聚硅醇钻井液体系现场应用总结报告.doc

聚硅醇钻井液体系现场应用总结报告郑家油田施工情况郑家油田是新发现的浅层油藏，但该区的地层结构松散、水敏性极强，井径扩大率极难控制，这样很不利于保护油气层，严重影响勘探开发效益，为此，该区的探井钻井液施工都包给专业技术公司进行施工，他们也采用了较新的钻井液工艺技术，但未能奏效，井径扩大率依然达到120。为解决该区井径扩大率的问题，勘探公司召开专门技术会议，在会上我们提出用聚硅醇封闭防塌钻井液体系进行施工，并在3口井进行了实验应用，分别为32408队施工的郑419井、郑375井和郑360井，采用的方法是以物理封堵为主、化学拟制为辅、适当调整环空流态。实践证明该方按实用效果显著，郑419井全井平均井径扩大率只有8.85，油层井段井径扩大率达到0，使该区的井径扩大率第一次实现0的突破。完井电测2次，炮取1次，电测成功率为100%；郑360井平均井径扩大率只有4.02，油层井段井径扩大率也达到了0，完井电测1次，炮取1次，电测成功率为100%；郑375井为裸眼完井，完井电测1次，炮取1次，电测成功率为100%。达到了预期目标。三口井的地质情况和工艺方案如下：郑419井施工情况郑419井构造位置：济阳坳陷东营凹陷郑家王庄潜山披覆构造带郑411断块。设计井深1400米，完钻井深1400米，完钻层位：沙三段，设计完井密度1.15 g/cm3，实际完井密度1.13g/cm3。地质分层情况为：平原组0-275米，明化镇组276-935米，馆陶组936-1225米，东营组1226-1235米，沙一段1236-1315米，沙三段1316-1400米，钻探目的为开发沙三段油层。该井由于地层结构松散，水敏性极强，为了有效保护油气层，该井的技术关键就是控制井径扩大率；其技术思路是：以物理封堵为主，辅以拟制水化的化学方法，同时适当降低钻井液排量，保持环空流态为平板层流，减少水力冲蚀作用，保证井壁相对稳定其技术措施如下：1、开钻前首先配制低密度般土浆30方，（加般土粉2吨，纯碱300公斤，SJ-1抗盐抗温降滤失剂300公斤），配好后打入储备罐内进行预水化；2、采用小循环开钻，边钻边补充聚丙烯酰胺和SJ-1水溶液，同时开动一切固控设备，保证钻井液密度小于1.15g/cm3，粘度控制在4050秒；井深900米，加入2%的FTJN防塌降粘降失水剂，2%的ZX低荧光防塌润滑剂和1%的SAK-1硅钾基防塌剂，其性能达到：密度1.15 g/cm3，黏度60-80秒，失水5ml，动切力8-10Pa；进入油气层前100-200米，混入般土浆，并补充防塌降粘降失水剂，低荧光防塌润滑剂和硅钾基防塌剂，使其性能达到：黏度80-90秒，失水4，动切力10-12，同时适当降低泥浆泵排量，使其控制在20-22升；钻具结构不宜带扶正器，易糊井段可串接扩大器，钻进时尽量避免定点循环，完钻后要短起到800米，保证电测一次成功。 分段泥浆性能如下表：取样井深m密度g/cm3漏斗粘度sAPI失水ml泥饼mm切力PaPH值含砂%塑性粘度mPa.s动切力Pa动塑比3001.10403034451.013028310201.13432020.5-170.31580.5313151.138840.52-380.320100.5013391.139040.52-480.3201105013471.138940.52-480.323120.5213491.138440.52-480.32111.00.5214001.138940.82-480.222120.55从应用情况看：泥浆性能稳定，井眼规则，全井平均井径扩大率只有8.85%，油层井段井径扩大率达到0。本井完井电测2次，炮取1次，电测成功率为100%，达到了预期目标。郑375井施工情况郑375井构造位置：济阳坳陷陈家庄凸起西段南缘郑36鼻状构造东端。设计井深1280米，完钻井深1273米，完钻层位：沙一段，设计完井密度1.10 g/cm3，实际完井密度1.10g/cm3。地质分层情况为：平原组0-275米，明化镇组276-900米，馆陶组901-1175米，沙一段1176-1260米，前震旦系1261-1280米，钻探目的为前震旦系油层。该井同郑419地层情况相似，结构松散，水敏性极强，技术关键仍为控制井径扩大率；技术思路同郑419井，总结郑419井的施工过程，还有两个问题需要解决：由于地层松软，钻井的机械钻速太快，到了井径扩大率控制的临近井段，来不及加药品，贻误时机；2钻井液密度控制非常困难，为降低钻井液密度付出了相当代价，影响了钻井的施工进度。吸取了郑419井施工的经验、教训，结合本井的具体情况，其钻井液工艺的技术思路是：依然以物理封堵为主，拟制水化膨胀为辅.，并主题钻井液采用预先配置、到时替换的方法，同时适当控制钻井液排量，保持环空流态为平板层流，减少水力冲蚀作用，保证井壁相对稳定。其工艺技术措施如下：上部地层采用聚合物拟制性钻井液体系，自砂河街组地层以下采用硅基封闭防塌钻井液体系；开钻前首先配置703硅基封闭防塌钻井液，其工艺配方是：0.8%SJ-11%纯碱5%般土粉3%FTJN3%ZX-23%SAK-1。以上药品要依次按顺序加入，并循环均匀，其钻井液性能达到：密度1.051.08g/cm3，黏度100s左右，失水5l，配置完毕后打入储备罐内待用；3二开采用配药液大循环钻进至900m。开钻前循环系统内先充满清水，然后在套管内用高压系统循环加入聚丙烯酰胺0.30.4%，配置均匀后方可开钻。钻进时要不断补充聚丙烯酰胺和抗盐抗温降滤失剂SJ-1复合溶液，每103溶液加聚丙烯酰胺25Kg 、SJ-1抗盐抗温降滤失剂100kg。钻井液性能要求：密度1.10g/cm3，黏度3040s。井深900改为小循环钻进，该小循环后立即启动所有固控设备，进行净化钻井液，并加入FTJN防塌降粘降失水剂1000kg、SAK-1硅钾基防塌剂500kg，改善钻井液流变性，使其钻井液性能达到：密度1.101.15g/cm3，黏度3545s，失水10。钻进时同样要补充上述聚丙烯酰胺和SJ-1复合溶液，要不停地补充，保持钻井液性能相对稳定。同时要根据钻井液性能变化情况进行随时调整，保证井壁稳定。井深1130、临近砂河街组地层时，进行钻井液替换，将储备罐内预先配置的硅基封闭防塌钻井液一次性地替入井内，循环均匀后，加入正电胶500kg，并视钻井液性能情况，进行其他性能调整，要求：密度1.081.10g/cm3，黏度80100s，失水5，动切力810，塑性粘度1520，值，高温高压失水。砂河街组地层钻进时，要定期补充药品，保持钻井液性能稳定，一般每钻进加防塌降粘降失水剂，低荧光防塌润滑剂，硅钾基防塌剂，聚合醇防塌剂，用正电胶.调整钻井液的动切力，同时还要不断地补充聚丙烯酰胺和复合溶液。井深3后开始控制泥浆泵排量，一般控制在；为了保护上部井眼不糊，要串接扩大器，串接位置是：下扩大器距钻头左右，上扩大器距下扩大器左右；为预防砂河街组地层井径扩大，该地层应减少定点循环。本井在作业过程中未发生井下复杂情况和事故，完钻电测2次，炮取1次，成功率为100%，平均井径扩大率为：8.85%。分段泥浆性能如下表：取样井深m密度g/cm3漏斗粘度sAPI失水ml泥饼mm切力PaPH值含砂%塑性粘度mPa.s动切力Pa动塑比3021.10405201.0835811/280.512201.099050.52/580.41680.5012701.099450.52/580.41570.4712731.099450.52/580.418100.56从应用情况看：泥浆性能稳定，井眼规则，本井完井电测1次，炮取1次，电测成功率为100%，裸眼完井，达到了预期目标。郑360井施工情况郑360井构造位置： 济阳坳陷陈家庄凸起西段南缘郑36鼻状构造北端，设计井深： 1240.00米，完钻井深1220米，完钻层位：前震旦系，设计完井密度1.10 g/cm3，实际完井密度1.10g/cm3。地质分层情况为：平原组0-275米，明化镇组276-905米，馆陶组906-1150米，沙一段1151-1210米，前震旦系1211-1240米，钻探目的为了解郑36井北部第三系含油气情况。该井同郑井、郑375井一样，地层结构松散、水敏性强，井径扩大率控制依然是本井的技术关键。总结前两口井的施工过程，. 吸取.施工的经验、教训，结合本井的具体情况，其钻井液工艺的技术思路是：依然以物理封堵为主，拟制水化膨胀为辅.，并主题钻井液采用预先配置、到时替换的方法，同时适当控制钻井液排量，保持环空流态为平板层流，减少水力冲蚀作用，保证井壁相对稳定。其工艺技术措施如下：上部地层采用聚合物拟制性钻井液体系，自砂河街组地层以下采用硅基封闭防塌钻井液体系；开钻前首先配置硅基封闭防塌钻井液，其工艺配方是： .纯碱般土粉。以上药品要依次按顺序加入，并循环均匀，其钻井液性能达到：密度 .，黏度左右，失水l，配置完毕后打入储备罐内待用；3二开采用配药液半大循环钻进至700m。开钻前循环系统内先充满清水，然后在套管内用高压系统循环加入般土粉4-5%，纯碱0.6-0.8%，聚丙烯酰胺.，配置均匀后方可开钻。钻进时要不断补充聚丙烯酰胺和抗盐抗温降滤失剂复合溶液，每溶液加聚丙烯酰胺、抗盐抗温降滤失剂。钻井液性能要求：密度.，黏度。井深7改为小循环钻进，该小循环后立即启动所有固控设备，进行净化钻井液，并加入防塌降粘降失水剂、硅钾基防塌剂，改善钻井液流变性，使其钻井液性能达到：密度.，黏度，失水。钻进时同样要补充上述聚丙烯酰胺和复合溶液，要不停地补充，保持钻井液性能相对稳定。同时要根据钻井液性能变化情况进行随时调整，保证井壁稳定。井深05、临近馆陶组油层井段地层时，进行钻井液替换，将储备罐内预先配置的硅基封闭防塌钻井液一次性地替入井内，循环均匀后，加入正电胶.，并视钻井液性能情况，进行其他性能调整，要求：密度.，黏度，失水，动切力，塑性粘度，值，高温高压失水。在以后的钻进时，要定期补充药品，保持钻井液性能稳定，一般每钻进加防塌降粘降失水剂，低荧光防塌润滑剂，硅钾基防塌剂，聚合醇防塌剂，用正电胶.调整钻井液的动切力，同时还要不断地补充聚丙烯酰胺和复合溶液。井深05后开始控制泥浆泵排量，一般控制在；为了保护上部井眼不糊，要串接扩大器，串接位置是：下扩大器距钻头左右，上扩大器距下扩大器左右；为预防砂河街组地层井径扩大，该地层应减少定点循环。分段泥浆性能如下表：取样井深m密度g/cm3漏斗粘度sAPI失水ml泥饼mm切力PaPH值含砂%塑性粘度mPa.s动切力Pa动塑比3021.10408351.0838812/380.511251.098350.54/880.51570.4711971.108350.55/1080.41680.5012201.108550.55/1080.419100.53从应用情况看：泥浆性能稳定，井眼规则，本井在作业过程中未发生井下复杂情况和事故，完钻电测1次，炮取1次，成功率为100%，平均井径扩大率为：4.02%。胜坨地区复杂深井的应用胜坨地区的深井由于地层压力高、砂河街组地层易坍塌掉块，给钻井施工带来极大困难，井下屡屡发生卡钻、下钻遇阻划眼、电测遇阻、遇卡等工程事故和复杂情况。例如队施工的坨井在施工中发生卡钻、断钻具事故，完井电测两次与遇阻损失天小时；队施工的坨井电测遇阻次、遇卡次，损失天小时，由于井下情况复杂，还有很多电测项目被迫放弃，影响了探井的勘探效果；队施工的坨井也发生了次电测遇阻、遇卡。年该区施工的深井电测成功率仅为.。究其该区井下复杂情况的原因，主要是井壁不稳定所造成，为提高钻井的经济效益、加快钻井速度、预防井下工程事故和复杂情况，研究能遏制该区地层坍塌掉块的新型钻井液体系，已迫在眉睫。为此，年我们将聚硅醇防塌钻井液体系进行实验应用，取得了显著的技术经济效益，在坨区共施工应用了4口井，全部是3000米以上的深井，实际最高密度均在1.34g/cm3以上，这4口井总电测13次，只电测遇阻了1次，平均电测成功率达92.3%，以下为几口井的电测等情况的对比统计：队号井号井深实际 密度总测顺测遇阻遇卡电测成功率%井径扩大率%是否为聚硅醇钻井液32406坨71838501.8262433.328.15否50616坨X16226121.2542250.0裸眼否40557坨16337521.85943244.4裸眼否40557坨16635901.4054180.015.65是40557坨16733101.353310022.64是50616坨165-X136201.422210010.14是50616坨16835901.603310020.97是从以上统计可以看出聚硅醇钻井液具有较好的抑制防塌能力，从而减少了电测遇阻遇卡情况的发生，降低了复杂与事故损失，提高了经济效益。队施工的坨井，完钻井深，应用该钻井液体系后，钻井液性能稳定、井下正常，不仅顺利一次测完所有电测项目，还加测了井底成象、电缆测试等复杂电测系列，这与该队施工的坨井形成鲜明对比。该区用这种钻井液打的复杂深井口，平均井深，平均电测成功率.，与用其他钻井液相比提高了.，由此可见钻井液新技术的应用带来了巨大的生产力。在这几口高密度深井的施工中，借鉴了该区以往钻井施工的经验、教训，针对该区施工的三个技术难点：一是砂河街组地层容易坍塌掉快，造成井壁失稳，引发井下工程事故；二是由于钻井液密度高，钻井液处理较为困难，同时钻具摩擦阻力也较大，不利于钻井施工；三是该区屡屡发生电测遇阻、遇卡现象，特别电测遇卡更为普遍,严重影响勘探开发和钻井经济效益。把技术重点放在解决上述三个方面的问题上。工艺技术措施一般为：1、主题钻井液，采用聚硅醇防塌钻井液体系2、二开钻井液工艺技术措施大循环钻进时，重点控制地层浆，采用化学拟制和机械除砂相结合的方法进行控制，聚丙烯酰胺和硅钾基防塌剂按：.比例配成溶液，细水长流地混入钻井液中，其聚丙烯酰胺和硅钾基防塌剂加入总量分别不少于吨和.吨；大循环池的钻井液要提到除砂器上水池内，先经除砂后，再泵入井内；同时还要保持一定的水量，提高对黏土的絮凝能力。该段要求钻井液性能达到；密度.，黏度秒，含沙量.改小循环后，首先起动所有固控设备进行除砂，并且加足水量，以利有效地控制钻井液中的固相含量，要求钻井液密度.，黏度秒，然后加入防塌降粘降失水剂（）吨，改善钻井液流型在以后的钻进中，要不间断地补充聚丙烯酰胺和溶液，按：的比例配置溶液.；每钻进，加聚丙烯酰胺，硅钾基防塌剂（），并视值加入适量烧碱钻进中要求钻井液性能逐渐达到：密度.，黏度秒，失水，含沙量.，塑性粘度，动切力.电测前打小眼时，为了中间电测顺利，要预先处理、调整好钻井液性能，在满足第四条钻井液性能的基础上，再加低荧光防塌润滑剂（）吨，硅氟稳定剂（）吨。三开钻井液工艺技术措施三开前要预先配置方般土浆，以增加聚硅醇防塌钻井液的效果，配置时加纯碱.吨，.吨，般土粉.吨，.吨。钻完水泥塞后首先调整钻井液性能，达到聚硅醇防塌钻井液体系的要求，加入，磺化酚醛树脂，聚合醇防塌剂，硅钾基防塌剂，硅氟稳定剂，低荧光防塌润滑剂（）.，烧碱量视值而定，钻井液性能达到：密度.，黏度秒，失水，高温高压失水，值，塑性粘度.，动切力.10-15P在以后的钻进中，依然要不间断地补充溶液，并且补充其他处理剂，保持钻井液成分相对稳定，一般每钻进，加入聚丙烯酰胺，磺化酚醛树脂，低荧光防塌润滑剂（），硅钾基防塌剂，硅氟稳定剂，聚合醇防塌剂。钻进时，逐渐将预配置的般土浆混入井内，以提高钻井液的般土含量。需降低黏度时，可用抗盐抗温降粘剂进行处理，一般加量为.，需要提粘时，可加大硅钾基防塌剂用量，或混入般土浆。进入临近油层井段时，其失水要4，高温高压失水要其他方面的要求：固控设备是保证钻井液性能的重要基础设施，必须保证灵活好用，以利钻井液净化；加重时一定要采用混合法，杜绝直接吹干灰，保证重晶石均匀地加入钻井液中，防止加重不均匀，引发井下工程事故和复杂情况，对高密度钻井液尤为重要。通过以上技术措施和实施，取得了很好的效果，达到了预期目标。单家寺油区使用情况我们在单家寺油区实验应用了一口井，即32480队施工的单683井，单683井构造位置：济阳坳陷滨县陡坡带单683背斜构造。设计井深1600米，完钻井深1492米，完钻层位：前震旦系，设计完井密度1.15 g/cm3，实际完井密度1.09g/cm3。地质分层情况为：平原组0-210米，明化镇组211-950米，馆陶组951-1120米，东营组1121-1180米，沙一段1181-1245米，沙二段1246-1320米，沙三段1321-1430米，沙四段1431-1590米，奥陶系1591-1600米，钻探目的为了解单683背斜第三系圈闭含油气情况。该井同郑家油区的井一样，地层结构松散、水敏性强，井径扩大率控制依然是本井的技术关键。总结郑家施工井的施工过程，结合本井的具体情况，其钻井液工艺的技术思路是：依然以物理封堵为主，拟制水化膨胀为辅.，并主题钻井液采用预先配置、到时替换的方法，同时适当控制钻井液排量，保持环空流态为平板层流，减少水力冲蚀作用，保证井壁相对稳定。其工艺技术措施如下：上部地层采用聚合物拟制性钻井液体系，自砂河街组地层以下采用硅基封闭防塌钻井液体系；开钻前首先配置硅基封闭防塌钻井液，其工艺配方是：.纯碱般土粉。 以上药品要依次按顺序加入，并循环均匀，其钻井液性能达到：密度.，黏度左右，失水l，配置完毕后打入储备罐内待用；3二开采用配药液大循环钻进至900m。开钻前循环系统内先充满清水，然后在套管内用高压系统循环加入聚丙烯酰胺.，配置均匀后方可开钻。钻进时要不断补充聚丙烯酰胺和抗盐抗温降滤失剂复合溶液，每溶液加聚丙烯酰胺、抗盐抗温降滤失剂。钻井液性能要求：密度.，黏度。井深改为小循环钻进，该小循环后立即启动所有固控设备，进行净化钻井液，并加入防塌降粘降失水剂、硅钾基防塌剂，改善钻井液流变性，使其钻井液性能达到：密度.，黏度，失水。钻进时同样要补充上述聚丙烯酰胺和复合溶液，要不停地补充，保持钻井液性能相对稳定。同时要根据钻井液性能变化情况进行随时调整，保证井壁稳定。井深、临近砂河街组地层时，进行钻井液替换，将储备罐内预先配置的硅基封闭防塌钻井液一次性地替入井内，循环均匀后，加入正电胶.，并视钻井液性能情况，进行其他性能调整，要求：密度.，黏度，失水，动切力，塑性粘度，值，高温高压失水。砂河街组地层钻进时，要定期补充药品，保持钻井液性能稳定，一般每钻进加防塌降粘降失水剂，低荧光防塌润滑剂，硅钾基防塌剂，聚合醇防塌剂，用正电胶.调整钻井液的动切力，同时还要不断地补充聚丙烯酰胺和复合溶液。井深后开始控制泥浆泵排量，一般控制在；为了保护上部井眼不糊，要串接扩大器，串接位置是：下扩大器距钻头左右，上扩大器距下扩大器左右；为预防砂河街组地层井径扩大，该地层应减少定点循环。分段泥浆性能如下表：取样井深m密度g/cm3漏斗粘度sAPI失水ml泥饼mm切力PaPH值含砂%塑性粘度mPa.s动切力Pa动塑比2191.10904.50.56/1280.38001.108050.52/380.312501.10904.50.55/790.31980.4212641.10934.50.55/790.32010.50.5313211.12924.50.55/790.32010.50.5313901.107950.56/890.317100.5914501.096950.54/890.31780.4714921.097050.54/890.31680.50从应用情况看：泥浆性能稳定，井眼规则，本井完井电测1次，炮取1次，电测成功率为100%，裸眼完井，达到了预期目标。临盘地区使用情况临盘地区实验应用了一口井，即4583队施工的临70-X1井，临70-X1井构造位置：临70-X1断块沙二三上三下沙四构造高部位。设计垂深2900米，斜深3411.4米，完钻斜深3190米，完钻层位：沙四段，设计完井密度1.25 g/cm3，实际完井密度1.24g/cm3。地质分层情况为：明化镇组0-1110米，馆陶组1111-1305米，东营组13