朱瑞春

（大慶鉆探工程公司鉆井四公司，吉林 松原 138001）

1 地質(zhì)特點(diǎn)及施工難點(diǎn)

為了進(jìn)一步提高吉林油田的產(chǎn)能，近年來在乾安區(qū)塊部署了大量的水平井。該區(qū)塊的水平井完鉆井深多處于2400～2500m 之間，主要開發(fā)黑帝廟油層。地質(zhì)條件相對復(fù)雜，涉及的主要難點(diǎn)有：①地層巖石硬度大導(dǎo)致機(jī)械鉆速低；②部分地層泥頁巖發(fā)育導(dǎo)致地層易垮塌，井壁失穩(wěn)問題突出；③儲層薄且深度變化大導(dǎo)致著陸相對困難并且鉆遇率偏低；④水平段長導(dǎo)致鉆完井過程中潤滑防卡難度大[1-3]。針對上述難題，要求鉆井液具有較好潤滑性、井壁穩(wěn)定以及攜帶巖屑能力。

2 鉆井液室內(nèi)研究

針對乾安區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，開展水基鉆井液配方優(yōu)化研究，通過優(yōu)選流型調(diào)節(jié)劑、封堵劑和潤滑劑來進(jìn)一步提高鉆井液性能，改善鉆井液體系的各項(xiàng)性能指標(biāo)，滿足現(xiàn)場對潤滑性、井壁穩(wěn)定能力和攜巖能力的整體要求。

基漿配方為：4%膨潤土+1%聚丙烯腈銨鹽+0.5%降濾失劑+0.2%增粘劑+0.1%陽離子包被劑+1%HA樹脂，基漿性能見表1。

表1 基漿性能表

2.1 流變性控制優(yōu)化

在乾安區(qū)塊施工過程中鉆遇的嫩江組地層含有大量易于水化膨脹的蒙脫石、伊利石以及伊蒙混層，隨著地層巖屑的不斷混入，鉆出的巖屑持續(xù)混入鉆井液體系中，隨著時(shí)間的增長常常會造成鉆井液粘度升高導(dǎo)致流態(tài)變差，進(jìn)而影響鉆井液的巖屑攜帶能力[4-5]。因此，需要優(yōu)選相應(yīng)的降粘劑，從而保證鉆井液體系的現(xiàn)場應(yīng)用。以基漿+5%的膨潤土漿作為實(shí)驗(yàn)漿，分別添加1%比例的磺化單寧、FCLS、硅氟降粘劑和硅醇稀釋劑，評價(jià)上述4 種處理劑的降粘能力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。從表2數(shù)據(jù)可知，硅醇稀釋劑具有較好的稀釋效果，且有一定的降低失水能力，抗溫性較好，可作為流型調(diào)節(jié)劑使用。

表2 降粘劑性能對比

2.2 封堵防榻能力優(yōu)化

在鉆遇嫩江組等易于水化膨脹的地層時(shí)，為了減少因地層巖石水化膨脹而造成的井下坍塌問題，需要進(jìn)一步提高體系的防榻性能。以基漿作為實(shí)驗(yàn)漿，分別添加1%比例的瀝青類防塌劑FT-1、DSJ-1、JPG-1和YT-1，評價(jià)上述4種處理劑對泥餅的改善和降失水能力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。從表3數(shù)據(jù)可知，4種防塌劑均可以降低失水，其中YT-1的降失水和抗溫效果最好，且形成的泥餅薄而致密，可作為封堵防榻劑使用。

表3 封堵防榻劑性能對比

2.3 潤滑性能優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高鉆井液在水平段的潤滑能力，減少井下卡阻現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)一步開展了潤滑劑優(yōu)選實(shí)驗(yàn)。以基漿作為實(shí)驗(yàn)漿，分別添加1%比例的潤滑劑RH-3、RDH-1、RHJ-1和GT-1，評價(jià)上述4種處理劑的對鉆井液的流變性的影響以及潤滑能力的改善，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。從表4 數(shù)據(jù)可知，4 種潤滑劑均具有一定的潤滑作用，其中RDH-1 的潤滑效果最好，可作為該體系的潤滑劑使用。

表4 潤滑劑性能對比

通過上述的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，最終確定的鉆井液配方如下：4%膨潤土+1%聚丙烯腈銨鹽+0.5%降濾失劑+0.2%增粘劑+0.1%陽離子包被劑+1%HA 樹脂+1%～2%YT-1（鉆遇嫩江組時(shí)加入）+1%～2%硅醇稀釋劑（粘度偏高時(shí)加入）+1%～2%RDH-1（根據(jù)水平段摩阻和扭矩變化情況加入）。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)

3.1 技術(shù)措施

施工工藝方面：控制合理的鉆壓和轉(zhuǎn)速。當(dāng)鉆遇非均質(zhì)的堅(jiān)硬地層或井眼軌跡發(fā)生大幅度變化時(shí)，要適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，從而避免憋跳鉆現(xiàn)象的發(fā)生；鉆進(jìn)過程中精細(xì)控制，平穩(wěn)送鉆，減小鉆壓和扭矩的波動(dòng)，鉆遇易發(fā)生憋跳鉆的地層時(shí)，提前在鉆具組合中增加減震器。

鉆井液方面：根據(jù)地層情況優(yōu)化鉆井液流變性使鉆井液具有更好的動(dòng)塑比來攜帶巖屑；根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整泵排量減少鉆井液對井壁的沖刷；提高鉆井液的潤滑性來降低鉆具與井壁之間的摩擦；加強(qiáng)固控設(shè)備的管理和使用，降低鉆井液的固相含量，從而減少因鉆井液含砂量大造成的井下儀器損壞。

3.2 現(xiàn)場應(yīng)用情況

優(yōu)化后的鉆井液體系在吉林乾安區(qū)塊進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中未發(fā)生卡鉆、坍塌、地層漏失等井下復(fù)雜情況。取得了良好的現(xiàn)場試驗(yàn)效果。鉆井液現(xiàn)場性能見表5。從表5中可以看出，該體系具有良好的潤滑性、抑制性和流變性。

表5 鉆井液現(xiàn)場性能表

試驗(yàn)過程中造斜段和水平段返砂良好，振動(dòng)篩處觀察到的巖屑成型性好，易于被振動(dòng)篩篩落，全程未發(fā)生糊篩、跑漿等情況。在二開和三開施工過程中，通過合理復(fù)配降濾失劑和封堵劑，有效降低了失水、提高了體系的封堵防榻能力，全程未發(fā)生剝落掉塊等現(xiàn)象，說明該體系具有良好的井壁穩(wěn)定效果。通過使用優(yōu)選的潤滑劑，全井沒有卡阻現(xiàn)象發(fā)生，扭矩和摩阻均顯著低于以往施工數(shù)據(jù)，后期套管下入順利，固井質(zhì)量為優(yōu)。

4 結(jié)論

（1）吉林乾安區(qū)塊地質(zhì)條件相對復(fù)雜，具有地層巖石硬度大，部分地層泥頁巖發(fā)育，儲層薄且深度變化大等施工難點(diǎn)。

（2）通過優(yōu)選流型調(diào)節(jié)劑、封堵防塌劑和潤滑劑進(jìn)一步提高了鉆井液體系的各項(xiàng)性能。

（3）優(yōu)化后的鉆井液體系具有良好的潤滑性、抑制性和流變性，在現(xiàn)場試驗(yàn)過程中取得了良好的效果，滿足了乾安區(qū)塊的水平井鉆井需求。