水基钻井液在太东196—平108井的应用

2022-10-23

目前, 大庆水平井钻井液大部分采用油基钻井液体系, 油基钻井液具有不损坏油层、防塌效果好、井壁稳定、润滑性好等特点, 油基钻井液也有成本高、对设备腐蚀性强、观察油气显示及地质录井比较困难、不利环保等缺点。太196—平108水平井采用了水基的聚合物钻井液体系取得了很好的效果, 该钻井液各方面性能都能满足水平井施工的要求, 而且, 较油基钻井液相比, 该钻井液体系成本低, 易维护, 利于环保。

1 地质工程概况

1.1 地质概况

(1) 太196—平108井位于黑龙江省大庆市大同镇以东, 安达市西南, 属于松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷永乐向斜。钻遇地层从上至下为:第四系、明水组、四方台组、嫩江组、姚家组和青山口组。其中, 明水组、四方台组地层成岩性差, 胶结疏松, 易发生井塌、井漏;嫩五、四段地层含不等厚互层, 容易井斜;嫩三、二段地层泥岩段较长, 易吸水膨胀, 造浆性强, 容易钻具泥包和井塌卡钻。

1.2 工程概况

⑴太196—平108井是一口水平井。完钻井深2346m:完钻垂深1476m:水平段长632m:一开使用Φ311mm钻头, 钻至井深942m, 下入Φ244.5mm技套至井深940m;二开使用Φ215.9mm钻头, 在井深1160m开始定向钻进, 钻至井深1714m着陆, 钻至井深2346m完钻, 最大井斜角93.5°

2 施工技术难点

2.1 水平井眼长期处于钻井液的侵泡之中, 确保钻井液的体系对页岩的抑制能力, 保持水眼稳定, 预防井眼坍塌, 是钻井工程中首先考虑的问题之一。

2.2 水平井钻井液具有良好的携砂能力, 保持井眼清洁, 防止形成岩屑床, 以达到预防粘卡等复杂井下情况的目的。

2.3 为防止卡钻, 应提高钻井液的润滑性能力, 降低钻具的扭矩。

2.4 该地层松软, 上部地层岩性变化大, 工具实际造斜率不稳定, 从而使井眼轨迹控制难度进一步增大.

3 钻井液工艺技术

3.1 井壁稳定问题

随着水平井井斜角的增加, 井壁岩石的受力条件发生改变, 因此钻井液合理的密度是保证水平井井壁的力学稳定的一个重要因素。

井壁稳定维护要点:保持合理的钻井液密度性能, 用HA树脂和防塌润滑剂, 大分子聚合物, 小分子聚合物结合行成高质量泥饼, 配浆时加入, 钻进时科学补充, 保证泥浆中聚合物的含量, 从而确保泥浆的抑制性, 同时以降失水剂保证泥浆的滤失量满足施工要求。

3.2 水平井的井眼净化技术

选取XC作为提切剂, 使钻井液具有足够的携岩能力, 将钻屑及时携带出井眼。XC的选取试验数据如下:

基浆:2%土+0.1%KPA+1%铵盐

通过上述研究, 可以得出以下结论:

在低固相条件下, 提切剂XC具有足够的提切能力, 使钻井液具有足够的携岩能力, 满足施工要求;应用流态计算结果调整施工工艺, 可以有效的清除岩屑床。通过以上技术措施和固控工艺, 实现对泥浆净化两个过程的控制, 保证施工的顺利进行。

3.3 水平井的井眼润滑问题

选择1%DYRH-3、1%ORH-101作为油膜润滑剂, 使钻井液摩阻系数降低到0.1以下;配低固相携岩技术作保障, 使钻井液润滑性满足施工要求

4 现场应用与维护

4.1 一开地层主要为流砂层, 采用膨润土浆开钻, 粘度调配至50-60秒, 确保稳固流砂层井壁, 避免造成井眼扩大。

4.2 二开钻进过程中, 以铵盐、HA树脂控制钻井液的滤失量, 及时补充KPAM, 保证其含量, 维护钻井液抑制性。并保证XC的含量, 确保钻井液携岩能力。在井斜角达到30°以后, 按1:1比例加入润滑剂DRH-3D和ORH-101, 要求1分钟摩阻系数小于0.1, 10分钟摩阻系数小于0.2.。

4.3 钻井液中应保持足够量的聚合物含量, 保证钻井液的切力和动塑比, 以保证井内钻屑及时返出地面, 同时保持钻井液中铵盐及防塌剂的有效含量, 以提高钻井液的造壁能力, 维护井壁稳定。

4.4 加强油层保护措施, 降低储层污染, 防止水平段地层漏失, 采用近平衡钻井, 钻井液密度控制在1.15-1.20g/cm3。

4.5 在钻至近水平段后, 以改善泥饼的质量, 增强钻井液的润滑性能, 降低钻井液的滤失量来维护井壁的稳定。

4.6 在现场施工过程中坚持使用固控制设备, 及时清除有害固相, 确保钻井液的固相含量。

4.7 钻至油层前, 调整钻井液性能, 使用两种粒径的碳酸钙, 形成屏蔽带和控制油层段钻井液滤失量, 减少对油层的污染。

4.8 现场配置洗井液, 清洗井壁和防止钻屑粘贴井壁, 防止产生假缩径, 避免环空憋阻现象的发生。

摘要：聚合物钻井液体系是20世纪80年代发展起来的新型钻井液体系, 属于水基钻井液体系的一种。本文介绍了聚合物钻井液体系和在大庆探区太196—平108井的成功应用。该钻井液体系具有较强的抑制性、携砂能力、润滑性、井眼稳定性;低滤失量, 保证了井壁的稳定;具有良好的流变性能, 易维护处理;满足水平井钻井施工的要求。并实施有效的技术措施, 采用近平衡钻井。避免了井塌、井漏等不利因素, 有效地防止了地层漏失及坍塌事故的发生, 保护储层油气藏。太196—平108井是在大庆探区使用水基钻井液完成的第一口水平井, 为大庆探区水平井钻井液的技术应用提供了一定参考价值。

关键词：聚合物钻井液,水平井,润滑性