孫 強(qiáng)，王雪晨，王 偉，藍(lán) 強(qiáng)，邱春陽，趙紅香，李 瓊

(中國石化集團(tuán)勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，山東 東營 257000)

義17-斜1井位于渤南油田濟(jì)陽凹陷沾化凹陷地區(qū)，是勝利工程公司在渤南布置的一口重點(diǎn)探井，設(shè)計井深4271 m，完鉆井深4270 m。鉆探目的是落實該區(qū)塊儲層發(fā)育、儲量規(guī)模及產(chǎn)能狀況。由于該區(qū)塊地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆遇過程中，復(fù)雜情況多發(fā)，影響了該地區(qū)勘探開發(fā)的進(jìn)程。義17-斜1井三開轉(zhuǎn)換強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系，配合現(xiàn)場施工工藝及井壁穩(wěn)定措施，保證了該井的順利完鉆，達(dá)到了鉆探目的。

1 工程地質(zhì)概況

義17-斜1地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工中鉆遇多套地層，自上而下發(fā)育平原組(0～330 m)、明華鎮(zhèn)(330～1210 m)、館陶組(1210～2020 m)、東營組(2020～2740 m)、沙二段(2740～2850 m)、沙三段(2850～3500 m)、沙四段(3500～3970 m)。平原組主要為黏土和砂泥；沙二段主要為沙泥巖互層；沙三段主要為油泥巖和灰質(zhì)泥巖；沙四段為油泥巖、含膏泥巖、灰質(zhì)泥巖、含熒光細(xì)砂巖和少量紅泥巖。

2 鉆井液施工難點(diǎn)

該井鉆遇難點(diǎn)地層為三開沙三、沙四段。三開小井眼環(huán)空間隙小，容易出現(xiàn)有掉塊，而且小井眼循環(huán)壓耗比較大，易發(fā)憋漏地層情況。

沙三下地層以灰色泥巖、灰質(zhì)泥巖、灰質(zhì)油泥巖為主夾薄層灰質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖?；屹|(zhì)油泥巖剝蝕掉塊嚴(yán)重，容易造成井下復(fù)雜情況。沙四段巖性組成復(fù)雜，可鉆性差，易發(fā)生井漏和溢流，平衡油氣層壓力為主要難點(diǎn)，平衡油氣層壓力的同時要減輕環(huán)空井壁的壓耗[1]，這種情況下極易發(fā)生井漏和井噴。

3 鉆井液體系研究

3.1 鉆井液體系配方

通過國內(nèi)油氣井井壁穩(wěn)定技術(shù)及封堵防塌鉆井液使用情況調(diào)研[2-3]，結(jié)合鄰近區(qū)塊鉆井液施工經(jīng)驗，針對濟(jì)陽凹陷地區(qū)地層巖性特點(diǎn)及鉆井液技術(shù)難點(diǎn)，優(yōu)選強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系，基本配方如下：0.5%PAM+5%NaCl+5%KCL+ 2%KFT+2%磺甲基酚醛樹脂(SMP-1)+3%復(fù)合封堵成膜強(qiáng)抑制劑(FHFD)+1%磺酸鹽共聚物降濾失劑+3%600目CaCO3+2%300目碳酸鈣+2%～3%井壁穩(wěn)定劑+2%潤滑劑+1%聚合醇防塌劑+2%流型調(diào)節(jié)劑(EXPFLA)。

3.2 鉆井液作用機(jī)理

改進(jìn)復(fù)合封堵成膜強(qiáng)抑制劑FHFD，利用納米級和微米級的剛性顆粒在合理級配基礎(chǔ)上，通過耦合法在不同粒度顆粒表面進(jìn)行修飾，同時引入低分子聚合物鏈和特殊官能團(tuán)。實現(xiàn)不同粒度顆粒充填泥頁巖孔隙來實現(xiàn)封堵功能；在鉆井液泥餅表面低分子聚合物鏈相互連接形成膜結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)成膜功能；將特殊官能團(tuán)吸附于黏土顆粒層間延緩水化膨脹來實現(xiàn)抑制功能[4]。

使用井壁穩(wěn)定劑和超細(xì)碳酸鈣加強(qiáng)對地層孔隙和微裂縫實施封堵，形成致密的泥餅，阻止濾液進(jìn)一步侵入。

使用抗高溫類降濾失劑(本井主要使用磺甲基酚醛樹脂、磺酸鹽共聚物降濾失劑)，盡量降低鉆井液的高溫濾失量，提高鉆井液的熱穩(wěn)定性及抗高溫能力。

4 現(xiàn)場三開鉆井液技術(shù)

本段重點(diǎn)井段為三開沙三、沙四段。該段鉆井主要任務(wù)為防塌防漏，防油氣侵，防井涌。鉆進(jìn)中根據(jù)現(xiàn)場地層壓力和油氣顯示情況及時調(diào)整鉆井液密度，確保鉆井施工安全。

本井三開沒有鄰井的老漿可利用，三開在接小鉆桿下鉆期間，在地面進(jìn)行泥漿處理，將上口井儲備的復(fù)合鹽老漿稀釋，再混入8方二開泥漿，作為基漿，然后加復(fù)合鹽(NaCl+KCl+FHFD)和降失水劑，走低壓循環(huán)調(diào)配強(qiáng)抑制復(fù)合鹽防塌鉆井液，加入氯化鈉4 t，氯化鉀5 t，樹脂3 t，KFT 3 t，下鉆到塞面后，再將環(huán)空的鉆井液排放。在鉆塞期間，再補(bǔ)充藥品，膠液，適當(dāng)調(diào)整密度至1.65左右，調(diào)至各性能達(dá)到設(shè)計要求。

沙三下，鉆遇油泥巖時，控制粘度視情況加入0.5%～1.5%流型調(diào)節(jié)劑(EXPFLA)，保持鉆井液良好的流變性和致密的泥餅；鉆至3500 m鉆井液密度提高至1.65 g/cm3，粘度45～50 s。鉆進(jìn)過程中及時補(bǔ)充抗高溫類封堵材料，井壁穩(wěn)定劑和超細(xì)碳酸鈣含量分別在2%、3%，進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井液的封堵性能，減少濾液侵入，進(jìn)一步提高封堵防塌能力。定向鉆進(jìn)時根據(jù)井下情況加入1%～2%白油潤滑劑。

三開壓力窗口窄，易出現(xiàn)反復(fù)交替的油氣侵和井漏，起鉆時采用當(dāng)量密度平衡法確定墊重漿密度和段長，打開油層后起鉆前必須進(jìn)行短起并認(rèn)真測后效。下鉆時，為避免井漏，采用多次分段充分循環(huán)的方式下鉆，減小激動壓力以及環(huán)空液柱壓力。

在鉆達(dá)油層井段前100～150 m調(diào)整好鉆井液性能(密度、濾失量、固相含量等參數(shù))滿足設(shè)計要求，做好油氣層保護(hù)工作，控制在API失水在4 mL以內(nèi)，控制HTHP失水在12 mL以內(nèi)，滿足保護(hù)油層的需要。

表 1 三開井段3486～3920 m鉆井液性能

5 技術(shù)對策

(1)近平衡壓力鉆進(jìn)，三開進(jìn)入油層時鉆井液密度控制在設(shè)計下限，轉(zhuǎn)換強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系，轉(zhuǎn)完提密度前盡量控制低液面防止提密度后液面過高再放漿造成浪費(fèi)。

(2)調(diào)整好鉆井液性能，控制中壓失水小于3 mL，加入2%FHFD強(qiáng)化濾液的抑制性，減少濾液對油層的污染；同時加入2%流型調(diào)節(jié)劑EXPFLA調(diào)整鉆井液的流型，有利于提高機(jī)械鉆速，保證快速高效鉆進(jìn)，縮短鉆井周期，減少油層浸泡時間。

(3)采取化學(xué)和物理方法，盡可能的降低鉆井液中劣質(zhì)固相，減少固相對油層的污染[5]。

(4)對于滲透性好的儲層，采取屏蔽暫堵，加入3%磺甲基酚醛樹脂、2%磺酸鹽共聚物降濾失劑，同時加入3%600目CaCO3，2%300目CaCO3進(jìn)行復(fù)合封堵。

6 結(jié)論及建議

(1)通過耦合法改進(jìn)了復(fù)合封堵成膜強(qiáng)抑制劑，完善了強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系。

(2)義17-斜1井使用強(qiáng)抑制封堵防塌鉆井液體系，該體系依靠其良好的抑制性、嚴(yán)密的納米屏蔽封堵技術(shù)、合理的密度支撐，強(qiáng)封堵，強(qiáng)固壁，解決了泥頁巖剝蝕掉塊垮塌問題，成功克服了井壁失穩(wěn)帶來的風(fēng)險，保障了鉆井施工安全快速鉆進(jìn)。

(3)該井以30天鉆井周期、32.92天的建井周期，創(chuàng)造了渤南地區(qū)同類型井鉆井施工新指標(biāo)。