大北20井鉆井液技術(shù)

1、大北 20 井鉆井液技術(shù) 2012年上半年渤海鉆井一公司在大王北地區(qū)施工了5 口同 臺井，均為五段制定向井，平均井深3400m施工難度較大，以 大北20-斜18井為例， 660.40mm鉆頭鉆至20m 下入 508mm 導(dǎo)管， 444.50mm鉆頭鉆至井深502m下入 339.7mm套管。 314.1mm鉆頭鉆至2461m,下入273.09mm技術(shù)套管圭寸隔沙一。 241.3mm鉆頭鉆至井深3450m完鉆，下入193.7mm套管。完鉆 層位為沙二。鉆井周期為 15d20h，建井周期為21d25h。 1 鉆井液技術(shù)難點 （ 1 ）沙河街組及其以下地層可鉆性差，極易坍塌掉塊，要 求鉆井液具有較強的

2、防塌能力、 懸浮能力及動切力； 及時調(diào)整密 度，以平衡地層應(yīng)力。 （ 2）沙河街組極易發(fā)生井漏，要求鉆井液具有較強的防漏、 堵漏能力。 （3）生產(chǎn)用水含 CO32- ： 1 320mg/L、 HCO3：- 2753 mg/L ， 加之地層氣侵影響，造成鉆井液 CO32- HCO3含量極高；鉆遇 大段膏層時，Ca2+污染嚴重，共同表現(xiàn)為鉆井液性能惡化，應(yīng)針 對具體情況區(qū)別處理。 （4）二開、三開裸眼段較長，要求鉆井液具有良好的潤滑 性。 （5）該井二開地溫梯度異常，在井深1500m鉆井液出口溫 度已經(jīng)超過60C，三開地層溫度更高，因此要求鉆井液始終具 備良好的抗溫能力。 2 鉆井液維護與處理 2

3、.1 一開（ 0-502m） 一開采用高粘度低固相鉆井液體系。密度： 1.05-1.10 g/cm3， 粘度 40-50s ， 配制 5-8%預(yù)水化膨潤土漿備用。鉆進中 以補充膨潤土漿維護為主，粘度過低時，干加HV-CM（以確保鉆 井液的攜砂能力。鉆完進尺后，用314.1mm鉆頭打領(lǐng)眼20m，用 粘度 80-100s 的高粘度鉆井液洗井， 用同樣粘度的高粘度鉆井液 圭封閉井底以上100m保證了順利下入表層套管。 2.2 二開（502-2461m） 二開上部井段采用聚合物正電膠防塌體系。 二開開鉆鉆井液 性能：密度為1.12 g/cm3，粘度為58s , API中壓失水為5mL, 靜切力為3/8

4、 Pa/Pa。在鉆進過程中以 LV-CMC NH4-HPAf控制 失水，及時補充 PLA-1和MMH使其含量保持在1唏口 0.2%以上。 鉆進至井深1500m出口溫度已達到60C,為確保鉆進液有良好 的熱穩(wěn)定性，加入2%勺SMP-1,并在鉆進中及時補充維持其含量。 鉆至井深2243m時返出掉塊增多，出現(xiàn)蹩鉆情況，在將鉆井 液密度由 1.27g/cm3 提高至 1.35g/cm3 的同時，將鉆井液轉(zhuǎn)化為 聚磺防塌體系。嚴格控制 API中壓失水在4ml以內(nèi)，HTHP失水 在13mL以內(nèi)。通過SMP-1 LFT-70、PLA-1等處理劑的使用，提 高了鉆井液的抗高溫穩(wěn)定性和防塌能力，改善了井下復(fù)雜情

5、況。 由于鉆井周期長， 鉆井液易老化， 定期使用離心機清除部分固相， 補充預(yù)水化膨潤土漿，使鉆井液中保持適當(dāng)?shù)幕钚耘驖櫷梁浚?能夠形成薄而堅韌致密的泥餅，在此基礎(chǔ)上維持鉆井液中 CFK-1 含量大于 2%，使泥餅具有良好的造壁性、護壁性和潤滑性。鉆 至井深2680m時井斜過大，采用隨鉆糾斜，鉆井液滿足了隨鉆期 間潤滑防卡的要求。鉆完二開進尺后，用 241.3mm鉆頭打領(lǐng)眼 20米，充分循環(huán)鉆井液，分別用 2%CFK-1 1.5%塑料球封閉井底 以上 500m， 確保了電測及下套管的順利完成。 2.3 三開( 2461-3450 m) 三開井段采用聚磺聚合醇防塌鉆井液體系。通過使用離心 機，清

6、除二開鉆井液中的有害固相，按比例加入SMP-1、聚合醇、 SMC、FT-1、CFK-1，充分循環(huán)調(diào)整好各項性能后開鉆。三開開 鉆鉆井液性能：密度為 1.30g/cm3 、粘度為 68s、 API 中壓失水 為 3.5mL、靜切力 5/10Pa/ Pa、HTHP失水 12.5 mL。該井段鉆進 中以 SMP-1、 SMC、 FT-1 配膠液維護為主，定期補充聚合醇、 CFK-1,以確保鉆井液的潤滑性及抗溫、防塌能力。該井段為本 井目的層井段， 有高含硫的高壓氣層， 鉆進過程中保持鉆井液的 PH值大于12,及較低的粘度及靜切力。 鉆進至井深2750m左右，鉆井液粘度升高、失水增大，用一 般稀釋劑和

7、降濾失劑處理都無效，鉆井液濾液分析： CO32-7470 mg/L、HCO3- 11523 mg/L、Ca2+ 880 mg/L，由于正鉆遇大段膏 層，Ca2+污染為主要原因，通過小型實驗，使用Na2CO3溶液 處理效果良好。用 Na2CO3 1t配制Na2CO3容液20 m3，按循 環(huán)周加入后，鉆井液性能明顯改善。 在鉆完膏層之前，依據(jù)性能變化隨時補充Na2CO3溶液。鉆 進至井深3100m左右，膏層消失，鉆井液中氣泡逐漸增多，進、 出口密度不平衡，氣泡聚集性強，甚至侵出罐面，消泡劑維持時 間短。由于CO32- HCO3含量過高，使用石灰水處理效果不明 顯。通過小型實驗，復(fù)合鈣鉆井液穩(wěn)定劑

8、CCA處理效果良好。用 清水 20 m3 + 5t CCA + 2t NaOH 配成膠液，按循環(huán)周加入后， 鉆井液性能明顯改善，氣泡減少。其后在維護膠液中定期加入 1.5%的CCA以控制CO32- HCO3污染至完鉆，電測及下套管順 利。 3 防塌 具體鉆井液防塌技術(shù)措施如下： （1）密切注意巖屑返出情況，在允許范圍內(nèi)及時調(diào)整鉆井 液密度，平衡地層應(yīng)力。 （2）防塌材料一次加足并及時補充，確保其含量，發(fā)揮其 協(xié)同防塌作用。 （3）嚴格控制鉆井液濾失量，盡量減少濾液侵入地層；保 持良好的泥餅質(zhì)量，滿足護壁作用。 （4） 在易跨塌井段施工過程中，每次起鉆前用粘度150s 以 上鉆井液封閉井底以上 200m確保起、下鉆作業(yè)順利。 4 幾點認識 （1）上部地層不造漿、成巖性差，在合理使用固控設(shè)備的 同時，通過及時補充預(yù)水化膨潤土漿， 保持了鉆井液中活性土含 量，為維持、調(diào)整各項性能及處理復(fù)雜情況提供了良好的基礎(chǔ)。 （2）在極易垮塌