黃 曉

（大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶163412）

由于對大慶高臺子111區(qū)塊所鉆井地層了解較少，開始所鉆2口井都出現(xiàn)了嚴(yán)重井塌，其中高111-1井電測時發(fā)生井塌，從325m垮塌到井底1967m，高111-2井鉆至1660m發(fā)生井塌，鉆至1820m又一次發(fā)生井塌。地層坍塌給鉆井施工造成極大困難，經(jīng)過對極易坍塌地層分析和研究，制定出優(yōu)化鉆井液體系、開鉆加膨潤土、提高鉆井液密度、控制鉆井液粘度和失水等技術(shù)措施，較好地完成了余下井的鉆井任務(wù)。

1 地質(zhì)特點與井下復(fù)雜問題

四方臺組以上（120m以上）為灰色泥巖、砂泥巖與雜色砂礫巖，地層疏松防漏、防塌。

嫩江組（370～1085m）上部為紫紅、灰綠色泥巖與灰色粉砂巖呈不等厚互層，中部為深灰、灰黑色泥巖與灰色粉砂巖組成3個明顯的反旋回，下部為大段灰黑色泥巖夾黑褐色油頁巖，底部為灰黑色泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖呈不等厚互層。該井段強(qiáng)水化、強(qiáng)分散、高吸附值，屬強(qiáng)分散坍塌地層，防起下鉆阻卡現(xiàn)象發(fā)生。高111-1井在完井后，下鉆分別在330m、350m、690m、918m、938m、976m、1078m遇阻。

姚家組、青山口組（1085～1660m）地層存在大段砂泥巖，砂泥巖致密、微裂縫、層理發(fā)育，理化性能為低膨脹、低CEC值、高回收率。在鉆井液液柱壓力的作用下，濾液易沿層理及裂縫滲入地層內(nèi)部，由于粘土礦物及碎屑顆粒的水化膨脹率各不相同，易引起地層剝落坍塌，在砂泥巖界面還會引起地層垮塌，高111-2井的直徑215mm井眼就擴(kuò)大到直徑453.6mm。

2 鉆井液技術(shù)難點

鉆井液技術(shù)作為高臺子復(fù)雜井攻關(guān)重點、難點，不僅要保證鉆井安全，還要保證取全地質(zhì)資料、電測及下套管順利。依據(jù)地質(zhì)設(shè)計預(yù)告和高111-1、高111-2井實鉆經(jīng)驗，復(fù)雜井鉆井液技術(shù)難點主要有以下幾方面。

（1）體系選擇。在嫩江組以上使用不分散體系；姚家組、青山口組使用鉀銨鉆井液體系。

（2）鉆井液密度確定。根據(jù)地質(zhì)預(yù)告，全井鉆井液密度由1.20～1.25g/m3提高到1.30～1.35g/m3，增加鉆井液對井壁的壓力，進(jìn)一步加大了井壁的穩(wěn)定性。

（3）防塌措施。四方臺組以上下表層套管，既能防止井壁垮塌、鉆井液漏失，又能保證鉆屑有效上返到地面；用鉀離子提高鉆井液的化學(xué)防塌性能；用改性瀝青加強(qiáng)對垮塌地層的封堵，穩(wěn)定井壁；使用優(yōu)質(zhì)抗高溫、抗鹽處理劑，確保高固相鉆井液性能的優(yōu)良，提高鉆井液的濾失造壁性能。

（4）完井鉆井液粘度確定。完鉆電測時把鉆井液粘度提高到90s左右，一方面有利于攜砂和穩(wěn)定井壁，另一方面避免井壁塌塊堆集在一起，形成砂橋造成電測遇阻。

3 鉆井液技術(shù)

3.1 優(yōu)選配方

嫩江組選用不分散聚合物鉆井液體系:

FA368 0.3%～0.4%+XY-28 0.3%～0.4%+NPAN 0.4%～0.6%+HA樹脂1.0%～2.0%+磺化瀝青0.5%～1.0%+0.15%氫氧化鉀。

姚家組、青山口組選用鉀銨聚合物鉆井液體系：

KPAM 0.3%～0.5%+NPAN 0.4%～0.5%+SPNH1.0%～2.0%+FT-3420.5%～1.0%+JN-A0.3%～0.5%+0.15%氫氧化鉀。

3.2 現(xiàn)場施工

（1）一開：將預(yù)水化膨潤土漿粘度調(diào)整到設(shè)計要求后鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中用CMC膠液處理。下套管固井順利。

（2）二開:鉆水泥塞前充分凈化一開鉆井液，加入2.0%～3.0%NaCO3防止水泥侵。嫩江組段鉆進(jìn)中，保持鉆井液中含有0.3%～0.4%FA368包被劑，以增強(qiáng)鉆井液的抑制性和攜巖能力；含有磺化瀝青0.5%～1.0%，增強(qiáng)鉆井液防塌能力，改善泥餅質(zhì)量，控制摩阻系數(shù)；含有NPAN 0.4%～0.6%和HA樹脂1.0%～2.0%，控制鉆井液濾失量和流變性。姚家組、青山口組段鉆進(jìn)中，保持鉆井液中含有KPAM 0.3%～0.5%和NPAN 0.4%～0.5%，進(jìn)一步控制鉆井液濾失量、流變性；含有SPNH1.0%～2.0%和FT-342 0.5%～1.0%，加強(qiáng)鉆井液防塌能力、封堵裂縫和改善泥餅質(zhì)量；用KOH提高防塌能力和調(diào)整pH值。

（3）電測固井：完鉆電測時把鉆井液粘度提高到90s、密度1.35g/m3，一方面有利于攜砂和穩(wěn)定井壁，另一方面避免井壁塌塊堆集在一起，形成砂橋造成電測遇阻；下套管前鉆井液處理到60s，以便套管順利下到井底。

高111-3井鉆井液性能見表1。

表1 高111-3井鉆井液性能

3.3 油氣層保護(hù)

選用高效PDC鉆頭，快速鉆進(jìn)，盡量減少油層浸泡時間；控制起下鉆速度及開泵速度，防止井漏和減少對油層傷害，；嚴(yán)格控制鉆井液API失水小于4mL、HTHP失水小于8mL；進(jìn)入油氣層前分別加入7～8μm、14～16μm的細(xì)目碳酸鈣1000kg、1000kg。

4 結(jié)論和建議

（1）表層套管防止了上部地層坍塌，保證了上部井眼暢通，便于下部鉆屑攜帶到地面。

（2）鉆井液性能穩(wěn)定，波動幅度小；起下鉆無阻卡顯示，說明不分散聚合物鉆井液體系和鉀銨鉆井液體系能滿足區(qū)塊防塌要求。

（3）開鉆鉆井液在加各種藥品的同時，還要加膨潤土，使鉆井液在上部易坍塌地層形成比較好的泥餅，有利于井壁穩(wěn)定。

（4）提高鉆井液的密度，增加鉆井液對井壁的壓力，進(jìn)一步加大了井壁的穩(wěn)定性。

（5）對于易坍塌的井，完鉆電測時把鉆井液粘度提高到90s左右，一方面有利于攜砂和穩(wěn)定井壁，另一方面避免井壁塌塊堆集在一起，形成砂橋造成電測遇阻。

[1] 張斌.柯深101井鉆井液技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2001,18(5)：17-20.

[2] 陳建華.郭斜11大位移定向井鉆井液技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，1997,25(2)：26-27.