浅谈钾铵基钻井液在鄂北工区开发井中的应用

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[摘要] 简要的介绍了钾铵基钻井液体系作用机理，现场使用维护处理情况及储层保护情况，并认真做了总结分析。

[关键词] 鄂北工区；钾铵基钻井液；现场使用；储层保护

1 钻遇地层及其岩性特征

鄂北工区上部地层为第四系黄土层，地层欠压实，胶结差，二开井段钻遇侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系，其中侏罗系的直罗组泥岩易掉块，三叠系的延长组在渗透性好的砂砾岩层段易缩径卡钻，刘家沟组地层易漏，二叠系的石千峰组以下井段进尺较慢，地层中泥岩易吸水膨胀引起井塌形成“大肚子“石炭系目的层井段渗透性差，容易受泥浆有害固相浸造成污染。

2 钾铵基钻井液体系作用机理

无论采用何种钻井工艺技术，都要求钻井液具有良好的防塌性能。控制井眼稳定和防止地层损害问题的关键是设计一种合适的钻井液，它能在井壁上形成一个致密的低渗透性泥饼以把进入地层的滤液降到最小又有较强的抑制特性。钾铵基聚合物钻井液的机理是利用大分子高聚物长链在井壁上的多点吸附，形成憎水膜，包被粘土，NH4+，K+水化能低，并可镶嵌进入Si-O四面体排列的六角环空间中，封闭泥页岩微裂缝，大分子高聚物的包被抑制作用和NH4+、K+增强进程间的胶结力，使之起到防塌、防膨作用，从而有效抑制泥页岩的分散，达到稳定井壁的目的。

3 现场使用效果及其评价

3．1 现场维护处理情况。相对来讲，鄂北工区地质年代较老，地层相对稳定些，适用于工区的聚合物钻井液组成简单，品种少，用量小，维护处理方便，根据钻遇不同井段地层岩性特征，对钻井液维护处理情况作出调整：

3．1　12 1/4井眼，要用高粘切普通聚合物钻井液，使其具有良好的携砂和造壁性，配制坂土浆80～120m，基本配方为：水+4～7％坂土，开钻后，配制胶液进行维护，维持钻井液量和必要的钻井液性能，钻前50m应用高粘切钻井液60～80秒配合小排量钻进，以保护井口和钻机基础，打过100m后，应提高排量钻井液粘度可稍降，一般50～60秒即可，钻完后，充分循环洗井后，起钻下套管。

本段泥浆性能：P:1.05～1.08 FV:50～80秒

3．2 81/2井眼，采用钾胺基聚合物钻井液体系。中生界侏罗系延长组以上井段地层较为稳定，砂岩段长，渗透性强，地层压力系数低，可钻性好，主要是利用大分子聚合物KPAM或FA367絮凝钻屑，使用好固控设备，经常视现场情况放V型罐，本段失水不作为重点，主要是控制比重在1.05以内，粘度30-35秒，严格控制起下钻速度，防止压差卡钻。上古生界二叠系及石炭系地层，受构造应力的影响，泥页岩微裂缝发育。泥岩以非膨胀性粘土矿物为主，其阳离子交换容量差异较大，遇水产生不均匀膨胀，易剥落掉块，并呈周期性垮塌。对于已经微裂缝发育的二叠系泥页岩，钻井液滤液也可能在过高的过平衡压力作用下穿过裂缝，并引起沿裂缝处的井眼失稳。因此，在进入下部地层前要向泥浆中逐步补充合适的膨润土量，防塌剂、剂、惰性降失水剂、磺化沥青等的合适加量有利于提高泥饼质量。

钾胺基聚合物体系配方：膨润土浆+K-rAM(0.3-0.5+NH4-PAN(0.8～1)

主要控制泥浆性能：比重1.10～1.12粘度40～50秒API失水＜5mlPV10～18YP6～9

3．3 现场钻井液处理效果。以井身质量来看，现场使用钾胺基聚合物的D66-42井、D61-5井井径扩大率分别为7.4％、5.8％、满足鄂北工区防塌的要求。

4 储层保护

鄂北工区储层具有低压、低渗等特点，所以钻井液以稳定井壁和最大限度的减少对储集层的损害，保护油气层为主，根据保护储层的需要，为使钾铵基聚合物钻井液体系可作钻井液又可满足完井液的需要，需对配方进一步完善，主要是降低该体系泥饼渗透率至最低甚至为零，实现油气层保护。

5 总结与认识

5．1 基浆配置：对聚合物钻井液而言，预水化的钠土浆有助于在井壁上快速形成一层致密的泥饼能阻止泥浆滤液的侵入，致密的泥饼也能对井壁起到支撑作用而防止井眼坍塌。从施工现场来看，基浆的配置不能够引起重视，基浆(钠土浆)一定要用清水配置并充分预水化，配备基浆的罐要与其它罐分开，且配置基浆时不能混入其它诸如聚合物类影响钠土分散的泥浆材料，必须确保有备用基浆以利于泥浆性能的随时调节。

5．2 要使钻井液具有更好的流变性，和护壁性，为钻头提供优质的水马力参数和良好的井底工作环境。

5．3 加入聚合物胶液时要以细水长流的方式加入。运用好固控设备，及时清除钻井液中的有害固相，保持良好的钻井液性能。

5．4 聚合物钻井液体系抑制性强，抗温、防塌能力强，性能好，现场维护方便。