车66区块钻井液技术

车66区块钻井液技术 单位 胜利油田钻井工程技术公司作者 马慧何兴华纪洪涛汇报人 何兴华 摘要 车66区块是胜利油田的重点开采区 在钻井过程中 由于地层复杂 易发生砂卡 掉块 井塌 气侵 井漏等复杂情况 引起长井段划眼 卡钻等复杂事故 针对该区块不同井段的实际情况 分段采取了不同的钻井液体系及相应的维护手段和处理措施 现场应用结果表明 应用的钻井液体系有较好的悬浮携带 护壁防塌 润滑防卡能力 很好地满足了该区块钻井施工的要求 前言钻井液技术难点室内试验体系选择与应用防渗漏屏蔽与压井堵漏技术施工效果认识 主要内容 车66区块是胜利油田的重点开采区 在钻井过程中 由于地层复杂 易发生砂卡 掉块 井塌 气侵 井漏等复杂情况 引起长井段划眼 卡钻等复杂事故 针对该区块不同井段的实际情况 采取了不同的钻井液体系及相应的维护手段和处理措施 上部地层使用聚磺钻井液体系 下部地层使用聚合物硅醇防塌润滑钻井液体系 并进一步提高钻井液防塌抗温效果 配合一定的维护处理方法和防渗漏屏蔽暂堵与压井堵漏技术 现场应用结果表明 应用的钻井液体系有较好的悬浮携带 护壁防塌 润滑防卡能力 很好地满足了该区块钻井施工的要求 前言 二 钻井液技术难点 根据车66区块井身结构和该地区地质情况分析 钻井液施工存在以下几方面的技术难点 1 上部地层 地层岩性分散严重 易吸水膨胀缩径 渗透性极强 易发生渗漏 形成厚泥饼 极易发生起下钻阻卡 2 中部地层的砂岩渗透性好 易发生循环渗透性漏失 下部沙三下地层硬脆性泥岩和泥质油页岩易坍塌掉块 防止砂岩地层的油气侵和循环漏失 3 裸眼井段长 其岩性复杂 并且地温梯度高 钻井液体系必须要具有良好的抗盐污染能力和抗温能力 钻井液性能的稳定尤为突出 二 钻井液技术难点 4 在同一裸眼井段中 地层存在不同的压力系数 使用高密度钻井液 密度窗口小 不但要平衡地层的坍塌应力以及防止地层流体溢出 还需采用欠平衡钻进利于保护油气层 客观上给井眼稳定带来了很大的风险 从而造成钻探施工的困难 5 长裸眼高密度钻井液要具有良好地流变性能 携岩净化能力和良好的防卡润滑性 1 钻井液体系的优选2 钻井液体系抑制性评价实验 三 室内试验 针对沙三下地层硬脆性泥岩和泥质油页岩易坍塌掉块的特点 通过室内实验 优选出钻井液配方 实验结果见表1和表2 1 钻井液体系的优选 表1钻井液性能 表2钻井液性能 该钻井液体系的突出特点是抑制性比较强 具有屏蔽暂堵作用 实验结果证实 不同的原钻井液体系转换以后会进一步提高其抑制能力 室内岩心回收率的实验结果如下表所示 取车66井实钻硬脆性泥岩和泥质油页岩易坍塌掉块加工过筛 2 钻井液体系抑制性评价实验 表3钻井液性能 四 体系选择与应用 为了满足上部大井眼低返速情况下携砂和防塌的需要 采用聚合物防塌钻井液钻进 该类钻井液具有抑制性强 防塌效果好和优良的剪切稀释特性 配合合理的流变参数 有利于喷射钻井技术优势的发挥 有利于钻井速度的提高 下部采用聚合物硅醇防塌润滑钻井液体系 该体系本身具有较好的抗盐 抗钙和抗温能力 在此基础上引入无水聚合醇 非渗透抗压处理剂等新型处理剂 通过多元复合作用和屏蔽暂堵技术 能更好的防止和减少井下涌 喷 漏 塌 卡等复杂情况和事故 提高钻井速度 更好的保护油气层 为防漏 可提前加入非渗透抗压处理剂提高地层承压能力 因此可采用非渗透聚磺硅醇钻井液体系 实现钻井液的抗盐膏污染 防垮塌 防粘卡 防漏及抗温等其它的能力 1 一开 一开井段的地层位属于明化镇组 地层胶结疏松 机械钻速快 地层极易造浆 一开钻进过程中采用清水大循环方式 及时加入分散剂 调节钻井液的PH值 促进地层造浆 控制钻井液性能密度为1 08g cm3 粘度为45s左右 避免钻井液对井壁的冲刷 造成的井壁不稳定 同时保证钻井液有足够的携砂能力 完钻后充分循环洗井 适当调整钻井液粘度和切力 保证井眼清洁 确保下套管的顺利进行 二开钻进采用大循环清水钻进 钻进中为了防止水泥的污染加入适量的纯碱 钻进至1200m左右改为小循环 及时加入分散剂 调节钻井液的PH值 促进地层造浆 用NPAN调整钻井液的流动性 加入2 无荧光防塌剂PA 1 3 抗盐降滤失剂SPLA 降低钻井液的滤失量 防止地层垮塌 保持其在钻井液中的有效含量 稳定钻井液性能使其有适量的粘切 钻进过程中补充PAM胶液维护 控制上部地层造浆 提高钻井液防塌效果 改善泥饼质量 充分利用好四级固控设备 有效地清除钻井液中的有害固相 最大限度降低钻井液的含砂量 控制钻井液的PH值控制在8 9之间 钻井液性能如下 密度 1 20 1 25g cm3 粘度 43 50s 失水 5 7mL 0 5mm 切力 2 3 10Pa Pa 塑性粘度 6 12mPa s 动切力 1 5 8Pa PH 9 含砂 0 3 2 二开 3 三开 三开钻进为沙河街 下部地层硬脆性泥岩 油页岩和砂砾岩 易坍塌掉块和目的层沙砾岩漏失 钻井液体系必须要具有良好的抗盐抗钙污染能力和抗温能力 防止砂砾岩地层的油气侵和循环渗透性漏失 其性能的稳定尤为突出 钻进中维护处理要点为 三开前在套管中 在原钻井液的基础上转换成为聚合物硅醇防塌润滑钻井液体系 在开钻前必须强化防塌措施 加足抗高温降滤失剂 防塌剂和封堵类材料 保证井壁稳定 强化固相控制 尽可能除去钻井液中的无用固相 保持钻井液良好的流变性 钻进过程中按比例要求对钻井液进行彻底处理 加入1 5 硅稳定剂 5 8 硅甲基防塌降失水剂 2 3 有机硅腐钾 3 无水聚合醇防塌润滑剂 3 6 低荧光防塌剂 2 抗高温降失水剂 转化为聚合物硅醇防塌润滑钻井液体系 进一步提高钻井液防塌和封堵效果 保持井壁稳定 钻进中及时补充浓度为0 5 1 的PAM胶液和硅甲基防塌降失水剂 有机硅腐钾 保持其在钻井液中的有效含量 随着裸眼长度逐步加深 为防止钻进中的渗透性漏失和保护油气层 调整好钻井液性能的同时采用屏蔽暂堵技术加人2 3 的超细碳酸钙和1 的非渗透处理剂 加入2 纳米乳液和2 3 聚合醇防塌润滑剂 提高高密度钻井液的润滑防卡性能 控制摩阻和润滑性在合理的范围之内 泥饼摩阻系数控制在0 05以内 控制钻井液高温高压滤失量12mL以内 进一步提高钻井液的抗高温能力 根据实际返砂情况及时调整钻井液的流变性能 必要时加人携砂剂 提高钻井液的携岩净化能力 完井电测前 配一定量的防卡钻井液加入3 固体润滑剂封闭裸眼井段 保证了完井作业地顺利进行 钻井液性能如下 密度 1 72 1 75g cm3 粘度 50 80s API失水 3 5mL 0 5mm HTHP失水 10 15mL 切力 5 10 18Pa Pa 塑性粘度 25 50mPa s 动切力 12 18Pa PH 9 含砂 0 3 五 防渗漏屏蔽与压井堵漏技术 三开井段为沙河街组 上部地层硬脆性泥岩 油页岩 层厘发育好 渗透性强 易吸水膨胀引起坍塌掉块 砂砾岩地层孔隙大承压能力低 井壁的稳定性要求越来越高 长裸眼钻进易发生循环渗透性漏失 聚合物硅醇防塌润滑钻井液体系中聚合醇具有很强的抑制性 独特地封堵性和润滑性 能有效地稳定井壁 在降低钻井液高温高压滤失量的同时 钻进过程中全井采用屏蔽暂堵技术 加入2 3 的超细碳酸钙和非渗透处理剂 提高钻井液的封堵能力 控制合理的钻井液密度 有效的控制钻井液的渗透漏失量 取得了良好的防渗漏屏蔽效果 五 防渗漏屏蔽与压井堵漏技术 下部沙三中下 沙四段砂砾岩地层压力较高 地层孔隙大 是该区块的主要目的层 使用高密度钻井液密度窗口比较小 现场钻井液静液柱压力密度窗口在1 72 1 77kg cm3之间 可能造成上漏下涌或漏涌同层的复杂情况 进入目的层前及时调整钻井液密度 加重要均匀 每个循环周不能超过0 03g cm3 预计进入主要高压目的层前 并使用复合颗粒封堵材料 在确保井下正常允许的情况下 采取承压堵漏的方案 提高地层的承压能力 防止压漏地层和压差卡钻事故 关井蹩压把堵漏浆部分或完全挤入漏层 一般蹩压压力不超过循环井底压力 以循环当量密度 按照施工预案承压堵漏成功后 开井在套管内 恢复循环调整钻井液性能达到设计要求 下钻至裸眼段分段循环 测循环周 停泵观察井口 并测后效 无异常现象 为了下部施工安全可将部分堵漏材料从震动筛清除后 进入下步正常施工 五 防渗漏屏蔽与压井堵漏技术 按桥堵浆液为10 30 浓度配制桥堵剂50 80m3 桥堵材料直径在1 5 3 0mm小颗粒状锯末 纤维状膨胀屏蔽堵漏剂 单封或非渗透材料和细颗粒状超细碳酸钙 桥堵材料粗细配比是5 3 2 桥堵对于大型渗透性漏失可采用纤维状膨胀屏蔽堵漏剂 单封 非渗透材料 细颗粒状超细碳酸钙和膨闰土干剂配制桥堵剂20 50m3 挤入地层 静止堵漏 六 施工效果 对地层造浆的控制稳定井壁效果流变参数抗高温抗污染效果润滑防卡效果 1 对地层造浆的控制 该区块由于受到生产用水的限制 生产用水矿化度较高Cl Ca2 Mg2 二开钻进不造浆 1000m左右采用大循环钻进 之后改为小循环后及时加入分散剂 调节钻井液的PH值 促进地层造浆 提高钻井液防塌效果 改善泥饼质量 适量跟入PAM胶液进行维护 控制钻井液的固相含量 保证了钻井液性能稳定 便于维护 钻井施工正常 2 稳定井壁效果 该井应用的聚合醇硅醇防塌钻井液体系对井壁稳定起到了很好的作用 在钻进施工过程中 以物理防塌和化学防塌相结合 根据井下实际情况控制合理的钻井液密度 加足硅甲基防塌降失水剂和无水聚合醇防塌润滑剂 尽可能地降低钻井液滤失量 API滤失量控制在3mL以下 高温高压滤失量控制在10mL以下 润滑性 3 流变参数 通过对钻井液的流态选择 流变性的控制既有效的增强钻井液的携岩净化能力 还要降低高密度钻井液的循环压耗 实践证明 钻井液的塑性粘度应保持在12 25mPa s 切力应保持在8 15Pa 钻井液的动塑比保持在0 3 0 5之间 漏斗粘度控制在45 65s 4 抗高温抗污染效果 井底温度高 因此 聚合物硅醇防塌钻井液体系 使用了足够量的抗高温降失水剂 有机硅腐钾 硅稳定剂和硅甲基防塌降失水剂 提高了钻井液的热稳定性 保证了钻井液较低的高温高压滤失量 改善钻井液在高温高压下能够形成致密 坚韧的泥饼 起下钻过程后 井下钻井液返出性能无明显变化 实践证明该钻井液体系具有良好的高温稳定性能 5 润滑防卡效果 钻井液的润滑性 一方面控制钻井液中的优质固相 另一方面加入2 3 聚合醇防塌润滑剂 使用聚合醇防塌剂特有的封堵性 润滑性提高钻井液的封堵润滑能力 降低泥饼摩阻系数在0 05以下 起下钻摩阻均小于50KN 保证了完井作业施工的顺利 七 认识 三开钻穿第一个砂砾岩地层 严格按照设计做地破实验 并可用封堵膨胀性堵剂进行承压堵漏 二开大循环钻进 应提前改为小