垦东斜412大位移探井钻井技术

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[摘 要] 垦东斜412井是人工陆岛海油陆采钻井平台上的第一口探井，最大井斜67.20 °、位移1857.61m、位垂比1.52、实钻斜深2365.00m，针对该井面临的井壁稳定、井眼净化、摩阻控制等技术难题，根据地层特点和井眼状况，从钻井液方面着手，研究应用聚铵醇钻井液体系，合理调控钻井液流变参数与环空返速，优化剂组合，使钻井施工优质顺利。

[关键词] 海油陆采钻井 大位移探井 井眼净化 井壁稳定 润减摩滑

1.地质工程概况

该井钻遇地层为平原组，明化镇组和馆陶组，地层特点是泥岩很软，易分散、造浆、膨胀缩径；砂岩层易扩径和缩径。实钻工程简况如表1。

2.主要技术难点及原因分析

2.1稳定井壁

1）鉴于该区块地质地层特点，井壁稳定是该井的一大技术难点，原因是地层压实度低，钻井液及其滤液易侵入地层，泥岩易吸水膨胀，砂岩疏松、渗透性好，极易导致井径缩小或扩大。

2）钻井液流变参数不良，过度冲蚀井壁，致使井眼缩径或垮塌。

2.2净化井眼

1）由于地层成岩性差，分散性强，钻速快，导致固相污染钻井液，形成劣质虚厚泥饼。

2）井斜角大于60°，位移比较大，岩屑易向下井壁沉积形成岩屑床。

3）钻具因重力作用靠向下井壁，窄环空处钻井液流速小，不易单用环空流速冲蚀净化井眼；

2.3控制摩阻

1）该井是大位移斜井，钻具贴靠在上下井壁，摩阻摩扭自然很大。因是探井，不允许使用原油等有荧光的材料。

2）钻井液用水矿化度较高，易形成虚厚泥饼，使钻具与井壁接触面积及黏结力增大。

3.技术对策

3.1优化钻井液体系设计

根据垦东油田地层特点和现场实际，结合理论分析与室内试验，组配聚铵醇钻井液体系。

（1）体系特点：适于浅层钻井，对易水化分散岩层有较好抑制防塌作用，易获得较规则井眼和较高钻速，在钻井液用水矿化度较高环境下，仍能控制较好流动性和滤失造壁性。

（2）主处理剂：

①“聚”：水解聚丙烯酰胺PHP是体系的抑制包被剂，抑制泥岩、钻屑水化分散；

②“铵”：双聚铵盐处理剂LD-304是体系的粘度、切力调节剂和降失水剂；

③“醇”：聚合醇防塌剂WJH增强钻井液的性，降低钻井液和泥饼摩擦系数；

④高分子抗温抗盐降滤失剂LD-302、抗盐抗高温防塌降失水剂KFT作为主要防塌降滤失剂，对高矿化度水适应性好，利于获得较好的泥饼。

（3）体系配方优化：5%膨润土+（0.2%～0.3%）PHP+（0.5%～1.0%）LD-304+1.5%LD-302+2.0%KFT+（3%～5.0%）WJH+辅剂

（4）体系性能评价

1＃常用聚合物混油钻井液配方：

5%膨润土+0.2%PHP+1.0%FTJN+1.5%LD-302+2.0%KFT+10%原油+0.4%SN-1+辅剂

2＃聚铵醇防塌钻井液配方：

5%膨润土+0.2%PHP+1.0%LD-304+1.5%LD-302+2.0%KFT+3%WJH+辅剂

从表2、表3、表4看出：聚铵醇钻井液较以往常用聚合物混油钻井液抑制性强、抗盐性好，并且有良好的性能。

3.2井眼净化措施

1）适当提高钻井泵排量，使钻井液环空返速大于0.92m/s。紊流条件下，可抑制岩屑床的形成。

2）优化钻井液性能参数。地层岩屑分散比较细，流变参数Φ3＝3～6即可满足悬浮岩屑要求，抑制岩屑床的形成；控制漏斗粘度30～45s，可对井壁产生较好的清洗效果。

3）通过短程起下钻等措施，分段循环清除着床岩屑。

4） 强化固控设备配置。振动筛除砂器双离心机，筛布120目以上，离心机处理速率大于2×60m3/h。

3.3稳定井壁措施

1）强化钻井液抑制性。保持PHP有效含量达0.2%～0.5%。

2）控制合适的滤失量。一般情况下，钻井液失水量可适当放宽在20mL左右；油层前100m或摩阻大于18t时，要及时控制钻井液滤失量小于5mL。

3） 保持钻井中抑制包被剂PHP含量充足，控制较低的分散剂加量。

3.4减摩防卡措施

1）保证剂的有效含量：WJH剂总含量3%左右；摩阻较大而不易控制时，配合使用BHGR，含量不小于2%。

2）完井作业中，电测及下套管前用含固体剂2%的钻井液封闭斜井段。

4.钻井实施效果

垦东斜412井钻井过程中，使用聚铵醇钻井液体系，该体系具有良好的抑制性和稳定性，粘附系数小于0.05，摩阻系数小于0.1，使全井最高钻具上提摩阻小于20t。保障全井施工顺利，没有出现井下任何复杂，钻井周期11d4h，平均机械钻速31.12m/h。明显高于临井使用其他泥浆体系的钻井速度，表现在井壁稳定、井径规则。

5.总结与认识

1）使用聚铵醇防塌钻井液是提高垦东浅层定向井钻井施工速度，保障井下安全的重要因素。

2）根据松软地层的岩性特点，系统的推行稳定井壁，净化井眼，防卡等一系列针对大位移井的措施，是顺利完成该井的关键因素。

参考文献：

[1]鄢捷年. 钻井液工艺学[M]. 山东东营：石油大学出版社, 2003.11.

作者简介：

董焕玉（1962-），男，钻井液高级技师，2009年专科毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，现任胜利石油管理局渤海钻井二公司主任技师，主要从事钻井液技术及应用研究。

李昌顺（1963-），男，钻井工程师，1985年毕业于胜利石油学校钻井专业。现任胜利石油管理局渤海钻井公司钻井工程主管师。