梁 勇，張 坤

（大慶鉆井工程技術(shù)研究院鉆井液分公司，黑龍江大慶163413）

T31-X1地處松遼平原北部，黑龍江省西部。位于黑龍江省肇州縣境內(nèi)，區(qū)內(nèi)地勢(shì)比較平坦，地表主要分布有農(nóng)田、鹽堿地、水泡子及居民點(diǎn)等，地面海拔125～150m之間。T31-X1井為大斜度定向井，低固相氯化鉀鹽水體系在三開應(yīng)用，三開需穿大段泥巖層至完鉆。本井三開67.32°穩(wěn)斜至設(shè)計(jì)井深，全井水平位移超過2400m。施工有以下難點(diǎn)：①井斜大，返砂困難，易形成巖屑床，對(duì)鉆井液攜巖能力要求高；②施工后期摩、阻扭矩大，對(duì)鉆井液潤(rùn)滑性要求高；③穿大段泥巖，鉆井液受污染嚴(yán)重，流變性控制難度較大。綜合考慮井壁穩(wěn)定、攜巖、潤(rùn)滑和油氣層保護(hù)，以及鉆井綜合成本等多項(xiàng)因素，引入低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系，對(duì)其性能進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

1 低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系綜合性能評(píng)價(jià)

1.1 處理劑選擇

針對(duì)致密油儲(chǔ)層地層特點(diǎn)及鹽水環(huán)境（10%Na?Cl+6%KCl）下對(duì)鉆井液封堵劑的要求，有選擇性的對(duì)封堵防塌劑、潤(rùn)滑劑等材料進(jìn)行收集，并利用基礎(chǔ)配方進(jìn)行了優(yōu)選，著重研究該體系在以下3方面的能力：

抑制能力：無機(jī)抑制劑氯化鈉、氯化鉀，與聚合醇和聚胺抑制劑三者形成“多元協(xié)同抑制”作用，抑制粘土水化膨脹；

井壁穩(wěn)定能力：優(yōu)選泥餅改善劑并配合液體瀝青，封堵微裂縫，降低鉆井液濾失量，提高封堵防塌能力；

潤(rùn)滑能力：用環(huán)保型高效液體潤(rùn)滑劑配合環(huán)保油，提高體系潤(rùn)滑防卡能力。

1.2 配方確定

通過開展不同材料的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，得出最加量組合，優(yōu)選出效果最佳低固相氯化鉀鹽水鉆井液配方：1%土+3%抗鹽降濾失劑A+1%抗鹽降濾失劑B+10%NaCl+6%KCl+1%抑制劑+3%聚合醇+1.5%抗鹽降濾失劑C+0.5%包被劑+0.1%流型調(diào)節(jié)劑+2%泥餅改善劑+2%液體瀝青+4%潤(rùn)滑材料。處理劑加量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)還需配備適量的消泡劑、超細(xì)碳酸鈣、降粘劑、緩蝕劑和加重劑等應(yīng)急備用材料。

1.3 綜合性能評(píng)價(jià)

1.3.1 抗溫性評(píng)價(jià)

為了保證現(xiàn)場(chǎng)施工的順利，開展了鉆井液體系抗溫性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，分別開展了100℃、120℃、140℃和160℃不同溫度條件下的抗高溫性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，100℃和120℃條件下體系流變性數(shù)據(jù)基本不變，老化后API濾失量稍有增大；140℃時(shí)API濾失量過大，基本不可控，且流變性數(shù)據(jù)變化幅度較大，不滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。因此，該實(shí)驗(yàn)所用的鉆井液配方在120℃以內(nèi)是適宜的，在140℃以后是不適宜的。見表1。

1.3.2 抑制性評(píng)價(jià)

使用現(xiàn)場(chǎng)撈取的嫩江組地層巖屑開展?jié)L動(dòng)回收率評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該鉆井液體系滾動(dòng)回收率達(dá)到83.65%，具有較強(qiáng)的抑制性，能夠有效抑制嫩江組泥巖的水化膨脹分散，有利于井眼穩(wěn)定和井眼規(guī)則。

1.3.3 潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)

表1 低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系抗溫性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

分別利用極壓潤(rùn)滑儀和泥餅粘附系數(shù)測(cè)定儀對(duì)體系的潤(rùn)滑性進(jìn)行評(píng)價(jià)，老化后極壓潤(rùn)滑系數(shù)0.120，泥餅粘滯系數(shù)0.0437，老化前后數(shù)值變化率小于8%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該體系潤(rùn)滑系數(shù)較低，有利于井眼通暢，能減小托壓，降低鉆具摩擦阻力。

1.3.4 抗膨潤(rùn)土污染評(píng)價(jià)

向?qū)嶒?yàn)樣品中分別加入6%、8%、10%和12%膨潤(rùn)土粉，評(píng)價(jià)鉆井液抗膨潤(rùn)土污染能力。當(dāng)土侵入量為10%時(shí)，體系性能變化率小于10%，說明該體系具有較強(qiáng)的抗土侵能力，現(xiàn)場(chǎng)能夠減小鉆井液粘度切力的大幅度變化，有利于施工順利進(jìn)行。

通過對(duì)研制的低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系在熱穩(wěn)定性、抗溫性、抑制性、潤(rùn)滑性、抗土污染性五方面的綜合性能評(píng)價(jià)，研制的鉆井液配方在120℃以內(nèi)具有良好的流變性、潤(rùn)滑性、抑制性，在120℃時(shí)，鉆井液的粘度和切力也沒有大幅度的波動(dòng)，能夠較好地滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。

2 低固相氯化鉀鹽水鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

2.1 鉆井液性能穩(wěn)定，攜巖效果好

低固相鹽水鉆井液體系在應(yīng)用中穿大段泥巖，返砂情況良好，返出巖屑不分散，顆粒棱角分明，巖屑之間相互基本無粘連現(xiàn)象，振動(dòng)篩清潔。

鉆井液性能見表2，從表2可以看出，施工中鉆井液粘度始終穩(wěn)定在45～65s之間，失水控制在4mL以內(nèi)，固相含量控制在15%以下。為全井順利施工提供了保障，全井起下鉆無復(fù)雜，通井、測(cè)井、下套管順利。

表2 鉆井液性能數(shù)據(jù)表

2.2 時(shí)效分析

本井從三開使用低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系，配漿階段用時(shí)約2d，三開開鉆至三開完鉆共用時(shí)14.63d。完鉆至完井共用時(shí)7.21d。三開開鉆至完井共用時(shí)21.84d。

本井三開段長(zhǎng)1424m，三開純鉆時(shí)166.75h，機(jī)械鉆速8.54m/h，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上看，三開平均機(jī)械鉆速超過二開平均機(jī)械鉆速8.48m/h。

3 結(jié)論

（1）低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系綜合性能滿足大位移定向井及水平井的施工要求。

（2）低固相氯化鉀鹽水鉆井液體系在抑制性方面和抗污染方面表現(xiàn)較突出。

（3）攜巖攜屑能力較強(qiáng)，該體系具有低粘高切的特點(diǎn)，本井從三開開始至三開完鉆，振動(dòng)篩返砂情況良好。

（4）井壁穩(wěn)定能力強(qiáng)，通過使用抑制劑和體系本身K+的抑制作用，鉆遇大段泥巖，未出現(xiàn)井壁剝落井壁失穩(wěn)等情況，起下鉆，測(cè)井，下套管，均順利完成。