KCL-硅酸盐欠平衡钻井液技术研究及应用

1 伊舒地堑岔路河断陷地质情况简介

昌1井地质分层及岩性情况见表1

2 昌1井钻井液技术现场应用

2.1 工程情况简介

2.2 钻井液工艺措施

⑴一开, 二开钻井液体系

一开用普通膨润土钻井液体系。二开后使用阳离子-聚合醇钻井液体系, 钻井过程中井下正常, 起下钻顺畅, 井壁稳定。未发生漏、塌、卡等复杂情况。测井, 下套管作业顺利。

⑵三开欠平衡钻井液体系

钻井液类型:KCL-硅酸盐钻井液体系, 配方:清水+3%膨润土+0.2%Na2CO3+1.5%APC-026

+0.4%JLJ-3+1.5%GSF-020+2%SMC+2%FT-1+2%SMP-Ⅱ+0.5%LV-CMC+7%KCL

(2) 钻井液性能:密度1.08g/cm3、粘度58s、滤失量7.0ml、p H13、

2.3 钻井液工艺技术措施现场

⑴一开井段 (0-594m) , 普通膨润土钻井液体系的维护, 处理工艺

一开用普通膨润土钻井液体系, 钻完表层进尺后提高钻井液的粘度到80-100s并充分循环, 以确保表层套管的顺利下入

⑵二开井段 (594-2741m) 阳离子-聚合醇钻井液体系现场维护, 处理工艺

⑶三开 (2741-4312m) 欠平衡井段钻井液体系现场维护, 处理工艺

科学合理的欠平衡钻井液循环流程确保欠平衡工艺实施:

(1) 密度1.05-1.10g/cm3的钻井液实施欠平衡钻进作业。

(2) 起钻流程:密度1.25g/cm3钻井液实施起钻压井作业。 (密度确定1.10+0.15气井安全附加值)

(3) 重钻井液压井流程:密度1.50g/cm3的钻井液实施起钻压水眼及特殊情况下压井作业。 (密度确定1.28+0.15+安全附加值=1.40)

3 昌1井钻井液技术效果

3.1 固相控制

该钻井液体系的强抑制性使钻屑处于不分散状态, 为固相控制实施提供较好的条件。钻井液密度在钻井过程中始终控制在设计范围内。

3.2 滤失量的控制

现场通过适当调节降失水剂的种类及加量, 进而保证体系的滤失量在设计范围之内。该钻井液在刚投入使用时滤失量为6.7ml, 随后未超过6.7 ml, 多数时间在5.0-6.0ml之间。

3.3 硅酸钠含量控制

硅酸盐钻井液的特性与体系中硅酸钠处理剂的含量直接相关。当硅酸盐含量降低时, 会显著地减弱体系的抑制性, 同时影响体系的流变性、滤失量等其它性能, 最主要的表现就是粘度有上升趋势, 同时引起p H值降低。

3.4 KCL含量控制

适当的KCL含量, 在保持钻井液体系抑制性的同时, 使体系处于一定的活度范围。钻进过程中, 每天对钻井液滤液中CL-测量2次, 根据现场及测量情况及时补充KCL。

3.5 p H值的控制

该体系典型的p H值范围为11.0-12.5, 当硅酸盐钻井液在p H值<11时会产生凝胶。当p H值为6.0-8.5时几乎瞬间形成凝胶。

3.6 钻井液总体性能

昌1井三开使用KCL-硅酸盐钻井液的性能参数见表8,

可以看出, 该钻井液具有良好降滤失性能和剪切稀释能力。

4 结语

4.1 硅酸盐的模数对钻井液的抑制性影响较大。由室内试验结果和理论分析可知, 硅酸盐的模数为2.8-3.0, 加量3%-4%较为合适

4.2 硅酸盐可与无机盐产生的协同作用, 能有效降低水活度, 提高抑制页岩水化分散能力, 钻井过程中钻井液体系对地层中的粘土进行了有效的包被和抑制, 保证了井壁的稳定。

4.3 该钻井液体系对砂岩, 泥质粉砂岩和裂缝性储层应有很好的保护作用并适用于射孔完井。

4.4 硅酸盐的抑制性与钻井液的p H值和温度有关, 只有保持p H值大于11, 硅酸盐才能发挥其抑制作用。

4.5 钻井液体系对泥页岩含量比较敏感, 现场通过加强固控, 稀释等措施控制好体系中膨润土含量。

摘要：伊舒地堑岔路河断陷梁家构造带主要储层为双阳组, 上部该地区永吉组、奢岭组和双阳组地层泥岩中粘土矿物以伊利石为主。

关键词：欠平衡钻井,KCL-硅酸盐钻井液,室内研究,现场应用

参考文献

[1] 丁锐.邱正松.李建鹰.硅酸盐稳定粘土作用机理研究.天然气工业.1997.

[2] 丁锐.硅酸盐钻井液的组成与流变性关系.石油大学学报.1998.