海水铝铵聚合物钻井液在青东古1井中的应用

摘要：青东古1井是一口预探井，构造位置位于济阳坳陷青东凹陷北部断阶带青东古1断块较高部位，设计井深4310m，实际完钻井深4150m，完钻层位为太古界。在该井在钻探过程中使用的是海水铝铵聚合物钻井液体系，该体系能够有效减少引起泥页岩水化的机会，提高钻井液滤液的抑制性，抑制泥页岩水化，形成良好的泥饼，防塌、抗温性能良好，流变参数合理，性能稳定，保证了该井的顺利施工。

一.工程概况

青东古1井是一口预探直井，，设计井深4310m。该井于2012年5月4日开钻，至2012年7月26日完钻，实际完钻井深4150m，完钻层位为太古界。2012年7月30日完井，完井方式裸眼完井。整口井钻井周期81.13天，建井周期88.77天，平均机械钻速5.40米/小时，依次钻穿平原组，明化镇组，馆陶组，沙河街组，中生界，太古界。

二.地质简况

本井钻遇地层从上到下依次为新生界第四系平原组，新近系明化镇组和馆陶组，古近系沙河街组的沙二段、沙三段、沙四段、中生界和太古界。

三.全井钻井液性能

四.现场钻井液配方及维护

4.1隔水管（0～80）m施工

该段为疏松的粘土和流砂层，采用海水开钻，钻完进尺后充分循环洗井，下隔水管前用粘度为110s稠钻井液封井，以稳定井壁和防止井底沉沙，确保隔水管顺利下入。

稠钻井液配方：海水+10%海水造浆粉+0.3%烧碱+0.2%流型调节剂。

4.2一开表层（80～817）m井段施工

钻井液配方：海水+（10～15）%海水造浆粉+（0.2～0.3）%纯碱+（0.1～0.3）%海水钻井液用天然高分子包被剂，并充分预水化。

本井一开地层为平原组、明化镇组，该井段为泥岩及松散砂岩，地层易坍塌，为确保井壁稳定及大井眼携砂，采用配浆开钻，钻井液粘度为（30～35）s，密度为（1.05～1.08）g/cm3，钻进中采用（0.2～0.3）%天然高分子包被剂胶液维护，固控设备运转100%，完钻后大排量洗井，充分循环钻井液，确保套管下入顺利。

4.3二开技术套管（817～2662）m井段施工

钻井液配方：一开井浆+（0.5～0.1）%铝基聚合物+（2～3）%海水钻井液用天然高分子降滤失水剂+（2～3）%海水钻井液用井壁稳定剂KFT +（2～3）%无荧光白沥青+1%氨基抑制剂+（0.3～0.5）%海水钻井液用天然高分子包被剂。日常处理加入钻井液药品有：磺酸盐共聚物、磺化酚醛树脂、干粉、铝基聚合物。

该井段主要钻遇馆陶组、沙二段、沙三段，钻井液主要作用为馆陶组及以上地层以抑制造浆，防止起钻拔活塞为主；下部沙河街组地层以预防井壁掉块和井壁垮塌为主。

二开钻井液的处理，需先提高钻井液抑制性，PAM含量保持在0.3%-0.5%，并加入1%的铝基聚合物和1.5%的无水聚合醇，将泥浆的抑制性提高。其次降低失水，加入足量沥青类防塌剂，并根据井下情况加入天然高分子降失水剂，磺酸盐共聚物，磺化酚醛树脂和无荧光白沥青。加入烧碱将钻井液PH值调节至8，将钻井液粘度维持在45-50S， 钻井液密度维持在1.20g/cm3，失水小于4ml，将钻井液彻底转化为中性强抑制防塌钻井液体系

在日常钻井过程中维持泥浆中各处理剂的含量，保持性能稳定，调整泥浆流变性。并使用好振动筛、除砂器、除泥器等固控设备，严格控制钻井液中的劣质固相含量和低密度固相。根据需要，间断使用离心机。

4.4三开技术套管（2662～3804m）井段施工

钻井液配方：上部泥浆+（0.3～0.5）%海水钻井液用天然高分子包被剂+（0.5～1.0）%海水钻井液用天然高分子降滤失剂+（2～3）%KFT+（3～5）%SMP-2+1%胺基抑制剂+1%铝基聚合物+（2～3）%无荧光白沥青+（2～3）%超细碳酸钙+（2～3）%纳米乳液+（2～3）%固体聚合醇。日常处理加入钻井液药品有：磺酸盐共聚物、磺化酚醛树脂、干粉、铝基聚合物。

该井段主要钻遇沙四段、中生界。主要是破碎性砂岩、泥岩。地层破碎，常压但坍塌压力高。沙四段地层出现泥岩微裂缝及砂泥岩互层，防塌措施以降低高温高压失水和抑制封堵综合防塌为主。

本段钻井液性能的调整，首先根据需要将二开钻井液混入适量钠般土浆，提高钻井液切力。同时补充PAM含量至0.5%，铝基聚合物至1%左右，提高其抑制性。其次需要加入封堵性材料超细碳酸钙3%以上，增加钻井液的封堵性；根据情况加入乳化石蜡和无水聚合醇，从而达到防塌效果。

钻井液为中性强抑制封堵防塌体系，通过对地层的封堵、胶结，可减少钻井液中自由水的大量侵入和粘土微粒进入目的层，不会造成水锁效应及堵塞油气层通道，从而达到稳定井壁和保护油气层的目的。

钻井过程中使用的降失水剂主要为磺酸盐共聚物和磺化酚醛树脂等抗高温降失水剂，钻井液中压失水在3ml以内，钻井液PH值应调至8，钻井液粘度控制在60-80秒。在井深3000米之前将钻井液高温高压失水降至10ml以内，进一步稳固井壁。

进入油气层井段后应确保施工安全，每次起钻前要确定井下油、气、水层的钻开情况，搞短程起下钻，测量循环周，确定油、气、水的上窜速度在安全范围内，方可起钻。电测和下套管前要充分循环，并加入剂，WFL-1等惊醒封井，确保电测和下套管顺利。

4.5四开（3804～4150m）井段施工

由于三开钻井至中生界，井深3800m是发生漏失，于3804m提前进行下套管固井作业，所以甲方公司决定，降低三开钻井液体密度作为四开钻井液进行钻进。所以将钻井液密度降至1.10～1.12g/cm3后加入2%磺酸盐共聚物+1%铝基聚合物+1%SMP-II。日常处理加入钻井液药品有：磺酸盐共聚物、磺化酚醛树脂、干粉、铝基聚合物。

该井段主要钻遇中生界下部和太古界，寒武系地层灰岩夹页岩，和片麻岩，压力低，易漏失。钻进过程中加入抗盐、抗温、增黏的降失水剂，如磺酸盐共聚物，可以保证钻井液能够有效携砂，并根据携砂情况，补充抗温增粘剂。

五.认识与建议

5.1海水铝铵聚合物钻井液不仅具有优良的页岩抑制性，同时其独特的封堵特性对解决微裂缝发育的泥页岩的垮塌具有良好作用。

5.2海水铝铵聚合物钻井液流变性能良好，抑制防塌及抗温能力较强，基本上能满足该井地层钻进的需要。

5.3海水铝铵聚合物钻井液以胺基聚醇和铝聚合物为主处理剂，对解决因水化不均匀或层理微裂隙发育引起的井壁垮塌，表现出良好的井壁稳定效果

5.4在长裸眼井段，必须调整好钻井液流型，保持适当的粘切，适当提高动塑比，以提高泥浆的携岩、悬浮岩屑的能力，保证井眼清洁

5.5充分使用好固控设备是保证钻井液性能的前提，严格控制钻井液中的劣质固相含量和低密度固相。