渤海湾盆地东濮凹陷侧钻井钻井液技术研究与应用

渤海湾盆地东濮凹陷侧钻井钻井液技术 研究与应用

于秀才

中石化 中原石油工程有限公司钻井一公司 河南 濮阳 457000

摘 要：东濮凹陷是渤海湾含油气盆地的一个复向构造单元，是中原油田油气开发主战场。经过近40多年的开发，现存油水井套管不同程度损坏、水驱动用储量持续下降等问题突出，开窗侧钻工艺已成为一种增储稳油降本增效的重要方式。而开窗侧钻井因区块注采压力失衡，易造成漏失、返水等复杂问题，现场施工难度大，对钻井液要求高。根据地质条件、生产需求，采用复合盐聚磺钻井液体系,可以满足深层开窗侧钻井安全、快速、优质施工需求。

关键词：开窗侧钻 ；复合盐聚磺钻井液体系；井壁稳定；润滑防卡；携砂

0前言

中原油田北区沙河街一,三段存在复合盐膏层，厚度从几百米到一千多米，为早期盐,膏与砂,泥岩地层交互的韵律层，压力系数高，对套管极易造成腐蚀，造成注采井网不完善，对油气藏开发影响较大。采用开窗侧钻，既节约成本，又便于完善井网配套，先后完成深部开窗侧钻井濮77侧等多口井，逐步形成了一套适合于中原油田的深层开窗侧钻井钻井液技术工艺与配套技术。

1深层套管开窗侧钻井的特点

（1）因是套管开窗侧钻，采用小井眼钻井钻具，其与井眼的间隙小，循环时环空压耗较常规井大幅升高，钻井泵泵压较高，排量受限制，仅为正常排量的四分之一。

（2）钻具在井眼里上下活动时产生的压力激动较大，造成当量密度动态增加，发生井漏概率高于常规井眼。发生钻井液漏失后，粗颗粒的堵漏材料无法加入小井眼，堵漏效果不佳。同时，钻屑相对分散度高，对钻井液污染程度大，影响钻井液润滑性发挥，一旦摩阻增大，对井下安全威胁更大。

（3）因深度及周边盐膏层影响，地层压力大，要求钻井液密度及防塌能力要求高。

2深层套管开窗侧钻井钻井液的要求

（1）流变性能高，可以满足大斜度井段及水平段携砂清洁井眼的需要。性能优质稳定，润滑防卡性能良好。防漏堵漏能力较高，抑制防塌、抗盐膏污染性能良好。

（2）热稳定性良好，抗温能力强。

（3）环空钻井液量少，油、气、水的危害相对加大，做好一次井控尤为关键。

3深层套管开窗侧钻井钻井液体系优选

3.1钻井液体系优选思路

综合考虑地层成分、岩石属性、安全需求，在中原油田沙河街组深层开窗侧钻井钻井液体系选择上优先考虑使用盐水钻井液体系，其具有以下特点：

（1）滤液矿化度较高，抑制性能良好，能有效抑制泥页岩水化分散，保持井壁稳定。

（2）较强的抗污染和抗高温能力，适于钻盐膏层。

（3）液相密度可以达到1.20g/cm³左右，相比淡水钻井液在高密度条件下有效减小了加重剂含量，再加上钻屑在盐水中不易分散，易于清除，从而有利于保持较低的固相含量。

（4）滤液性质接近地层水，对油气层损害小。

（5）流动性好，性能较为稳定，使用周期较长，也易于维护。

3.2钻井液体系配方优选原则

（1）所选处理剂必须质量优良，能够抗盐至饱和。

（2）钻井液配方尽可能简单，便于分析性能和现场操作。

（3）具有良好的流动性，这是高密度钻井液配方的重点，同时也为现场实际施工工艺打下良好基础。

（4）具有良好的抑制性和抗高温性能，抗污染能力强。

（5）具有良好的造壁性和封堵能力，能够形成光滑致密的泥饼，避免过多滤液侵入地层深部，有利于稳定井壁和减轻阻卡。

（6）具备良好的润滑防卡性能，这是侧钻井安全施工必不可少的基础条件。

3.3钻井液体系基本配方确定

由于深层开窗侧钻井钻井液体系最大的难点就是井壁稳定、流变性控制、携岩、防漏堵漏、高温稳定性和润滑防卡。NaCL和KCL不仅是良好的抑制性和具有较强的抗盐膏污染能力，同时还可以作为加重剂提高钻井液液相密度，使重晶石粉用量减少，有利于高密度钻井液流变性控制和稳定钻井液性能；PAMS-150是一种磺酸盐聚合物不但具有抑制钻屑分散和降滤失能力，同时抗温性能好；SMP-2和SMC是较好的抗高温磺化处理剂，抗温可达180°左右；润滑剂决定根据成本和效果的综合考虑，采用以原油为主，聚合醇、CGY、石墨粉等为辅的理念控制摩阻；封堵防漏以FT-1、QS-2、高强封固剂等为主。所以我们室内试验思路：以NaCL、KCL和PAMS-150作为抑制剂，CSMC和SMP-2作为抗高温处理剂，原油作为主要润滑剂， LV-CMC、CFL等作为辅助处理剂，做试验配方，钻井液体系命名为复合盐聚磺钻井液体系。

4现场应用

（1）概况

刘某侧在一口开窗侧钻双靶定向井，目的层是开发沙二下1～4油气藏，设计井深3785米，开窗点井深3244米，最大井斜35.30°，位移248.27米，全井平均机械钻速3.1m/h，钻井周期22天。

（2）钻井液配制

由于本井不含盐膏层，地层压力相对不是太高，主要针对地层坍塌选择钻井液配方，本井采用欠饱和复合盐聚磺钻井液体系，确定室内试验配方。

按配方配制循环均匀后检测钻井液性能为：密度1.45g/cm³，FV 50s，API-FL/泥饼 3ml/0.5mm，HTHP-FL 13ml，G 2/6Pa，PV 25MPa.s，YP 6Pa，CL^- 153000mg/l。

（3）现场施工钻井液工艺

①开窗过程中钻井液携带良好，返至地面使用振动筛、除砂器、除泥器及时清除铁屑和水泥块，保证了开窗施工顺利。

②定向侧钻过程中混入原油，并加入乳化剂提高钻井液润滑效果，定向施工顺利。在后期施工中，及时补充聚合醇、固体润滑剂，保持井下较低的摩阻。

③振动筛使用率100%，除砂器、除泥器使用率90%，离心机根据含砂量情况间断使用，保持低密度固含＜10%。

④采用按配方配制复合盐聚磺胶液维护钻井液性能，保证了钻井液性能的稳定性。

⑤在钻进过程中，加强钻井液性能检测，及时调整钻井液流变参数，在保证钻井液具有良好携砂能力的前提下，尽可能保持较低的粘度，降低循环压耗。钻井液MBT含量稳定。

⑥完钻后，拉井壁测油气上窜速度，确定合适的钻井液密度，压稳地层后大排量洗井，并对遇阻卡井段及缩径段进行充分的划眼，确保井眼畅通，在裸眼段打入以SMP、聚合醇和塑料小球为主的封闭钻井液，保证了电测、下套管顺利。

5认识与建议

（1）由于深层开窗侧钻井的特殊性，不仅对钻井工艺提出了挑战，更是对钻井液性能指标提出了更为苛刻的要求。如泵压高、排量小、环空间隙小、井温高等。

（2）复合盐聚磺钻井液体系能够有效抑制泥页岩水化膨胀、坍塌，井壁稳定性好；具有良好的悬浮携砂能力，流变性容易调控；钻井液热稳定好，抗盐抗钙抗污染能力强；滤饼致密、光滑、坚韧质量好，摩阻低；保护油气层效果好等多方面的优点，能够满足套管深部开窗侧钻井的施工安全要求。

（3）为保证钻井液性能稳定，开窗时以新配浆为宜。

（4）聚合醇、原油、液体润滑剂和固体润滑剂复配使用较单一使用效果好。

（5）为保证下套管、固井质量等，可先进行井眼承压试验。

（6）由于侧钻井环空间隙小，堵漏材料颗粒受限，对于严重井漏井应继续加强堵漏技术及工艺研究。

参考文献:
[1]方俊伟,牛晓.碎屑岩侧钻井泥岩防塌钻井液体系实验研究[J].科学技术与工程.2014（10）：16-21.

[2] 谢凤臣，郝立志.侧钻水平井钻井液研究与应用[J].石油钻采工艺.2015（02）：26-31.