楊育升 成建強(qiáng)（中石化勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司，山東 東營257077）

1 草20區(qū)塊水平井特征

水平井鉆井直接增加了石油鉆井施工作業(yè)的難度，綜合考慮水平井的鉆探效果，合理化地選擇最佳技術(shù)措施，即可確保井眼軌跡與水平井的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，進(jìn)一步優(yōu)化薄差油層的開發(fā)質(zhì)量與效果。

草20 區(qū)塊2018 年底布井6 口，區(qū)塊草20-平203 井地層分段巖性：0～190m平原組，砂質(zhì)粘土；190～600m明化鎮(zhèn)組，砂巖居多；600～904m 明化鎮(zhèn)組-館陶組，大段泥巖多；904～998m館陶組，黑色玄武巖；998～1009m 館陶組，含粒砂、泥巖；1009～1268m 館陶組，油層-細(xì)砂巖。

該塊館陶組底礫巖為近源快速堆積的粗碎屑沉積體。館1砂體以砂質(zhì)礫巖為主，礫石含量70%～85%，粒徑＜5mm 的碎屑作為粒間充填物，館陶組油藏上覆玄武巖地層，館1 段與玄武巖間有1段垂深4m左右的泥巖，玄武巖底界井斜設(shè)計均達(dá)到80度，因此揭開館1段后，大塊砂質(zhì)礫巖顆粒暴露，由于井斜接近水平，在玄武巖及下部泥巖段形成礫巖巖屑床，造成起鉆遇卡，下鉆遇阻的情況，倒滑眼過程中易發(fā)生憋泵，造成鉆井液失返，井內(nèi)情況進(jìn)一步復(fù)雜化。

2 草20區(qū)塊水平井施工難點

2.1 常規(guī)鉆井液的不足

（1）以往在該區(qū)塊施工的鉆井液體系為強(qiáng)分散體系，無論多枝化酚醛樹脂還是各種降黏劑都是強(qiáng)分散處理劑，雖然保證了濾失量的降低，及泥餅質(zhì)量，但是存在的的不足就是在近井壁附近黏土水化膨脹歷害，進(jìn)而縮徑，并且下部地層的砂巖上返時，易黏附于井壁，不易脫落，在起鉆過程中易堆積到小井徑處造成卡鉆的幾率增大。

（2）防塌能力不足，在草20區(qū)塊下部玄武巖段，玄武巖、凝灰質(zhì)砂巖，礫巖以石英為主，質(zhì)地堅硬，不易水化膨分散可鉆性差，基本無黏土膠結(jié)，屬于山前構(gòu)造地應(yīng)力區(qū)，井壁極不穩(wěn)定，常規(guī)鉆井的防塌能力不足以起到防塌能力。

（3）鉆井液設(shè)計黏度切力低，無法滿足攜帶大塊礫石和中細(xì)礫石的能力，由于鉆井液黏切低，起鉆時大量大塊礫石堆積在玄武巖及以上井段，且由于該井段井眼相對較小，造成循環(huán)不暢，同時與下部漏失層形成相對穩(wěn)定泵壓，造成未憋泵假象，此時大量礫石下滑將鉆具卡死；憋泵泄壓后，導(dǎo)致鉆頭水眼堵死，無法建立循環(huán)。

（4）常鉆井液技術(shù)封堵能力弱，防漏堵漏能力差，該區(qū)塊油層-細(xì)砂巖易漏失，施工中導(dǎo)致鉆井液漏失產(chǎn)生井壁失穩(wěn)而發(fā)生坍塌，從而使得井下更加復(fù)雜。

2.2 施工難點

根據(jù)以往草20 區(qū)塊鉆井施工過程，在草20 區(qū)塊水平井施工時有以下難點：

（1）上部地層段泥巖水化膨脹引起井眼出現(xiàn)縮徑，從而導(dǎo)致起下鉆出現(xiàn)遇阻、遇卡現(xiàn)象，同時由于后期水平段使用高黏切高膨潤土含量鉆井液，會導(dǎo)致上部井眼會由于鉆屑的黏附引起糊井壁。

（2）草20區(qū)塊地層復(fù)雜，館陶組含有多套礫石層，礫石層之間膠結(jié)物少，鉆進(jìn)期間極易發(fā)生垮塌，形成大肚子井眼，脫落的礫石在大井眼、小井眼處堆積形成砂橋，礫石堅硬不易被破碎，造成起下鉆及接單根困難，

（3）玄武巖之后有垂深10m左右的純泥巖，地層水敏性強(qiáng)，易吸水膨脹，造成井下易坍塌、掉塊及形成大肚子等井下復(fù)雜情況，儲集層之上為玄武巖地層，該巖性堅硬、鉆出井眼規(guī)且擴(kuò)大率低，上部礫石發(fā)生脫落堆積于此極易發(fā)生硬卡。

（4）油層段鉆時太快，鉆屑特別是大顆粒礫石不能及時被攜帶出，從而導(dǎo)致接單根后開泵異常，甚至憋泵卡鉆。

（5）油層段巖性松散易漏失，井眼垮塌，造成井壁失穩(wěn)從而發(fā)生井下復(fù)雜。

3 草20區(qū)塊水平井鉆井液施工技術(shù)對策

（1）上部地層施工中，優(yōu)選強(qiáng)抑制鉆井液體系，抑制黏土水化膨脹，防止上部泥巖段縮徑。我們選擇的體系為強(qiáng)抑制鉆井液體系：用多種高價陽離子抑制黏土的水化膨脹，二開小循環(huán)井段應(yīng)用胺基聚醇和鉆井液用有機(jī)強(qiáng)抑制劑配合使用，利用高價陽離子的強(qiáng)抑制作用，抑制地層造漿。

（2）在具有強(qiáng)抑制的基礎(chǔ)上，加入無水聚合醇、陽離子乳化瀝青，提高鉆井液的防塌能力；同時選用為磺酸鹽共聚物DSP-2 降濾失劑，能夠有效提高鉆井液的液相黏度，降低濾失量，改善泥餅質(zhì)量，抑制黏土分散；使用抗溫抗鹽的鉆井液降失水劑KFT，對于鞏固井壁，防塌、防卡具有重要作用。

（3）提高鉆井液的黏切及動塑比，提高對大塊礫石的攜帶懸浮能力。施工中加入HV-CMC 及聚陰離子纖維素PACHV，配制的鉆井液流體具有高的黏度；因XC 生物聚合物具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，它的水溶膠具有很強(qiáng)的剪切稀釋特性，XC鉆井液的屈服值、動塑比高是目前鉆井液中最好的一種增黏劑和流型改進(jìn)劑，因此加入生物聚合物XC提高鉆井液切力及動塑比。

（4）提高鉆井液的封堵能力。使用生物聚合物XC 配合高膨潤土含量的膨潤土漿配制成高黏切防塌鉆井液體系，同時加入不同粒度的承壓堵漏劑、隨鉆堵漏劑、單向壓力暫堵劑，利用多級配封堵提高鉆井液的防漏堵漏封堵能力。

（5）采用合理的工程措施，提高鉆井液排量，控制鉆進(jìn)速度，及時進(jìn)行短起下，根據(jù)井下情況及時更換通井鉆具組合。

4 草20區(qū)塊水平井現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 草20-平204井現(xiàn)場應(yīng)用效果對比

2019 年2 月26 日定向鉆進(jìn)至井深1275m，循環(huán)劃眼時憋泵，停泵后鉆具遇卡，通過倒劃眼起甩單根，起至第33根鉆桿時發(fā)生卡鉆，活動解卡及下?lián)羝髡饟艚饪o效，采用爆炸切割，切割點為735m，后注水泥填眼，重新定向側(cè)鉆至1304m 完鉆。卡鉆時鉆井液性能：密度1.15g/cm3，黏度83S，失水3.4ml，泥餅0.5mm，塑性黏度12mPa·s，靜切力8～14Pa，動切力8Pa，含砂量0.4%，固相含量8%，pH值9。

造成卡鉆的直接原因為起鉆過程中，鉆井液返出量持續(xù)減少，且倒滑眼起鉆過程中未充分循環(huán)攜帶巖屑，造成礫石顆粒隨著管柱向上運(yùn)移，積累的越來越多，直至環(huán)空完全被礫石填滿，發(fā)生卡鉆；另一直接原因為鉆井液性能黏切不夠高，動塑比低，不能滿足懸浮攜帶大顆粒礫石巖屑的需要，整個水平段全部在礫石層中，且礫石顆粒粒徑大，無法通過鉆井液完全攜帶出井內(nèi)，從而產(chǎn)生卡鉆。為此，應(yīng)用強(qiáng)抑制鉆井液技術(shù)及高黏切鉆井液順利完井，在工程上采用控制進(jìn)尺鉆進(jìn)，鉆進(jìn)30～50m進(jìn)行短程起下鉆，清理巖屑床，保證井壁順暢，進(jìn)入玄武巖內(nèi)采用雙泵大排量循環(huán)進(jìn)一步帶出井內(nèi)礫石顆粒，通過一系列措施保證該井的順利完成。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用對比

2018年11月5日到2019年6月17日在草20區(qū)塊先后施工6口井，應(yīng)用高攜帶抑制鉆井液體系的草20-平207井、草20-平201 井、草20-平208 井的施工周期，明顯比使用常規(guī)鉆井液體系的草20-平203 井、草20-平202 井、草20-平204 井施工周期短。

5 結(jié)語

（1）草20 區(qū)塊上部易水化造漿地層采用強(qiáng)抑制鉆井液技術(shù)，解決了泥巖水化膨脹引起的起下鉆阻卡難題。

（2）斜井段利用無水聚合醇和陽離子乳化瀝青等配制成的強(qiáng)抑制防塌潤滑鉆井液技術(shù)，具有良好的防塌作用，鉆井液黏度控制在60～80，失水小于5mL，同時動塑比在0.5 以上，保證鉆井液有適當(dāng)高的黏度和高的切力及動塑性，保證了井壁穩(wěn)定。

（3）水平段采用高攜帶鉆井液技術(shù)，鉆井液具有高的黏度和切力，動塑比在0.6～1，能夠帶出大顆粒的礫石，解決了水平段攜帶大粒徑礫石的難題，很好地滿足了井下要求。

（4）油層段采用高攜帶復(fù)合封堵鉆井液技術(shù)，利用不同粒徑的單向壓力暫堵劑、承壓堵漏劑、隨鉆堵漏劑及膨潤土漿，形成多級配封堵效果，提高了泥餅的封堵性，防止了漏失，保護(hù)了儲層。

（5）采用合理的工程措施：通過提高鉆井液排量、控制鉆進(jìn)速度、進(jìn)入水平段每鉆進(jìn)30～50m 進(jìn)行短起下鉆，及時清理巖屑床，并根據(jù)井下情況更換通井鉆具組合，保證了鉆井施工的順利進(jìn)行。鉆具組合上使用MWD代替常規(guī)水平井的FEWD找層，降低風(fēng)險性。

（6）通過采用一系列的鉆井液技術(shù)和工程措施，滿足了草20 區(qū)塊水平井的要求，縮短了鉆井周期，為以后該區(qū)塊的鉆井工作提供了良好的技術(shù)支撐。