低密度无固相中空漂珠钻井液体系在昌97井的应用

[摘 要]针对昌97井垂深2140m至2340m为低压低渗透地层，属火成岩油藏，为减轻钻井液对油气层的伤害，该井段应用低密度无固相中空漂珠钻井液体系，该钻井液能明显降低钻井液密度，并且能够将钻井液流变性能保持在合适的范围内，此外，该钻井液还具有性能好，钻井液稳定的特点，更为重要的是其具有耐用性能好，易分离，可以回收利用，降低使用成本的特点，应用前景广阔。

[关键词]昌97井 低密度无固相漂珠钻井液体系 欠平衡钻井

中图分类号：TE2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0361-01

1.概述

昌97井是胜利油区第一口应用漂珠钻井液体系达到欠平衡效果的预探井。由于本井垂深2140m至2340m为低压低渗透地层，该井段地质预测伴有漏失层，所以本井三开采用了欠平衡钻井技术，其作用是通过消除钻井液滤液和固相渗透到储层中的主动力，达到减少污染、保护油气层和提高产能的目的，同时还可以提高机械钻速，减少压差卡钻以及解决井漏等井眼复杂问题。低密度无固中空相漂珠钻井液体系与其他同类型钻井液相比，具有工艺简单，实施容易，性能稳定，易分离，可以回收利用，使用成本低的优点，有利于发现和保护油气藏。

2.昌97井工程概况

昌97井设计井深2336m，井型为直井，井别预探井，位于炉户断裂鼻状构造带西北部，钻遇的主要地层依次为平原组、明化镇组、馆陶组、沙三段、沙四段、孔一段、孔二段、孔三段，其中孔三段主要为火成岩，钻探目的是了解潍北凹陷昌97井区孔三段火成岩含油气情况。

昌97井实际井身结构：

一开：φ444.5mm X 196.84m

Φ339.7mm X 195.34m

二开：φ241.3mm X 2136.00m

Φ177.8mm X 2135.00m

三开：φ152.4mm X 2334m

安装采油树裸眼完井

钻井液体系选择：

一开：0-196.84m 膨润土配浆开钻

二开：196.4m-2136m 聚合物防塌钻井液体系

三开：2136m-2334m 低密度无固相漂珠钻井液体系

3.低密度无固相漂珠钻井液体系的配制

3.1 钻井液密度的确定

根据地质设计书提供的（垂深2140m至2340m段1.00的）地层压力系数为1.00，综合考虑经济效益和施工难度后，我们确定采用液相欠平衡钻井方式，要求钻井液密度控制在0.90-0.95g/cm3。

3.2 准备工作

（1）三开前，使用二开钻井液钻完水泥塞后，将套管内钻井液用清水替换。

（2）将钻井液循环罐内二开钻井液放入大循环池中并清理干净，注入清水，清水量约占循环罐体积2/3左右（预留漂珠所占体积）。

（3）用二开钻井液储备密度1.35g/cm3压井液80m3。

3.3 钻井液配制

低密度无固相漂珠钻井液配方：

（1）清水+3-5%无固相增粘剂+1-2%胺基聚醇抑制剂+5-7%高强漂珠

（2）钻井液处理剂配制加入顺序：清水无固相增粘剂胺基聚醇抑制剂高强漂珠

（3）配制时必须在开泵循环状态下按配方要求顺序先加入处理剂，最后加入漂珠。

3.4 钻井液性能要求

3.4.1 钻井液密度控制在0.90-0.95g/cm3，实现欠平衡钻井。

3.4.2 使用无固相增粘剂调整钻井液粘度，确保钻井液悬浮稳定性和较强的携带岩屑的能力，粘度控制在40s-60s。

3.4.3 提高钻井液的防塌抑制能力，以保持井壁稳定，防止泥岩层段井壁坍塌。

4 低密度无固相漂珠钻井液体系的现场应用及维护要点

（1）在使用初期，密度比较容易控制，随着钻井时间增长，井深增加，其密度会逐渐增加，最后因超过设计密度，而无法实现欠平衡钻进，主要原因为，一，玻璃微珠的破损，研究表明HGS8000抗压强度为56MPa，日破损率10%-20%，因此每班加入定量补充漂珠得以维护。二，钻井液中固相不断增加，造成密度上升，对此只要控制好钻井液中的无用固相含量，并在钻进中保持振动筛，除砂器开着。控制钻井液密度维持在（0.90-0.95g/cm3）。

（2）钻进期间以补充胶液为主，尽量把所有药品都配制成胶液，然后均匀加入钻井液中，保持钻井液性能稳定，并防止未溶好的钻井液处理剂堵塞筛网，造成振动筛跑浆，根据振动筛返出岩屑情况调整钻井液性能。

（3）使用无固相增粘剂调整钻井液的粘度，保持钻井液具有好的携岩性和悬浮性，粘度控制在40s-60s。

（4）钻进过程中及时补充胺基抑制剂，加强钻井液滤液的抑制性，较少水敏的损害并保证井壁的稳定，减少对油气层的损害。

（5）加强固控设备的使用，振动筛筛网应使用120目的，离心机需拆除挡泥板，调低转速，主机470r/分，辅机635r/分，起下钻过程中固控设备也尽量使用。

（6）钻头喷嘴水眼尽量大一些，可以更好防止中空玻璃微珠破碎。

5 现场应用情况

从低密度无固相漂珠钻井液性能及机械钻速表可以看出，首先开钻前将泥浆转化成漂珠钻井液体系，调整钻井液密度在0.90-0.95g/cm3，粘度40s-60s，方可开钻，之后随着井深的增加，根据钻井液性能随时加入钻井液处理剂维护，并将固控设备全部运转起来，控制好钻井液性能，达到欠平衡效果，其中机械钻速在同区块同井段达到新高，取芯5.1米，收获率92%。

6 几点认识

（1）在地压低渗透地层应用低密度无固相漂珠钻井液体系不但很好的保护了油气层，而且提高了机械钻速，缩短工期，节约了成本。

（2）由于是低于地层压力欠平衡钻井，一定要加强井控意识。

（3）转变在漂珠钻井液体系中加入清水也是加重剂的认识，随着井深增加必须适当补充钻井液稀释剂，这样可以有效防止钻井液中高度分撒度微粒间的聚结，降低钻井液的塑性粘度和结构力。

（4）必须转变钻井液固控设备工作中，离心机转速越高越有利于除沙的错误认识，转速高易破坏漂珠。

（5）由于漂珠钻井液体系成本较高，做好回收利用工作。

参考文献

[1] 张高波.低密度欠平衡钻井液研究应用现状[J].钻井工艺，2002，12（06）：115-116.

[2] 刘永.低密度中空漂珠钻井液体系现场的应用[J].世界石油工业.2008，17（06）：125-126..

作者简介

王力东（1985-），男，汉，山东省东营市人，中石化胜利油田工程有限公司黄河钻井总公司钻井四公司，助理工程师，学士学位，现主要从事定向井、水平井等特殊工艺井现场施工管理工作。