井壁穩(wěn)定。電測(cè)時(shí)由隆1井的遇阻通井變?yōu)橐淮纬晒Α?/p>

4.3 降粘增抑制，解決鉆頭泥包

鉆井液中加大甲酸鈉含量，引入適量K+大大提高鉆井液抑制性，降低鉆井液粘切，解決了鉆頭泥包問題。

4.4 雙管齊下，保證井壁穩(wěn)定

轉(zhuǎn)化體系初適量提高鉆井液密度，同時(shí)增強(qiáng)鉆井液封堵抑制性。在物理防塌、化學(xué)防塌同時(shí)作用，確保井壁穩(wěn)定。

4.5形成體系，降低鉆井液成本

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，形成了一套適合河套盆地氣探井的鉆井液技術(shù)。保證了井下安全，減少了鉆井周期，提高了機(jī)械鉆速，降低了成本。

4.6 取芯收獲率達(dá)98%以上

5 結(jié)語

(1)摸索形成的體系與地層配伍性好。

(2)提前至五原組轉(zhuǎn)化體系，臨河組人為提高密度，保證了井壁穩(wěn)定。

(3)加大甲酸鈉含量，引入適量K+大大提高鉆井液抑制性，降低鉆井液粘切，解決了鉆頭泥包問題。

(4)前期預(yù)防保證了井下安全，減少了鉆井周期，提高了機(jī)械鉆速，降低了成本。

[1]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].東營：中國石油大學(xué)出版社，2006.

[2]邱正松 韓祝國 徐加放，等.KCl/聚合醇協(xié)同防塌作用機(jī)理研究[J].鉆井液與完井液，2006，3：1-3.

[3]崔貴濤，陳在君，黎金明，等．復(fù)合鹽水低傷害鉆井液在桃7-9-5AH水平井的應(yīng)用[J]．鉆井液與完井液，2011，28（3）：42-44.

劉永剛（1985-）男，漢族，四川樂山人，鉆井液工程師，主要從事鉆井液技術(shù)管理工作。