车古平1井三开水平井钻井液技术

摘 要：车古平1井是部署在胜利油田车镇地区的一口重点预探井。该井为水平井，水平位移长1320m，三开水平段长873m，且水平段主要位于易塌的二叠系地层。针对井壁稳定、井眼清洁和防卡三大技术难点，经过大量的室内试验，确定了在车古平1井三开水平井段采用聚醚防塌钻井液体系。现场应用表明，该体系流变性较好，抑制能力、能力及能力较强。应用该钻井液体系，较好地解决了该地区二叠系地层的井壁稳定问题，保证了钻进施工的顺利进行，基本上能满足胜利油田车镇地区长水平段钻进的需要。

关键词：水平井 井眼稳定 能力 井眼清洁

车古平1井完钻井深3143m，垂深2247.5m，水平位移1320m，水平段长873m，最大井斜85度。该井水平位移和水平段较长，井壁稳定、井眼清洁和防卡问题是该井钻井液施工的主要难题；针对该井的三开地层特点和水平井的技术难点，优选了适合该井三开水平井段的聚醚防塌钻井液体系，现场应用取得了良好的效果，保证了钻进施工的顺利进行。

一、地质工程简况

三开1724～1966m井段为稳斜井段，井斜稳定在35度左右；1966～2270m为增斜井段，井斜逐渐由35度上升至81度；2270m～3143m，为长达873m的水平段，井斜控制在85度左右，完钻井底水平位移长达1320m，其中873m的水平段处在易塌的二叠系地层。 三开水平井段主要位于上古生界的二叠系地层，二叠系地层上部为灰色石英砂岩、硬砂岩夹紫红色、深灰色泥岩为主，下部以黑色煤层为主夹炭质泥岩为主，含有大段煤层及炭质泥页岩，易坍塌卡钻。

二、三开钻井液现场应用

三开井段是该井的重点井段，主要钻遇沙二段、沙三段、沙四段和二叠系地层。三开采用聚醚防塌钻井液体系。基础配方：二开井浆+0.3～0.5% PAM+0.5～0.7%NaOH+2～3%KFT +1～2%WFL-1+3～5%聚醚多元醇剂+1～2%固体剂。

1.井眼稳定技术

针对三开大井斜和水平段的地层特点，现场采用“强封固-抑制-合理密度有效支撑井壁-合理匹配钻井工艺防塌措施”的技术路线，确保了三开井眼的稳定。

1.1保持合适的钻井液密度，使其和井壁压力实现衡。

进入三开井段后，将钻井液密度保持在1.15～1.18g/cm3，保持对地层具有适当的正压差，以防止井壁坍塌掉块。

1.2提高钻井液滤液的强抑制性，抑制泥页岩水化分散。

提高钻井液滤液的强抑制性，形成半透膜作用，降低水化应力，防止泥页岩吸水膨胀和坍塌掉块。在正常钻井施工中，保持PAM在钻井液中的含量达到0.4～0.5%，以抑制粘土水化膨胀；同时将聚合醇含量控制在2～3%，使得其在近井壁处形成半透膜作用，增强井壁的稳定性。

1.3强化物理封堵，降低滤失量，减小滤液向地层的渗入。

钻至二叠系地层，及时补充防塌降失水处理剂，将API滤失量控制在2～3mL；从而起到强化物理封堵，减小滤液向地层渗入的作用。

2.井眼清洁净化技术

2.1保持适当的钻井液环空返速。

在三开井段，将环空返速控制在0.8～1.0m/s；并严格强化与循环有关的所有工序，在钻进过程中不停止循环，在接单根之前循环到岩屑从井内返出为止。

2.2选用合理的流型与钻井液流变参数。

进入水平段后，适当提高钻井液的粘切，将漏斗粘度控制在65s左右，并将动塑比控制在0.40～0.45Pa/（mPa.s），使其在环空形成平板型层流；同时保持一定低剪切速率下的钻井液粘度（φ3和φ6读数），以提高悬浮钻屑能力及防止钻屑床的形成。

2.3加强工程措施。

2.3.1经常进行长短起下钻。每钻进100～200m进行一次长短起下钻，短起至至技套内。实践证明，在大斜度井和水平井钻进中，经常进行长短起，有利于岩屑的清除和防止岩屑床的形成。

2.3.2采用高转速PDC钻头并控制钻进速度。采用高转速PDC钻头钻进时，其岩屑颗粒较细，有利于被钻井液带出地面；当钻进速度较快时，每钻进1个单根，应停止钻进并上下活动钻具10～20min，以更好的将岩屑携带出来。

3.防卡技术

提高防卡能力，解决托压问题可以从以下四点着手。

3.1尽量除去劣质固相。为有效控制固相，保证聚合物包被剂有效含量大于0.5%，抑制钻屑水化分散，同时利用固控设备及时清除无用固相。

3.2采用综合技术，提高钻井液及其泥饼的性能。因此现场采用白油剂和固体剂石墨粉综合使用，将其含量分别控制在1-2%和0.5-1%。同时加入乳化剂，使剂能充分乳化，更好的发挥作用，保持泥饼摩阻系数低于0.08。

3.3采用合理的造斜方式，提高井眼净化能力。在调整井斜和方位时，采用滑动钻进和复合钻进相结合的方法，尽量避免大段连续地滑动钻进。每钻进100到200m，必须进行一次短程起下钻。

三、 结论与认识

1.聚醚防塌钻井液体系流变性能良好，抑制能力、能力及抗温能力较强，基本上能满足胜利油田济阳坳陷车镇凹陷二叠系地层钻进的需要。

2.在大井斜和水平井段，必须强化性能。保证性能良好的剂含量不低于5%，以确保摩阻和粘附力在合适的范围，保证起下钻的正常。

3.在大井斜和水平井段，经常进行长短起下钻。每钻进100～200m或钻进1～2d进行一次长短起下钻，短起至技套内。实践证明，在大斜度井和水平井钻进中，经常进行长短起，有利于岩屑的清除和防止岩屑床的形成。

4.聚醚多元醇剂和聚醚多元醇防塌剂的使用，增强了该钻井液体系的性能和抑制防塌性能。

参考文献

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