桩74―1HF井钻井液技术难点及对策

摘 要：桩74-1HF井为非常规水平井，良好的携岩能力及性是安全快速完井的关键。上部直井段采用低粘低切低固相钻井液钻进以保证较大的井眼扩大率及较高的钻速，斜井段及水平段钻进确保井眼稳定，提高防卡能力，强化携岩措施，控制钻井液良好的流变性能。在目的层段降低钻井液固相含量，维持合理密度，以利于发现并保护油气层。同时注意防漏、防喷、防塌，确保井下安全。

关键词：非常规水平井 钻井 钻井液

一、钻井液技术难点

1、泥岩造浆严重

上部欠压实地层快速钻进过程中，粘土细沙等低密度固相会快速大量的入侵，容易造成钻井液性能波动变化较大，当粘土的侵入量达到粘土的容量限后，钻井液的黏度和切力急剧升高，清洁井眼的能力急剧下降，造成粘卡等复杂情况。据邻井实钻资料可知，本井上部泥岩地层造浆能力强、易吸水膨胀造成缩径，造成起下钻困难甚至发生卡钻事故。钻屑易水化分散污染钻井液，造成钻井液粘切升高，流变性变差，因此对钻井液抑制性要求较高。

2、深井钻井液固相控制困难

3、斜井段、水平段防卡问题

钻井液的性是一个很重要的参数，直接影响着扭矩和摩阻。在定向钻进过程中，由于钻具与井壁之间存在磨擦力，使井眼沿水平方向的位移受到限制。

4、携岩及井眼清洁问题

5、钻井液高温流变性控制问题

由于井底温度较高，且随着水平段增长，钻井液在高温井段停留时间较久，这就要求钻井液必须具备良好地高温稳定性，防止出现高温稠化及滤失量增大的不利情况，使钻井液在高温状态下仍具备优良性能，确保定向及水平段的安全顺利施工。

6、泥岩地层井壁稳定问题

本井二开裸眼段长3533m，通过调研邻井实钻资料发现，进入东营组泥页岩地层后，容易发生坍塌掉块，井壁稳定问题特别突出，提高钻井液的稳定性和造壁能力是该井段钻井液处理的关键。且泥岩地层微裂缝发育，钻井液滤液顺微裂缝渗透后，会形成较大的水化膨胀应力，易产生剥落掉块，因此降低钻井液滤失量是这个井段的基本要求。

7、井漏及井控问题

本井二开钻遇明化镇组、馆陶组、东营组、沙一段、沙三段地层，地层压力系数差别较大，为平衡下部地层压力提高钻井液密度易导致上部地层井漏；目的层沙三下二油组油藏南区为高压异常，原始地层压力49.09-55.11MPa，压力系数为1.44，属于低饱和压力、异常高温高压系统，因此在实际施工过程中确定钻井液的密度，做到一级井控尤为重要。

二、钻井液技术对策

主要技术思路包括：一是提高钻井液滤液的抑制性，防止泥页岩吸水膨胀及钻屑分散；二是选择磺化沥青，胶乳沥青与其它封堵类处理剂如超钙，乳化石蜡等协同作用，增强钻井液的封堵防塌能力；三是降低钻井液的滤失量，尤其是高温高压失水（二开≤12ml，三开≤10ml），形成良好的泥饼，减少引起泥页岩水化的机会，确保井壁稳定，形成规则井眼；四是通过复合剂的使用，配合含砂量及固相含量的严格控制，降低摩阻扭矩，提高水平钻进延伸能力，防止粘卡事故的发生，保证施工安全顺利。五是工程上严格落实大排量循环洗井清洗井底、勤搞短程起下钻破坏岩屑床、开泵由低到高防止压力激动伤害井壁等技术措施。

1、保持强抑制性

采用抑制能力强的大分子聚合物PAM和胺基抑制剂，抑制泥岩地层造浆和水化分散，同时合理使用固控设备，降低钻井液劣质固相含量。胺基抑制剂是近几年来开发的一种新型泥页岩抑制剂。由于抑制剂中的胺基易被粘土优先吸附，一方面可以促使粘土晶层间脱水，减小水化膨胀；另一方面通过嵌入粘土片层，减小粘土片层的间距，阻止水分子渗入，对于降低粘土膨胀的水化作用能起到良好的抑制效果。

2、强化固相控制

钻井液固相控制是本井钻井液性能控制的基础。固控对于减少钻井液中有害固相含量，有效控制钻井液性能，降低钻井液粘切，减少冲放频次，提高钻井速度具有十分重要的意义。首先必须保持钻井液的强抑制性，减少钻屑的水化分散，以利于钻屑清除，在保证钻井液强抑制性条件下，配合中小分子量聚合物降低亚微米颗粒含量。再者使用好固控设备是关键，加强一级固控，二开振动筛筛布使用100～120目，三开振动筛筛布使用160目。合理使用离心机清除低密度固相，使用好除砂器、除泥器。在必要时置换部分钻井液，以保持钻井液中固相的合理粒度分布及土相含量。

3、增强抗温性

使用质量优良，稳定性好的抗高温处理剂，如磺化酚醛树脂SD101，KFT-Ⅱ，改性沥青HX-1，胶乳沥青等，增强钻井液的高温稳定性，达到安全钻进的目的。

4、提高携岩及井眼净化能力

室内通过模拟携岩实验装置研究发现，钻井液一般为塑性流体，且动切力和黏度较高，一般流态为层流，钻井液流速较低，因此提高钻井液的动切力和动塑比，有利于岩屑携带。现场可控制动切力10～15Pa和动塑比0.45～0.55。同时，位移长，在循环过程中岩屑运送距离长，易沉积，形成岩屑床，必须保持一定低剪切速率下的钻井液黏度（Φ3、Φ6读数），以提高悬浮钻屑能力及防止钻屑床的形成。适当提高钻井液的初终切（初切可从3～5Pa提高到5～8Pa），以提高悬浮钻屑能力及防止钻屑床的形成，避免触变性过大而带来的开泵困难等不利影响。应根据现场，确定最佳流变参数范围，达到安全钻井的目的。

5、提高性能

提高钻井液的性是减少钻井摩阻的重要方法之一，斜井段、水平段钻井液拥有良好的性，是本井安全钻进的中心条件，通过资料调研及以往经验分析，使钻井液系数小于0.15，泥饼摩擦系数小于0.1，可以满足长位移水平井施工的基本要求。

我们结合河南油田安HF1井剂及胜利大位移水平井桩129-1HF井的现场应用情况，依据2012年河口区块非常规水平井实钻经验，在本井现场施工过程中，采用原油、白油剂及油基剂多类型剂配合，并通过降低含砂量及固相含量，加大高分子聚合物加量，大幅提高钻井液性能，切实保障定向施工安全，并确保套管顺利下到位。

6、有效稳定井壁

首先合理选择钻井液体系，优质的钻井液体系不仅可以保证钻井的安全，使钻井过程中尽可能少复杂、事故的发生，而且优质钻井液对井壁具有稳固支撑作用，可以使井眼安全钻井液密度窗口扩大。鉴于本井的井身结构设计及地层特点，选用聚磺铝胺基钻井液体系。

东营组泥岩裂缝发育，沙河街组砂泥岩互层，均易坍塌掉块，为稳定井壁，在进入东营组前，适当提高钻井液密度以平衡泥页岩坍塌应力，一次性加足磺化酚醛树脂、磺化褐煤及磺化沥青，控制钻井液滤失量，并对地层进行有效封堵。在后续钻进过程中持续补充防塌及封堵处理剂，保证各类处理剂的有效含量，维持钻井液的强抑制性，维护井壁稳定。通过强抑制和纳米级石蜡封堵，配合封堵类处理剂剂沥青和超钙，降低钻井液高温高压失水等技术措施使得泥页岩地层的井壁稳定得到理想的控制。

7、防喷防漏

钻开油气层后，要随时掌握油气显示情况，每次起下钻要求测油气上窜速度，并做好记录。在钻进至油气层前，要根据设计要求进行加重作业。坚持坐岗制度，由专人观察记录钻井液液面和性能的变化情况，及时发现异常并及时采取措施。井下油气活跃需要加重时，按循环周逐步提高密度，提高幅度按每周0.02～0.05g/cm3。

在井场提前准备好堵漏材料，一旦发生漏失情况，可迅速实施堵漏作业钻进渗透性较强地层时，通过适当增加钻井液中的膨润土含量或提高钻井液的滤液黏度，提高地层的承压能力，在井控安全的前提下尽量降低钻井液密度，减少在钻井液向地层的渗漏，降低在激动压力等因素下发生井漏的可能性。

作者简介：刘峰（1974―），男，山东省东营市人，工程师 目前在桩西采油厂从事钻井管理工作