钾盐共聚物钻井液在任深1井的应用
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【摘 要】 为了探索任民镇断陷烃源岩、储层发育情况及含气性，大庆油田在松辽盆地北部部署了第一口深层预探井。由于没有准确深层的地质资料，此井对钻井液携带能力、井壁稳定、抗污染能力和抗高温能力提出了较高的要求。本文针对钾盐共聚物钻井液配方进行了优选，并对其性能进行了评价，介绍了优选配方钻井液在任深1井的应用情况。研究与应用结果表明：钾盐共聚物钻井液具有较强的悬浮携砂能力和良好的抑制防塌能力；抗温达150℃，可以抗20%岩心粉污染；荧光级别低，不影响探井录井。
【关键词】 钾盐共聚物钻井液 抑制性 井壁稳定 预探井
任民镇断陷深层储层包括登娄库组、营城组、沙河子组的碎屑岩储层和营城组火山岩储层，尚无探井揭示营城组火山岩、砂砾岩地层。大庆油田为了提高松辽盆地北部任民镇断陷勘探效果，在任民镇断陷深层部署了一口预探井，由于尚无准确深层地质资料，对钻井液携带能力、井壁稳定、抗污染能力和抗高温能力提出了较高的要求。为了解决这些难题，研究了钾盐共聚物钻井液，既满足了工程施工对钻井液的要求，也确保了地质录井的准确卡层。
1 钾盐共聚物钻井液性能室内评价
按照配方：4.5%膨润土+0.25%WDYZ-Ⅰ+1.5%YGT+1.5%DYFT-Ⅰ+1.5%NPAN+3%KFT+3%（土量）纯碱+1.5%（土量）KOH配制基浆，进行性能评价实验。
1.1 抗温性
钾盐共聚物钻井液抗温性能评价结果见表2。由表2可知，在150℃下老化16h后，钾盐共聚物钻井液流变性仍然很好，滤失量较低，完全可以满足钻井施工对体系抗温稳定性的要求。
表2 钾盐共聚物抗温性能评价
1.2 抑制性能
取该区块极易水化膨胀的青二、三段地层泥页岩岩心进行钻井液热滚动回收实验（100℃、16h），测得清水和钾盐共聚物钻井液的滚动回收率分别为22.3%和92.1%，这表明钾盐共聚物钻井液具有良好的抑制性，能较好地控制泥页岩的水化。
2 现场应用
2.1 工程地质概况
任深1井构造位于松辽盆地北部任民镇断陷南凹陷北部斜坡，为三开井，完钻井深为3970m，为了更好地发现和评价气层，在三开井段采用衡钻井技术，这就要求钻井液具有更好的抑制防塌能力，确保井壁稳定。此外，该区块深层地质情况尚不明确，要求钻井液必须具有良好的抗高温和抗污染能力，因此使用了钾盐共聚物钻井液，钻井施工顺利，多次起下钻均畅通无阻，无任何事故及复杂情况发生。
2.2 钾盐共聚物钻井液现场维护措施
用一开原浆或清水钻完表层套管内的引鞋及其附件和水泥塞后，稀释清砂，加入适量纯碱预处理，防止水泥污染钻井液。首先将4.5%的膨润土和0.25%的纯碱，配制成膨润土浆，并预水化24h之后，加入KOH调钻井液pH值到9左右，然后依次加入3%KFT、1.5% YGT、1.5%DYFT-Ⅰ、1.5%NPAN、0.25%WDYZ-Ⅰ，循环均匀后，钻井液密度为1.02g/cm3，粘度41s，滤失量为6ml，泥饼厚0.4mm，切力为1.0/4.0Pa/Pa，pH值为9。然后用重晶石粉将钻井液密度提高到1.05g/cm3在二开钻进。三开钻井液配制与二开相同。
（1）钻井过程中，不断补充WDYZ-Ⅰ胶液，确保其在钻井液中的有效含量相对稳定，保证钻井液具有良好的抑制能力。（2）施工中，钻井液的维护处理以补充胶液为主，配制胶液时，按比例加足各种处理剂。此外，还要适当补充钻井液因高温蒸发和滤失损失的水，减小失水效应对钻井液流变性的影响。（3）在进入姚一段和泉三段之前分别加入2t超细碳酸钙，控制厚泥饼。（4）剂在1500m开始补充加入，保证含量在1%左右，保证钻井液的性能，避免粘卡，预防井下事故的发生。（5）为了保证优质钻井液，必须用好四级固控，清除有害固相。采用离心机、除砂器方法降低钻井液中有害固相含量，控制总固相含量在12%以下，含砂量在0.4%以下。定期搞好短起下钻，破坏并清除岩屑床，保证井眼畅通。（6）三开钻进中，严格控制API失水上部小于4.0ml，下部（主目的层）小于3.0ml，高温高压失水小于14ml，以保护产层。（7）完钻后，大排量循环洗井，将井内砂子携带干净，保证井眼畅通，做好通井工作，确保了电测、下套管顺利完成。
3 效果评价
（1）井壁稳定效果。该井是大庆油田部署在任民镇断陷深层的一口预探井，用密度为1.05～1.28g/cm3钻井液进行二开钻进，中途进行了三次短起下钻，没有发生井壁剥落现象和遇阻划眼等复杂情况，整个二开是用一只PDC打完的，钻穿登娄库组，进入营城组，在以往二开施工中比较少见的。二开平均井径扩大率为4.15%。用密度为1.05～1.15g/cm3钻井液进行三开钻进，钻进施工中起下钻无阻卡，没有发生任何事故和复杂，平均井径扩大率为9.85%。这表明钾盐共聚物钻井液抑制能力强，能较好地抑制泥页岩水化膨胀，解决低密度下井壁稳定问题。
（2）井眼净化效果。该井在钻井过程中，动塑比保持在0.5Pa/mPa·s以上，井口返出岩屑代表性强，起下钻未发生阻卡现象，完井电测均为一次测完。这表明钾盐共聚物钻井液悬浮携砂能力强，井眼净化效果好。
（3）抗高温、抗污染效果。该井在整个施工过程中，性能都是比较稳定的，抗污染能力较强。井深到3000m以后，性能没有出现大的波动，这表明钾盐共聚物钻井液在高温条件下性能基本不受影响，抗高温效果好。