深探井钻井液技术应用探讨

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[摘 要] 随着油田勘探开发的不断深入，勘探开发已步入中后期，深探井，高难度探井逐年增加，地下情况越来越复杂，钻井施工难度加大，影响浅探井完井质量的因素越来越多，而对浅探井交井质量的要求却日趋严格。本文分析了钻井过程中经常遇的各种钻并液技术难题， 并提出相应的技术对策和工艺措施。采用高密度饱和盆水体来可对付寺盐层污染和高压盐水层；选择具有良好抑制能力和护璧性的钻井液可预防不德定地层坍塌；对高密度钻井液要加强维护和管理；钻井液中加盐可解决钻井液的防冻问题，这些在实践中取得了较好的效果。

[关键词]钻井液；深井钻井；应用

中图分类号：TE245 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）33-0389-01

随着国内外石油工业的发展，石油需求量不断增大，油气勘探规模越来越大，寻找深部油气资源已经迫在眉睫。钻井施工越来越向深探井、超深探井等纵深方向发展。深探井钻井液技术是确保深探井安全顺利完钻的关键技术之一。

1.钻井液技术难点

钻井过程中井喷、井漏、井塌和卡钻等事故时有发生，给钻井液体系的选择和性能控制带来一系列问题，主要表现在以下几方面。

（1）3000m以上地层可钻性好，钻并液粘度、切力难以控制，循环时摩阻大， 泵压上不去，起下钻遇阻、卡钻频繁。

（2）4000m以下地层不同程度地存在石膏层、薄盐层、高压盐水层和复合膏盐层，钻井液污染严重，井壁失稳，经常发生事故。

（3）对于地层复杂的区块，压力系统不同，目的层埋藏深，套管层数多，电测和下套管作业风险大，卡电缆和卡套管事故频繁。

（4）由于构造应力的影响.地层微裂隙发育的硬脆性泥页岩、灰岩、砾岩等容易出现掉块和坍塌，轻则造成遇阻卡钻，重则导致卡钻和埋钻具。

（5）钻井完井液与油气层保护。

（6）高密度钻井液的转化与管理。

2.主要对策

2.1 膏盐层

（1）石膏钻井液受石膏污染后，粘度和切力升高，滤失量增大。若污染不严重时，可用高碱度的铁铬盐溶液稀释调整，同时降低膨润土含量，保持pH值在10-11范围内，并通过同离子效应控制游离钙离子的含量（由于Ca2-+2OH=Ca（OH）2），如果滤液中Ca2-浓度大于150mg/L，可用纯碱处理， 但处理前应做小型实验以确定纯碱加量，避免纯碱过量造成新的污染。若是钻遇大套石膏岩层而钻井液难以承受时，可以转换为盐水体系或混合盐水体系，以解决井壁失稳和钻井液流变性的问题，钻井液中Cl含量应控制在50-80mg/L范围，能抵御膏盐层污染即可。

（2）复合膏盐膏盐层特点是埋藏深、厚度大， 纯盐层上部为复合膏盐层和膏泥岩夹层。钻进时经常发生缩径、盐溶、水化膨胀、坍塌卡钻、坍塌埋钻具、卡套管和挤毁套管等井卜复杂事故。如果设计上有提示，可提前将钻井液转换成饱和盐水体系，Cl含量保持在180 -185mg/L范围，钻井液密度提高到1.8g/cm3以上。用铁铬盐碱液降低钻井液的粘度和切力.用磺化处理剂（SMP、SPC、PSC）和聚阴离子纤维素（PAC一LV、PAC一HV）调节钻并液的流型和滤失量。

2.2 不稳定地层

进入不稳定地层，首先应保证以正压差钻进，要求钻井液具有较强的抑制能力和良好的护壁性（如阳离子聚合物、磺化沥青、氯化钾等复合作用），再配以适当的钻井措施（如避免环空出现紊流；尽量少划眼；使用扶正器等），这样在一定程度上可以缓解钻井液对不稳定地层的扰动和冲蚀。

2.3 油气层保护

根据储层特点， 选用酸溶或油溶性暂堵剂、有机阳离子或无机盐抑制剂， 严格控制钻井液的滤失量，最大限度地降低对目的层的伤害。

2.4 高密度钻井液的维护

钻复合膏盐层、高压油气层或盐水层时，必须使用高密度钻井液。使用高密度钻井液要有良好的固控设备（孔径为0.125-0.180mm 的高频振动筛和清洁器）、优良的降滤失材料和加重剂（如SMP、SPC、SPNH、PAC一LV、PAC一H V、SAS、FT-342）。加重前用30%-50% 的清水稀释基浆， 控制漏斗粘度小于30s，低密度固相含量小于5%。转化后要求动切力为8-12Pa、初、终切为l/6-2/15 Pa/Pa，高温高压滤失量不大于18mL，粘附系数不大于0.15（这是防止粘附卡钻的重要保证）。正常钻井时摩阻和转盘扭矩比较大，因此要及时补充剂， 条件允许时可加入2%-5%柴油和乳化剂SP-80，严禁加入清水或低密度钻井液， 以确保循环系统处于正常工作状态。

2.5 粘卡、井漏处理及钻井液防冻

（1）粘卡粘卡通常发生在渗透性好的砂砾岩层段。滤饼厚、粘附系数高和压差大是造成卡钻的主要因素， 致密光滑的滤饼（如用SAS/超细碳酸钙改善滤饼质量，降低滤饼渗透率）和衡压力钻进可以顶防片钻。卡钻后应及时打入解卡剂，若没有解卡剂，可先注入一定量柴油或原油，浸泡期间每隔lh顶替1次，每次0.1-0.2m3，条件允许时可采取降密度解卡。解卡液配方为0.25tSR一301+0.6m3柴油+0.15m3，水+加重剂

（2）井漏层主要位于石炭系或风化壳附近。当漏层为产层时，堵漏材料通常以酸溶或油溶性为主，如DTR、DIJ一93、单向压力封闭剂和油溶性树脂JHY等。并根据裂缝几何尺寸配以合适粒径和浓度的核桃壳、云母片、棉子壳或石灰石粉等。用循环或憋压法进行堵漏； 当漏层是非目的层或裂隙类漏层时，可用柴油、膨润土、水泥浆软塞进行永久性堵漏。如沙10井在井深5373m 处发生漏失， 漏速为54m3/h，由于漏层在盐岩层下部，钻井液密度无法调整，第一次用DTR堵漏无效， 第二次打水泥塞失败，后经取心证实漏层为纵向裂隙， 采用柴油、膨润土、水泥浆堵漏工艺解除井漏。

（3） 钻井液防冻新疆冬季施工时天寒地冻，钻井液的防冻就显得尤为重要。有效的方法就是利用当地丰富的盐来控制钻井液的冰点，确保冬季生产的正常进行。钻井液的含盐量与结冰温度的关系如

3.结论

（1）深探井钻井液技术现场实施离不开石油地质、钻井工程、室内实验等多方面的有效配合，是综合诸多工艺的集成技术；

（2）深探井钻井液的体系转化和性能控制应根据不同地层地质构造特点、钻井工艺要求进行，尽可能扩展满足钻井要求的安全密度窗口；

（3）深探井钻井液技术较好的解决了深探井钻井中的煤层坍塌、多压力层系井漏、钻井液抗高温老化等深井钻井技术难题，施工复杂减少，应用前景广阔。

参考文献

[1] 程玉生，符士山.涠西南地区探井钻井液技术[J].石油钻采工艺.2007（06）.

[2] 丁振龙，刘川生，贺彬，吴先才，高义斌.哈萨克斯坦扎那若尔油田钻井液技术探索与实践[J].钻井液与完井液.2008（03）.