辽河油田水平井钻井液技术

1、辽河油田水平井辽河油田水平井钻井液技术钻井液技术辽河石油勘探局辽河石油勘探局 二零零六年九月二零零六年九月一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术四、辽河油田水平井钻井液下步工作安排四、辽河油田水平井钻井液下步工作安排汇报内容汇报内容p 随着油田开发和产能建设的需要及水平井和侧钻水平井增产效随着油田开发和产能建设的需要及水平井和侧钻水平井增产效果的凸显，水平井应用的范围逐步扩大，地质目的和地质条件复杂果的凸显，水平井应用的范围逐步扩大，

2、地质目的和地质条件复杂多变。针对辽河油田稠油、高凝油油藏的特点和老区块多年开采和多变。针对辽河油田稠油、高凝油油藏的特点和老区块多年开采和注水、注气导致钻井过程中遇到的复杂情况及一些区块水平井井身注水、注气导致钻井过程中遇到的复杂情况及一些区块水平井井身结构的改变，为满足施工设计要求，提高钻井速度，对不同地区不结构的改变，为满足施工设计要求，提高钻井速度，对不同地区不同区块的水平井侧钻水平井的钻井液技术进行了进一步的研究、完同区块的水平井侧钻水平井的钻井液技术进行了进一步的研究、完善和整合配套。善和整合配套。p 为解决低压地层条件下钻井液渗漏问题，开发了防漏堵漏钻井为解决低压地层条件下钻井液渗

3、漏问题，开发了防漏堵漏钻井液；为解决上涌下漏复杂地层条件下的安全钻进问题，研制了无渗液；为解决上涌下漏复杂地层条件下的安全钻进问题，研制了无渗透低固相钻井液；为解决注汽区块局部地层高温和深层水平井钻井透低固相钻井液；为解决注汽区块局部地层高温和深层水平井钻井问题，创新了抗高温问题，创新了抗高温KCIKCI钻井液和聚合醇硅氟钻井液。钻井液和聚合醇硅氟钻井液。 前 言一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程1、研究试验阶段、研究试验阶段 19912000年年 “八五八五”、“九五九五”试验阶段完成的水试验阶段完成的水平井，通常造斜段使用平井，通常造斜段使用XCXC生物聚合物钻井生物聚合物钻井液，水平段

4、使用卤水水包油无固相钻井液。液，水平段使用卤水水包油无固相钻井液。 在此期间，共完成各类水平井在此期间，共完成各类水平井/ /侧钻水侧钻水平井平井2424口口。一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程2、推广应用阶段、推广应用阶段 2001年至今年至今 应用规模不断扩大，应用效果显著。应用规模不断扩大，应用效果显著。 通过优化部署、科学设计、强化运行、跟踪调整、及通过优化部署、科学设计、强化运行、跟踪调整、及时投产等工作，时投产等工作，2006年年7月底前完钻月底前完钻100口水平井口水平井（76.9%），投产），投产66口井，开井口井，开井48口井，日产油口井，日产油900吨，吨，平均单井日产油

5、平均单井日产油18.8吨，阶段累计产油吨，阶段累计产油8.93万吨；比直井万吨；比直井2006年完钻水平井比年完钻水平井比2005年以前年以前水平井的钻遇率提高水平井的钻遇率提高5.2个百分点个百分点 截止截止20062006年年7 7月，共完成各类水平井月，共完成各类水平井/ /侧钻水平井侧钻水平井226226口口。水平段最长水平段最长：欧：欧601-H1，603米米（火山岩油藏）（火山岩油藏）水平段最深水平段最深：沈：沈625-H6，垂深垂深3429米米（潜山油藏）（潜山油藏）完钻井深最长完钻井深最长：沈：沈625-H8，斜深斜深4167米米（潜山油藏）（潜山油藏）水平段分支最多水平段分支

6、最多： 32-兴兴H101Z ，完钻井深，完钻井深1466m，6个分支个分支水水平段总长度平段总长度911.58m。钻遇油层最薄钻遇油层最薄：欢：欢2-H7，1.2米米（钻遇率（钻遇率91%）水平井初期产量最高水平井初期产量最高：杜：杜84-兴兴H292井最高日产井最高日产208吨吨，目前日，目前日产产37吨。吨。水平井累产最高水平井累产最高：杜：杜84-平平14 ，累产，累产4.855万吨万吨。一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程3 3、水平井之最、水平井之最4 4、辽河油田历年完成水平井统计图表辽河油田历年完成水平井统计图表一、辽河油田水平井钻井液技术发展历程3459152223 3041

7、14981224902040608010092 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07时间时间 年年井数 口井数 口04080120160200240280累积投产井数 口累积投产井数 口完钻井数投产井数累积完钻井数二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术 为满足辽河油田开发和增产增效的需要，在为满足辽河油田开发和增产增效的需要，在水平井水平井/ /侧钻水平井钻完井技术、分支井钻完井侧钻水平井钻完井技术、分支井钻完井技术、水平井钻井液与完井液体系、水平井测井技术、水平井钻井液与完井液体系、水平井测井以及综合录井地质跟踪应用等

8、技术方面形成了较以及综合录井地质跟踪应用等技术方面形成了较为成熟的配套技术。为成熟的配套技术。二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术（一）水平井（一）水平井/ /侧钻水平井技术侧钻水平井技术 辽河水平井技术是伴随着稠油水平井开采技术的辽河水平井技术是伴随着稠油水平井开采技术的发展而逐步发展起来的。发展而逐步发展起来的。 水平井技术在辽河油田主要用于：老区挖潜剩余水平井技术在辽河油田主要用于：老区挖潜剩余油、底水油藏、低渗油藏、直井开采不经济的边际油、底水油藏、低渗油藏、直井开采不经济的边际油藏、粗面岩油藏和古潜山油藏等。油藏、粗面岩油藏和古潜山油藏等。E A S TQ :

9、F a c ility S A G D S a g -0 0 2 2 .c d rS te a m C h a m b e rS te a m In je c to rS te a m F lo wO il F lo wS lo tsO il P ro d u c e rS A G D F a c ilityO il S a n d F o rm a tio n1.SAGD1.SAGD成对水平井钻井与大修侧钻技术成对水平井钻井与大修侧钻技术 19961996年完成了国内第一组蒸汽年完成了国内第一组蒸汽辅助重力泄油成对水平井（杜辅助重力泄油成对水平井（杜84-84-平平1-11-1井和杜井和杜8

10、4-84-平平1-21-2井），是世界上井），是世界上第五组成对水平井。井口间距第五组成对水平井。井口间距5m5m，方位相同，水平段跟踪长度方位相同，水平段跟踪长度305m305m，水平段垂直间距水平段垂直间距10.13-11.83m10.13-11.83m。 20032003年对两井进行大修侧钻，年对两井进行大修侧钻，分别从两口井的技术套管内打捞出分别从两口井的技术套管内打捞出两套注汽管柱、一套采油管柱和一两套注汽管柱、一套采油管柱和一套测试管柱。两井均从技术套管下套测试管柱。两井均从技术套管下进行侧钻，两水平段平移进行侧钻，两水平段平移5m5m，跟踪，跟踪长度长度232.1m232.1m，

11、垂直间距调整为，垂直间距调整为7m7m，垂直误差为零。垂直误差为零。 （一）水平井（一）水平井/ /侧钻水平井技术侧钻水平井技术2.2.三维绕障水平井钻井技术三维绕障水平井钻井技术 辽河油田地处辽河油田地处“三田三田”之之中，地面条件受限。中，地面条件受限。 新部署施工的水平井多是新部署施工的水平井多是在老区开发的定向井、丛式在老区开发的定向井、丛式定向井井网中进行。定向井井网中进行。 井口位置与靶区之间存在井口位置与靶区之间存在障碍。障碍。 三维绕障方位变化最大达三维绕障方位变化最大达到到92.792.7 （一）水平井（一）水平井/ /侧钻水平井技术侧钻水平井技术3. “L”3. “L”型水

12、平井钻井技术型水平井钻井技术 受井网条件的限制，靶前位移较小。受井网条件的限制，靶前位移较小。 不能保证中间套管和完井管柱的顺不能保证中间套管和完井管柱的顺利下入。利下入。 剖面设计剖面设计: : 反向造斜反向造斜稳斜稳斜降降斜斜正向造斜正向造斜水平段水平段 “ “L”L”型水平井典型代表型水平井典型代表: : 冷冷41-41-平平1414井井, ,靶前位移仅靶前位移仅133.55m133.55m，靶前位移，靶前位移欠欠132m132m，水平段井斜角，水平段井斜角92.6592.65。 （一）水平井（一）水平井/ /侧钻水平井技术侧钻水平井技术二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主

13、要配套技术（二）水平井（二）水平井/ /侧钻水平井完井技术侧钻水平井完井技术 （1 1） TBSTBS筛管完井技术筛管完井技术（2 2） 金属棉筛管完井技术金属棉筛管完井技术（3 3） 割缝筛管完井技术割缝筛管完井技术（4 4） 窄间隙固井完井技术窄间隙固井完井技术（5 5） 砾石充填完井技术砾石充填完井技术（6 6） 衬管完井技术衬管完井技术二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术（三）水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术 （1 1） XCXC生物聚合物钻井液完井液生物聚合物钻井液完井液（2 2） 聚合物分散钻井液完井液聚合物分散钻井液完井液（3 3） 聚合

14、醇有机硅钻井液完井液聚合醇有机硅钻井液完井液（4 4） KCIKCI钻井液完井液钻井液完井液（5 5） 硅氟共聚合物钻井液完井液硅氟共聚合物钻井液完井液（6 6） 屏蔽暂堵型聚合物钻井液完井液屏蔽暂堵型聚合物钻井液完井液（7 7） 超低渗透防漏堵漏钻井液完井液超低渗透防漏堵漏钻井液完井液（8 8） 无渗透低固相钻井液完井液无渗透低固相钻井液完井液（9 9） 水包油钻井液完井液水包油钻井液完井液二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术（四）分支水平井钻完井技术（四）分支水平井钻完井技术 杜杜84-84-兴兴H238H238井主井眼水平段长井主井眼水平段长398.20398.2

15、0m m，四个分支水平段长度，四个分支水平段长度分别为：分别为：110.76110.76m m、117.59117.59m m、98.8698.86m m、113.76113.76m m，水平井段总，水平井段总长度长度839.17839.17m m。二、辽河油田水平井主要配套技术二、辽河油田水平井主要配套技术（五）（五） 水平井综合录井地质水平井综合录井地质 跟踪应用技术跟踪应用技术 实现油藏数据信息资料与综合录实现油藏数据信息资料与综合录 井实时录取的数据资料自动比对井实时录取的数据资料自动比对 实时跟踪钻井井眼轨迹实时跟踪钻井井眼轨迹 自动报警系统自动报警系统三、辽河油田水平井钻井液完井液

16、技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（一）（一）水平井工程、地质情况水平井工程、地质情况 （1 1） 工程情况工程情况 辽河油田水平井施工的工程情况为：表层444.5mm或346mm钻头一开，下入339.7mm或273mm表层套管；二开使用311mm或241mm钻头钻至定向井段下入1.75或2单弯螺杆开始造斜，以转盘转动和滑动钻进方式相结合定向钻进至靶区，泵排量30-50L/S；中完测井60以上自由测井，其下部用钻具送仪器测井，测井完通井，下入技术套管；三开水平井段钻至设计井深，测井时用钻具送仪器测井，下筛管完井。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（一）（一

17、）水平井工程、地质情况水平井工程、地质情况（2 2）地质情况地质情况地地 层层岩岩 性性易发生的复杂情况易发生的复杂情况平原组粘土层、砂层、砂砾层明化镇组砂砾岩、泥岩馆陶组砂砾岩地层胶结不好，易井漏东营组砂岩泥、质粉沙岩、泥岩地层造浆强，泥岩水化膨胀沙一、二段沙岩、泥质渗透性好，易形成厚滤饼沙三、四段砂岩、深灰色泥岩、煤层、粗面岩、玄武岩、炭质泥岩、油页岩等易井塌、易卡钻、易漏房身泡组砾岩、玄武岩易塌、易漏中生界角砾岩、凝灰岩、红色泥岩易漏太古界花岗岩、石英岩易漏三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（二）水平井钻井液完井液技术（二）水平井钻井液完井液技术 1 1

18、 水平井施工钻井液的主要技术难点水平井施工钻井液的主要技术难点1.1 润滑防卡技术问题1.2 井眼净化技术问题1.3 井漏技术问题1.4 井塌技术问题1.5 注汽、注水等技术问题1.6 膨润土含量控制问题1.7 油气层保护技术问题三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（二）水平井钻井液完井液技术（二）水平井钻井液完井液技术 2 2 水平井各区块、井段钻井液体系选择水平井各区块、井段钻井液体系选择表2 水平井各区块、井段钻井液体系序号序号区区 块块二开二开- -定向段钻井液体系定向段钻井液体系定向段定向段- -中完钻井液体系中完钻井液体系中完中完- -完井钻井液体系

19、完井钻井液体系1沈625KCl钻井液聚合醇KCl钻井液超低渗透水包油钻井液2小龙湾不分散钻井液XC混油分散钻井液或硅氟钻井液超低渗透水包油钻井液3欧力坨不分散钻井液XC混油分散钻井液超低渗透水包油钻井液4杜84、小洼、海外河分散钻井液XC混油分散钻井液XC混油分散钻井液5冷东分散钻井液超低渗透分散钻井液XC混油分散钻井液6齐131硅氟钻井液聚合醇硅氟钻井液超低渗透分散钻井液三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术指标（三）水平井钻井液完井液技术指标 1 KCl（聚合醇）聚合物钻井液（聚合醇）聚合物钻井液体系防塌能力强，可抗一定的污染，抗温

20、可达150，适合中深水平井、深水平井钻进。配方：2.5-4.5%般土0.1-0.2%NaOH0.3-0.5%80A-515-7%KCL0-0.3%流型调节剂LXD0.15-0.3%PAC0-3%SMP()0-3%强封堵剂0-3%KH-9310-8%柴油0-0.5%乳化剂0-3%聚合醇0-3%油性石墨。性能：D1.05-1.60g/cm3，FV3880S，PV1030mPa.S，YP520Pa，G(18)/(315)，FL5%。特点：固相含量低，流动性好，抑制、防塌能力强，高温后性能稳定。应用情况：在辽河油田最易井塌的沈625块应用，井下施工正常，解决了该区块严重井塌问题，没有发生井塌、划眼现象

21、，起下钻、电测、完井作业顺利，满足了该区块钻井要求。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术指标（三）水平井钻井液完井液技术指标 2 硅氟钻井液硅氟钻井液体系流动性好，抑制、防塌能力强，高温后性能稳定，固相容量高，抗污染能力强，适合深井钻进。配方：淡水5-6%土粉0.3%Na2CO3+1-2%SF0.2-0.5%NaOH+1-2%SPNH+1-2%SMP+1-2%SAS+0.3-0.5%K-PHP+2-3%润滑剂。性能：D1.05-1.60g/cm3，FV3880S，PV1030mPa.S，YP520Pa，G(18)/(315)，FL8m

22、l，PH值9-11，3值2-7，6值3-12。特点：固相容量高，流动性好，抑制、防塌、抗污染能力强。应用情况：该体系在小龙湾、齐131、双南等区块使用。井下施工正常，解决了该区块严重井塌问题，较好地满足了钻井要求。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术指标（三）水平井钻井液完井液技术指标 3 XC混油（超低渗透）分散钻井液混油（超低渗透）分散钻井液体系可抗一定的污染，抗温可达150，适合浅水平井、中深水平井钻进。配方：6%般土1%稀释剂0.5%NaOH+0.2%流型调节剂XC1.5%SPNH1.5%SMP1.5%强封堵剂1.5%KH-9

23、310.2%K-PHP7-8%柴油0.5%乳化剂2-3%聚合醇2-3%油性石墨0-2%单向压力封闭剂0-2%超低渗透剂。性能：D1.10-1.35g/cm3，FV5080S，PV1225mPa.S，YP815Pa，G(39)/(520)，FL6ml，PH值9-11，3值4-8，6值4-12。特点：性能稳定，滤失量低，滤饼质量好，润滑性好。应用情况：该体系在辽河油田杜84、欧力坨、小龙湾、齐131等区块浅井、中深水平井上使用，取得了良好的技术、经济效果。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术指标（三）水平井钻井液完井液技术指标 4 超低渗

24、透水包油钻井液超低渗透水包油钻井液配方：25-40%柴油淡水0.2-0.4%NaOH0.4-0.6%流型调节剂LXD0.4-0.6%PAC1.0-1.5%主乳化剂0.8-1.0%辅助乳化剂0-2%单向压力封闭剂0-2%超低渗透剂。性能：D0.96-0.99g/cm3，FV4560S，PV1218mPa.S，YP512Pa，G(25)/(38)，PH值9-10，3值2-4，6值3-7。特点：密度低，防漏性能好，油气层保护效果好。应用情况：该体系在沈625区块潜山段、欧力坨和小龙湾沙三粗面岩地层应用，较好地解决了油层保护、防漏的技术难题。 三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液

25、完井液技术（三）水平井钻井液完井液技术指标（三）水平井钻井液完井液技术指标 5 不分散聚合物钻井液不分散聚合物钻井液体系抑制性强，成本低，适合中深水平井、深水平井。配方：0.05-0.1%K-PHP0.2-0.5%NH4-PAN1-2%FT-8811-2%HA树脂加重剂。性能：D1.10-1.25g/cm3，FV3845S，PV1018mPa.S，YP510Pa，G(12)/(24)，FL5%。后期根据井下情况使用聚合醇，既能防卡，又能防塌； 使用好固控设备，降低含砂量至0.3%以下； 中完电测、完井电测、下套管等作业时，根据井下情况，可加入适量塑料小球或玻璃小球，保证电测和下套管作业的顺利施

26、工； 坚持短起下钻，防止岩屑携带不净形成厚泥饼、浮泥饼、岩屑床造成卡钻； 坚持勤活动钻具，活动幅度大于5m，防止因钻具在井内静止时间过长而发生卡钻事故； 切实做好井塌的预防工作，防止因井塌而导致卡钻事故； 发现井漏要立即起钻，不可中途开泵再试，防止因井漏而导致卡钻事故。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术 2 井眼净化技术井眼净化技术钻井液动塑比控制在0.25-0.50Pa/mPa.S之间，3值保持在4-8之间，6值保持在9-14之间就能基本满足携带悬浮岩屑的要求。大排量洗井，保证环空的上返速度。斜

27、井段不低于35L/S（241.1mm井眼），水平段不低于20L/S（152mm井眼），环空上返速1-1.5m/S，以实现紊流携砂。根据施工情况，在裸眼井段小于1000m、地层较软的井段200-300m短起下钻一次；井斜较大、裸眼井段长的井眼100-150m短起下钻一次，且每隔2-3次短起下就应进行一次距离较长的短起下钻。每次短起下钻前后应充分循环钻井液。钻进一个单根，要上下活动钻具，旋转钻具，以破坏岩屑床。若钻屑返出较少，接单根不好接，用高低粘切的钻井段塞清扫井底。强化固控设备，保证四级净化，保持较低的固相含量和合适的般土含量。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技

28、术（三）水平井钻井液完井液工艺技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术 3 井眼稳定技术井眼稳定技术沈北地区使用防塌能力强的KCL聚合醇钻井液；小龙湾和欧力坨地区使用无毒分散钻井液；齐131区块使用有机硅钻井液。S3、S4段加大防塌封堵剂沥青类产品的用量来封堵泥页岩、油页岩的微裂隙，同时利用聚合醇的浊点效应，进一步提高钻井液的封堵能力；加大抗温降失水剂的用量，保持APIFL3ml，HTHPFL10ml。钻入S3、S4中下部泥页岩地层时，根据岩屑情况、起下钻阻卡情况综合分析确定合适的密度，以平衡地层泥岩的坍塌压力。S3、S4以下泥岩井段，粘度控制在60-80S，沈北沙四段控制70-90S。严格控制P

29、H值，有机硅、KCL钻井液控制在10，分散钻井液控制在9-11。起钻时要注意灌满钻井液，防止因井内液面下降过多而造成井塌事故。严禁在硬脆性泥岩、油页岩井段开泵循环，防止冲垮泥岩地层。后期井段起钻困难需要开泵时，在起出困难井段后要下钻到底，循环处理正常后再行起钻。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术 4 防漏技术防漏技术4.1 沈北、小龙湾、欧力坨区块防漏技术沈北、小龙湾、欧力坨区块防漏技术揭开潜山、纯粗面岩前10-15m对钻井液进行一次综合性调整；工程上采取一次长程短起下钻。揭开潜山、纯粗面岩后，起

30、钻前要充分循环洗井，下钻前要在上部适当位置开泵循环一周；开泵均采用小排量循环一周后再加大排量循环。储备足量的钻井液，保证漏失起钻工作；加入1.52%超低渗透剂。加强岗位落实，及时发现井漏及时处理。4.2 小洼、冷东区块防漏技术小洼、冷东区块防漏技术使用超低渗透防漏堵漏钻井液体系，以提高地层承压能力。严格控制下钻速度，不能过快，开泵先小后大，下钻打通水眼时要尽量避开易漏层，不要在易漏层定点循环。用好净化设备，保持钻井液低密度低固相；尽可能实现近平衡压力钻井。井上必须储备2-3t堵漏剂，稀释剂、提粘剂及土粉备用。三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术 5 油层保护技术油层保护技术加快钻井速度，提高电测一次成功率，减少油层浸泡时间。保证钻井液滤液与油气层岩石和流体相配伍。油气层段若发生井漏，严禁使用惰性材料，应选用可酸化或可解堵的材料堵漏。加强固相控制，最大程度降低钻井液中有害固相。认真做好井漏、井喷和卡钻的预防工作。降低滤失量，减少滤液对储集层的污染。使用保护储集层的钻井液、完井液体系。 三、辽河油田水平井钻井液完井液技术三、辽河油田水平井钻井液完井液技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术（三）水平井钻井液完井液工艺技术 6 防喷防溢流技术防喷防溢