查深1井钻井液技术

第35卷第5期石油钻采工艺VoL35No.52013年9月OIL DRILLINGPRODUCTIONTECHNOLOGY Sep.2013文章编号1000-7393201305-0056-03查深井钻井液技术1张继国‘杨永胜’纪树伟郭耀刘海涛22L中油长城钻探钻井液公司，辽宁盘锦12401⑫中油长城钻探吉林项目部，吉林松原138Q00引用格式张继国，杨永胜，纪树伟，等.查深1井钻井液技术[J].石油钻采工艺，2013,355:56-

58.摘要查深1井是吉林油田公司在乾北地区部署的一口重点预探直井，完钻井深5500m该井上部青山口组等地层存在严重的井壁坍塌、井漏等问题，下部地层温度高，井底温度达到180℃针对该井地质特点，通过室内实验研究，确定上部采用复合膜铝基钻井液，下部前期采用空气钻井，后期转化为改进型水包油钻井液体系进行欠平衡施工现场应用结果表明，采用的钻井液体系有效解决了泥岩坍塌、井漏和高温条件下性能不稳定等难题，满足了施工的需要关键词查深1井；复合膜铝基钻井液；水包油钻井液；空气钻井；气液转化；井眼稳定中图分类号文献标识码TE254ADrilling fluidtechnology ofWell Chashen-1ZHANGJiguo,YANG YongshengJShuwei2,GUO Yao\LIUHaitao

21.Drilling FluidBranch ofGreat Wall Drilling andExploration CompanyLtd.Panjm124010,China;

2.Jilin ProjectDepartment ofGreatWallDrillingand ExplorationCompanyLtd,,Songyuan138XX ChinafAbstract:Well Chashen-1is akey exploratoryvertical welldeployed inQian Northarea,with depthof5500m.Serious wellboresloughingand circulation loss takeplace inupper zoneof Qingshankouof thewelLThe lower formations havehigher temperature,and themaximum is180℃in thebottom hole.Through indoorexperiment study,complex filmaluminum baseddrilling fuidwas takenfor theupper formations,andfor thelowerformations,air drlling was for the former,and unbalanceddrllingwasforthelater,with oil in waterdrilling fuid.The applicationshowedthat thedrlling fuideffectively solvedthe difficultiesof mudstonesloughing,circulationloss,and instabilityunder hightemperature,which metthe needof thedrilling operation.Key words:Well Chashen-1;complex filmaluminum baseddrlling fluid;oilinwater drllingfuid;air drilling;gas-liquid trans-formation;wellbore stabilitym/ho查深1井位于松辽盆地南部长岭断陷乾北洼槽查深1火地质、工程简况1山岩构造较高部位，为吉林油田公司在该地区部署的一口重点预探井，设计井深5600m,完钻井深5500m该井钻遇地层地实钻揭露本区地层自上而下分别为新生界第四系、第三系、质条件复杂，青山口组深灰色硬脆性泥岩易发生井壁坍塌1,出中生界白垩系其中白垩系嫩江组380〜985m为灰色和深灰现了多次遇阻划眼后被迫填井；同时青山口组泥岩、泥质粉砂色泥岩，夹杂灰黑色泥岩和页岩；姚家组985〜1115m为紫岩、粉砂质泥岩和粉砂岩同时发育欠压实，易发生井漏，在钻至红色泥岩和灰色粉砂质泥岩；青山口组1115〜1695m为紫红2131m漏失钻井液110m2通过采用复合膜铝基钻井液体系，色、黑色泥岩夹杂灰色粉砂质泥岩、粉砂岩；泉头组1695〜保证中完顺利；三开先用空气钻井钻至井深4416m后，用白3570m为灰色、紫红色泥岩和灰色粉砂岩、粉砂质泥岩；登油作前置液，替换为改进型水包油体系，完井时井底温度180℃娄库组3570〜4489m为灰绿色粉砂岩和紫灰色粉砂岩；营o整个过程施工顺利，未出现井壁坍塌，电测一次城组4489〜5500m为灰色细砂岩和灰黑色粉砂质泥岩该井一开

0444.5mm钻头钻至1099m,

0393.7mm套成功率100%全井钻井周期

301.58d,平均机械钻速

2.44管下深1098m;二开

0311.1mm钻头钻至3093nb

0244.作者简介张继国，1974年生2009年毕业于大庆石油学院石油工程专业，一直从事钻井液技术现场服务工作，助理工程师所闻:2008zjguo@

163.como5mm套管下深

3089.12m;三开

0215.9mm钻头钻至5500m,次在1200〜1750m遇阻，振动筛返出很多新掉块上部井段3096〜4416m采用空气钻井分析认为，划眼井段主要集中在青二+三段，井漏引起环空压力降低，造成井壁失稳而划眼；钻具落井，填井侧钻致使钻井液技术难点2多处井深轨迹不好，造成划眼过程中形成的滤饼脱落，井壁严1青山口组以深灰色硬脆泥岩为主，而且微裂缝的存在重失稳；长时间多次划眼，造成井径不规则，在1300~1480m使水分子很容易进入泥岩内部，从而造成地层剥落、掉块，严处形成砂桥，岩屑不能充分排出，造成井眼不畅通重时甚至造成坍塌；同时二开施工时间长，泥岩浸泡时间长，

3.

2.3技术措施也容易造成井塌［2］1在保证井不漏情况下，加入1%滤饼改进剂，提高地2青山口组胶结不好，岩心多为裂缝发育，泥岩、粉砂层承压能力，钻井液密度逐渐提高到

1.28-

1.30g/cm-中完时达岩和粉砂质泥岩欠压实，极易发生井漏到

1.34~

1.38/3;2保持KPAM含量

0.3%,增强钻井液防g cm3三开气体钻井转化水包油钻井液过程中，井筒内液柱塌能力；3根据地层温度，加入2%、3%软化点为80〜90℃压力升高，井壁没有致密滤饼的保护，钻井液中的小颗粒、自的低软化点乳化沥青［3］,2%〜3%浊点为40〜50℃的聚合醇，由水通过地层孔隙、裂缝迅速进入地层，同时钻井液对井壁的1%〜2%的铝基抑制剂；4控制钻井液流变性和滤失量，n值冲刷会出现井壁失稳垮塌，轻则阻卡划眼，重则造成卡钻等钻维护在

0.55〜

0.65,API失水小于

3.5mL;5加入2%~3%井事故超细碳酸钙进入地层缝隙中充当架桥粒子，加入1%〜2%非渗4松辽盆地地温梯度异常

3.27C/100m,5500m井深透、无渗透钻井液处理剂或快速封堵剂作为填充剂，加1%成井底静止温度达180C,要求钻井液具有良好的高温稳定性；登膜剂、2%滤饼改进剂，提高滤饼的承压能力娄库、营城组含有泥岩，钻井的过程中，岩屑不断水化分散变

3.3三开3093〜5500m细，导致水包油钻井液流动性变差变稠，从而产生附加的压力

3.

1.1气体钻井3093〜

4416.94m根据邻井长深5井的实钻激动造成薄弱带发生井漏油气水显示情况及测井解释，在3240〜4555m泉一段层顶至钻井液体系优选及维护处理3登娄库层底均为干层，地层的孔隙度低，出水量少，满足气体钻井的条件采用空气钻进进尺

1320.94m,纯钻时间

145.87h,

3.1一开0〜1099m平均机械钻速

9.06m/h,是邻井长深5井的

10.3倍［4最终由

3.

1.1钻井液配方采用普通聚合物钻井液体系，配方为5%于上提下放摩阻大、扭矩最高达到43kN・m,影响施工安全，〜6%膨润±+

0.5%纯碱+

0.05%烧碱+

0.2腺

0.3%聚丙烯终止气体钻井，转化为液相欠平衡钻井酰胺钾盐KPAM+1%〜

1.5%镂盐+1%HA树脂

3.

1.2水包油钻井液

4416.94〜5500m体系配方40%水

3.

1.2维护措施上部进入软泥岩段后大量冲水稀释，钻进时+60%柴油+

0.l%NaOH+6%孚L化齐J LHR-II+3%稳定根据钻井液消耗情况补充膨润土、纯碱配合清水维护进入嫩齐l」FRJ-n+

0.2%抑泡剂LY-20+1%铝基抑制剂二段之前，加入KPAM提高钻井液抑制性，防止大段泥岩水

3.

3.3气液置换化膨胀；加入适量镂盐和HA树脂调整流变性、降低失水，改⑴气体钻井结束后，充分循环，清洗井眼；

（2）过胶芯短善滤饼质量完钻后全程起下钻一次，刮掉井壁上的浮滤饼，起600〜700m,从钻杆内注替10t白油；过胶芯短起至套管鞋大排量循环提高有效冲洗，保证井眼干净、畅通内，从钻杆内注替13t白油；

（3）过胶芯下探至井深4404m;

3.2二开1099~3093m

（4）分段顶替钻井液，过胶芯短起200m,以

0.8m3/min排量

3.

2.1钻井液配方采用复合膜铝基钻井液体系，注入水包油钻井液20m3;过胶芯短起500m,以

0.8m3/min排配方为2%〜3%膨润±+

0.5%纯碱+

0.05%烧碱

40.2%〜量注入水包油钻井液10m3;过胶芯短起至套管鞋，关闭旋转］

0.3%KPAM+%〜15%镂盐+1%HA树脂+K乳化沥青+防喷器侧出口液动平板阀，打通节流管汇至液气分离器管路，1%井壁稳定剂HQ-1+1%快速封堵剂KFD-1+1%抗盐降按照正常排量向井内注入钻井液直至钻井液正常返出；

（5）停滤失剂KFT+1%铝基抑制剂+1%成膜剂+2%滤饼改进剂+

1.泵，观察井口无异常后起钻；

（6）分段循环下钻到井底，将剩5%磺化酚醛树脂SMP-II+

1.5%磺化褐煤树脂SPNH+加重剂余2t白油打入，再次清洗气体钻井井段，洗井至井下正常，置

3.

2.2故障复杂及原因分析钻至井深2131m,泵压下降，漏换过程顺利结束前置液白油具有憎水吸附特性，可改变地层失钻井液H0m3堵漏成功后多次划眼，划眼困难，时有憋泵岩石表面润湿特性，将其变为疏水，在井壁周围形成憎水保护和蹩钻现象，出于安全考虑，决定填井填井后从1132m侧膜，防止气液转化时泥页岩因吸水膨胀垮塌优选抗温能力达钻至

2219.75m,下钻在1260〜1750m段多次遇阻，起钻在到200℃的乳化剂和稳定剂提高体系抗温稳定性，保证了高温1299〜1304m、1650〜1700m处多次遇阻，振动筛返出掉块下的性能稳定较少，但存在转盘蹩跳现象在起钻至1303m时钻具遇卡，

3.

3.4维护措施上提和下放无效，钻具卡死，转动钻具，钻具落井，鱼顶位置

（1）定期测量油水比、补充乳化剂，保持钻井液的热稳定

2073.23m,造成第2次填井填井后继续钻进，下钻过程中多性，防止出现高温破乳现象

（2）补充钻井液时，要根据基础⑶孙玉学，王媛慧，李玉莲，等乾安地区井壁坍塌机理及钻井液技术研究［刀.钻井液与完井液，2009,26

（5）:配方配制（油水比60:40或50:50配制，加足乳化剂）所需钻76-

78.井液量，保持钻井液的油水比；pH值保持9〜10,保证钻井液⑷赵秀全，李伟平，王中义，等.长深5井抗高温钻井液技术［J］.体系稳定性，防止酸性气体侵入造成性能恶化

（3）黏度低时石油钻探技术，2007,35

（6）:69-

72.可适当加入稳定剂，并定期用XC打稠塞，提高钻井液的动塑比，整个钻进过程中振动筛上的岩屑返出正常，起下钻顺利（修改稿收到日期2013・06・26）

（4）钻遇泥岩段时用1%铝基抑制剂控制泥岩水化分散，有效加〔编辑朱伟）强了水包油钻井液的抑制性，解决了岩屑分散而造成钻井液逐步稠化的问题，保证了后期适合黏度和很好的流变性该井段未出现井塌、掉块，平均井径扩大率

8.1%

（5）使用固控设备有效控制固相含量，振动筛使用120~150目筛布，除砂器使用率达到100虬离心机使用率达到90%以上充分开动固控设备降低固相，保持合理的流动性，整个钻进过程中水包油钻井液密度控制在

0.92〜LOOg/cnA实现欠平衡钻井

3.4钻井液性能全井钻井液性能见表1表1查深1井现场钻井液性能井深/Gel/p/g•cnr FVs PV/mPa•s YP/Pa Pa/Pa FL/mLm

13501.305425114/

63.

019501.306030145/

102.

825501.307235165/

112.

630501.

32693519.

55.5/

132.

844170.

92531891.5/

21.

649660.

9957319.

53.5/

51.

452301.

005223102.5/

41.

055001.

03742421.55/

61.0应用效果4复合膜铝基钻井液体系有效抑制了二开泥页岩的水化膨胀、分散，完全满足了复杂地质条件下钻井的需要三开裸眼井段80%是泥岩易塌井段，使用气体钻井和水包油体系，解决了营城组泥岩井塌划眼和井径扩大的问题，平均井径

233.4mm,井径扩大率

8.1%,达到了稳定井壁、减少井径扩大率的良好效果5结论和认识

（1）复合膜铝基钻井液体系具有较强防漏防塌能力，可以满足复杂地层施工要求

（2）应用白油作为气体钻井转化液体钻井的前置液，有利于转化的施工安全

（3）水包油钻井液体系配方及维护简单，180c热稳定性好，使用铝基抑制剂改进后流变性可控，稳定井壁能力强参考文献［1］徐同台.钻井工程井壁稳定新技术［M］.北京石油工业出版社，

1999.⑵刘远亮，乌效鸣，朱永宜，等.松科一井长裸眼防塌钻井液技术［J］.石油钻采工艺，2009,31

（4）:53-

56.。