浅谈悬浮乳液钻井液在水平井中的应用
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【摘要】某井水平段长900米，含有硬脆性泥岩、砂泥岩，易发生井壁失稳的严重现象，将会影响施工安全和施工进度。针对此种现象，采用具有良好的抑制性、封堵性和保护油气层功能的悬浮乳液钻井液体系。现场应用表明，该钻井液具有优良的抑制防塌、防卡、和保护油气层性能，满足了该井钻井施工的需要。
【关键词】悬浮乳液 水平井 井壁失稳 抑制性
某井储层岩石泥质含量较高，粘土矿物为40%，主要为伊利石、伊蒙间层，属于强分散易膨胀地层，容易发生水化坍塌、剥落掉块等井壁失稳现象。井壁一旦失稳，便会出现很多井下复杂事故，造成严重的经济损失。选用悬浮乳液钻井液体系确保安全、高效、经济的钻进。
1 主要技术难点
（1）由于水平段裸眼段长（900米），含有硬脆性泥岩和砂泥岩，所以要保证水平段的井壁稳定，从而实现安全高效钻井。
（2）水平段长，造成岩屑沉降距离长，井眼净化困难，加之水平段携砂相对困难，井底沉砂相对较高，易形成岩屑床，所以钻具摩阻大、扭矩大及钻头加压困难，因而要求钻井液具有良好的性。
（3）储层具有低压、低孔、低渗特点，需要在钻井施工过程中减少钻井液滤液对储层的侵入，以减少对储层损害，实现建产增效。
2 现场应用
2.1 一开维护和处理措施
（0-405.50米）井段砂泥岩互层，地层胶结性差，可钻性好，易漏、易垮塌，井径大，返速低，钻井液应以悬浮、携带岩屑和稳定井壁为主，采用普通聚合物钻井液体系。
2.2 二开维护和处理措施：（405.50-3081.00米）
2.2.1 直井段（405.50-2510.00米）砂泥岩互层，夹有煤层
砂岩渗透性好，易使有害固相吸附在井壁上形成较厚泥饼引起缩径；泥岩吸水易水化膨胀，剥落掉块；煤层裂隙发育，含有泥岩物质，性脆、易坍塌。此段应以提高抑制性、防塌、降低失水和控制固相为主。在钻进过程中，加入1-2%的剂RHJ-2，降低粘滞系数，保持低密度，减小井底压差。钻遇煤层和炭质泥岩，循环加入DS-301、DS-302，防止地层坍塌；适当提高粘切，防止冲刷井壁；充分利用固控设备清除有害固相，减少固相含量。
2.2.2斜井段：（2510.00-3081.00米）岩性以砂岩为主，夹有泥岩和煤层
由于邻井在此井段进行过压裂作业，易造成漏、塌、喷等井下复杂情况。进入目的层前，加入CMC、CPAM控制失水，减少表面张力，降低煤层毛细管效应，减小滤液渗透半径，同时在钻井液中加化沥青RHJ-3、防塌剂、磺化沥青和超细碳酸钙用量，封堵煤层裂隙，防止煤层失稳；提高钻井液的粘度、切力、动塑比，减轻钻井液对井壁的冲刷，提高悬浮和携带岩屑颗粒的能力，避免大斜度井段岩屑下滑；加大DS-301和有机硅醇抑制剂DS-302的含量提高钻井液的性、抑制性，抑制泥岩的水化膨胀以保证压裂段井壁的稳定，确保施工安全。
2.3 三开维护和处理措施
（3081.00-3981.00米）水平段长，携岩困难，摩阻扭矩大，加之含有100米泥岩段，非常容易发生水化膨胀，剥落掉块等井壁失稳现象，需要加强钻井液的封堵性、抑制性以及降低对储层的损害，因此选用悬浮乳液钻井液体系。
三开前重新配备悬浮乳液钻井液体系。下钻到底扫完水泥塞后，加清水和纯碱处理，用新浆替出被污染泥浆。钻进中，以补充胶液为主，尽量把所有药品都配制成胶液，然后均匀加入钻井液，保持钻井液性能的稳定。
2.3.1抑制性与封堵性
采用有机硅醇抑制剂DS-302增强钻井液的抑制能力；采用全酸溶暂堵剂和乳化石蜡充填和封堵泥岩地层，以产生良好固壁、护壁作用；合理控制钻井液密度，增加井壁力学平衡；根据钻井液PH值，适当补充烧碱，使钻井液的PH值一直维持在9-10的范围之内，有利于聚合物作用的充分发挥，并防止泥浆因氧化、细菌发生霉变，进一步提高稳定性。
2.3.2流变性与性
添加降失水剂CPAM和CMC-LV，降低钻井液滤失量，减少钻井液滤液进入地层及减少钻井液对井壁的冲刷。采用天然高分子改善泥饼质量，为防卡打好基础；添加性能良好的无荧光植物油酸剂，使之在井壁及钻具表面形成抗压膜，有效降低摩阻、扭矩。采用合适的流变参数，确保钻井液体系携砂性能良好，满足井眼净化的要求。
2.3.3储层保护
根据井眼净化的需要，控制合适的钻井液粘切比，增强携砂及悬砂能力；适时采用稠塞清洁井眼，破坏砂床的形成；及时采取划眼、短起下钻等措施，防止岩屑堆积。合理控制钻井液密度与低滤失量，确保钻井液滤液具有较低的表面张力，满足气层保护工作的需要；同时开启固控设备，合理补充胶液，降低固相含量；采用全酸溶加重材料，同时增强抑制性，防止部分泥岩井段水化膨胀；尽量控制较低的PH值，进一步减少储层伤害。
3 结论与建议
通过现场应用情况来看，悬浮乳液钻井液体系具有良好的性能可控性，具有非常优良的抑制性、性以及悬浮携带岩屑的能力，能有效满足该水平井安全钻井的需要。
（1）悬浮乳液钻井液体系的失水很小，而且性能稳定，易于维护处理，，失水基本控制在6mL以下，减少了对储层的水相圈闭伤害，有效地防止了泥页岩的吸水膨胀，有利于稳定井壁。
（2）水平段起下钻未出现阻卡现象，短起下一次到底率为100%。起下钻摩阻很小，最初只有5t，后来调整井眼轨迹，最多的时候也只有13t，扭矩基本上控制在9kNm以下。这说明悬浮乳液钻井液体系具有良好的性，而且携岩效果很好，有利于提高机械钻速，缩短钻井周期，降本增效。
（3）水平段共钻遇100米泥岩，没有出现垮塌现象，这说明悬浮乳液钻井液体系对泥页岩有很强的抑制性，能够有效的防止井壁失稳现象的发生，用此体系在泥岩段施工会有非常好的效果。
参考文献
[1] 田兆义，宋雪，张雪峰，等. 双聚防塌钻井液在伊通地区伊59区块的应用[J].钻井液与完井液，2010，27（6）：89-91