SZ36-1二期钻井液技术

SZ36-1二期项目

钻井液总结报告中海技服泥浆专业公司二〇〇一年十月SZ36-1二期项目共有6个平台：C、D、E、F、G、H，总井数186口，平均井深1920米，平均建井周期3.22天。一 概况：二 地层岩性特点：平原组粘土夹松散砂岩明化镇泥岩、粉砂岩、砂质泥岩与细砂岩互层馆陶组上部细砂岩与薄层泥岩互层；下部大套砂砾岩夹厚层泥岩，泥岩造浆东营组上部为厚层褐灰色泥岩夹泥质粉砂岩，顶部为一层含砾砂岩；中部为含油-油斑细砂岩，泥质砂岩夹泥岩，粉砂质泥岩；下部以泥岩为主，夹荧光泥质砂岩、细砂岩

－400垂深:m－930－1155－1600二 地层岩性特点：增加商品土含量尽可能低的密度加入单封防渗漏保持良好的润滑性最大限度使用固控设备上部井段(东营组前)重点解决东营组起钻电测下套管固井下部井段(东营组)保证井眼规则

增强抑制性

改善泥饼质量增加油基润滑剂加量降低泥浆失水控制泥浆中有害固相最低重点解决馆陶组泥饼厚,摩阻大,滑动钻进困难三 钻井液体系的选择： 由于在SZ36-1前期开发中的A、B平台成功地使用小阳离子泥浆体系钻穿东营组易造浆泥岩井段，特别是1996年在J平台使用新型小阳离子泥浆体系创造了3.66天/井的建井周期，并打破海油总八项钻井记录。三 钻井液体系的选择：因此，二期项目继续采用新型小阳离子泥浆体系。为解决SZ36-1J区许多井出现的产量较ODP低的问题，经与钻井部及西南石油学院共同研究，决定采用屏蔽暂堵技术。

三 钻井液体系的选择：

1. PF-JFC小阳离子的作用机理聚合物中季胺原子上的正电荷与粘土表面上的负电荷产生强烈的静电作用，在粘土表面形成单层或多层的高分子吸附膜，从而阻止外来水分子进入粘土层间产生膨胀。由于桥联式的多点吸附，从而抑制粘土的分散和微粒运移。三 钻井液体系的选择：

2. PF-JFC小阳离子体系的特点

a.有较强的抑制性

b.具有良好的泥浆流变性

c.具有良好的热稳定性

d.具有良好的润滑性

三 钻井液体系的选择：

2. PF-JFC小阳离子体系的特点

e.具有较强的抗钙、镁离子的能力

f.能够有效地保护油气层

g.维护简单，成本较其它泥浆低

h.具有较低的生物毒性，环境可接受三 钻井液体系的选择：

3. 储层特征a.

储层存在严重的非均质性： 从小于100×10-3um2的低渗透地层到介于1000~10000×10-3um2

的高渗透地层都存在。b.储层孔喉半径分布在25~100um之间，大多数孔喉半径分布在40~63um之间。三 钻井液体系的选择：

3. 储层特征c.

储层胶结物为粘土矿物，蒙脱石含量高，还有部分高岭土和伊利石，因此储层容易产生水敏、速敏和碱敏。d.孔隙压力系数在0.91~1.004g/cm3之间，破裂压力系数在1.60g/cm3左右。三 钻井液体系的选择：

4. 屏蔽暂堵技术FxFy架桥粒子填充粒子三 钻井液体系的选择：

4. 屏蔽暂堵技术FxFy架桥粒子填充粒子变形粒子在正压差的作用下，泥浆的固相和液相损害不可避免；泥浆中的固相不可能完全清除，如果固相尺寸分布与储层孔喉尺寸分布不匹配，会造成严重的固相损害；三 钻井液体系的选择：4.1SZ36-1油田使用屏蔽式暂堵技术的必要性SZ36-1油田储层敏感性强，极易造成液相损害，引起粘土矿物的膨胀、分散和运移；固井作业的高pH值水泥浆滤液的损害不可避免；通过液相配伍控制损害的技术难度较大，而且成本较高。三 钻井液体系的选择：4.1SZ36-1油田使用屏蔽式暂堵技术的必要性条件：泥浆中固相粒子不可消除，对地层正压差不可避免，对地层的损害堵塞客观存在。三 钻井液体系的选择：4.2屏蔽式暂堵技术的思路设想：利用固相微粒对油层孔喉的堵塞机理和规律，人为地在打开油层时，在油层井壁上快速、浅层、有效地形成一个损害堵塞带。

快速－几分钟到十几分钟内形成

浅层－堵塞深度在十厘米以内

有效－损害堵塞带渗透率极低，甚至为零三 钻井液体系的选择：4.2屏蔽式暂堵技术的思路结果：阻止泥浆对油层的继续损害，消除浸泡时间的影响，并消除水泥浆的损害。解除措施：由于损害带很薄，可通过射孔解除。三 钻井液体系的选择：4.2屏蔽式暂堵技术的思路目的：损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小，从而把造成地层损害的两个无法消除的因素：正压差和固相粒子，转换成实现这一技术的必要条件和有利因素。 这个损害带的作用相当于阻止进一步损害的“屏蔽带”，故将此技术称为屏蔽式暂堵技术。三 钻井液体系的选择：4.2屏蔽式暂堵技术的思路

“选择性架桥，逐级填充”架桥粒子的架桥单个颗粒随泥浆液相进入油层，在流经孔喉时： 若：r粒<<r孔，则通过孔喉

r粒>r孔，则沉积在孔喉外

r粒与r孔相当(大小、尺寸)，则在孔 喉处卡住，称为架桥。三 钻井液体系的选择：4.3屏蔽式暂堵技术的机理填充粒子的填充

架桥粒子架桥后，孔喉孔隙大量减小，泥浆中更小一级粒子卡在更小喉道处，这一过程不断重复，这一过程叫单粒逐级填充。这时堵塞带的渗透率取决于泥浆中最小一级粒子的粒级，但渗透率不会为零。三 钻井液体系的选择：4.3屏蔽式暂堵技术的机理变形粒子的作用

当最小粒级的粒子是可变形时，则堵塞带渗透率可达到零。地层孔喉尺寸和泥浆中固相粒级的匹配三 钻井液体系的选择：4.3屏蔽式暂堵技术的机理存在足够的正压差，SZ36-1油田至少应在3.5MPa；架桥粒子的粒喉径比为2/3，浓度应达到2~3%；填充粒子应小于架桥粒子且浓度足够；可变形粒子的软化点为60~70℃，浓度应为2%；三 钻井液体系的选择：4.4屏蔽暂堵技术的必要条件进入产层后，环空上返速度应控制在2m/s以内；进入产层后不能使用除泥器；进入产层后，振动筛筛网的目数应小于80目。三 钻井液体系的选择：4.4屏蔽暂堵技术的必要条件高压差和钻井液中无法消除的固相是技术实施的必要条件，从而使对油层的不利因素转化为有利因素，解决了钻井工程和油层保护要求难以调和的矛盾；可消除浸泡时间和水泥浆对油层损害的影响；有利于非胶结储层的井壁稳定，减少井径扩大，从而降低射孔的几何表皮系数。三 钻井液体系的选择：4.5屏蔽式暂堵技术的特点大孔喉百分比一般小于10%，分布在60~350mm之间，泥浆中应有40~230mm的架桥粒子；小孔喉百分比一般大于70%，分布在0.4~60mm之间，这部分架桥粒子或填充粒子百分比应较大；三 钻井液体系的选择：4.6SZ36-1油田屏蔽暂堵技术的室内筛选各类粒子的筛选 储层孔喉对暂堵粒子的要求：泥浆的粒度分布应出现明显的双峰；泥浆中的粒度分布应较好的覆盖储层孔喉的分布区间。三 钻井液体系的选择：4.6SZ36-1油田屏蔽暂堵技术的室内筛选各类粒子的筛选 储层孔喉对暂堵粒子的要求：中值直径为27mm,明显大于储层的孔喉中值直径；小于10mm的颗粒百分比为31％，含量不足；颗粒尺寸分布未出现明显的双峰分布。三 钻井液体系的选择：原浆中的粒度分布.针对储层的大孔喉；.分布峰值在36.8~250mm；.中值直径为68mm；.在泥浆中的加量为1%；.在PF-ZD1中的比例为33%。三 钻井液体系的选择：架桥和填充粒子的筛选250~300目碳酸钙粒度分布.中值直径为13mm，基本与储层中值匹配；.小于5mm的颗粒含量大于30％，有足够的小颗粒；.粒度分布呈明显的双峰特性；.粒度分布区间在0.1~250mm之间，良好地覆盖了储层孔喉区间。三 钻井液体系的选择：2%PF-EP+3%PF-ZD1的粒度分布.中值直径为14.5mm，与储层孔喉中值直径有良好的匹配；.小于10mm的颗粒含量超过40％；.大于60mm的颗粒含量超过10％；.颗粒尺寸分布呈明显的双峰特性。三 钻井液体系的选择：泥浆加入2%PF-EP＋3%PF-ZD1后的粒度分布SZ36-1油田屏蔽暂堵配方的确定原浆＋2%PF-EP＋3%PF-ZD1；PF-ZD1主要为超细碳酸钙和250~300目碳酸钙的组合，其特点是颗粒尺寸分布范围较广，90%以上具酸溶性；PF-EP主要为乳化石蜡，其原料的软化点在60~70℃，正好与储层温度匹配，在此温度下，颗粒变软，可嵌入微细孔隙或间隙，可使屏蔽环的渗透率降至零；PF-EP粒度分布较窄，中值直径小，主要提供小颗粒(封堵粒子)，且呈油溶性。三 钻井液体系的选择：四 现场应用：

1. 技术措施

a.合适的泥浆密度确保井眼稳定

b.泥浆具有较强的抑制性

c.泥浆具有较好的流变性

d.泥浆具有良好的润滑性

四 现场应用：

1. 技术措施

e.泥浆具有较强的抗钙、镁离子的能力

f.能够有效地保护油气层

g.有效防止H2S的出现

四 现场应用：

2. 具体实施要点钻井液性能：四 现场应用：

2. 具体实施要点钻井液性能：非屏蔽暂堵井屏蔽暂堵井四 现场应用：

2. 具体实施要点钻井液性能：非屏蔽暂堵井屏蔽暂堵井四 现场应用：

2. 具体实施要点a.用稀般土浆开钻，视返砂情况用稠浆带砂，确保井径规则有利于减少电测工具在上部井段的遇阻b.垂深1100米左右转化成PF-JFC体系 提高泥浆的携砂能力，减少泥浆的摩阻以利于定向井的造斜作业四 现场应用：

2. 具体实施要点c.钻进到馆陶底，提高密度至1.12S.G.

提高泥浆的粘切，防止钻进时发生阻卡d.钻进中加入0.5%~1%的PF-LUBE和1%的PF-TEX改善泥浆抑制性和泥饼质量e.钻进中加入0.5%~1%PF-GRA降低井下摩阻以利于定向井的纠斜和扭方位作业四 现场应用：

2. 具体实施要点

f.钻进至东营组，保持0.2%~0.4%PF-JFC含量，保证井眼稳定

g.钻上部和下部地层控制粘度为：35~40秒、45~50秒

h.及时用XC-H和PAC-HV提粘切，提高泥浆携砂能力，减少岩屑床的产生

四 现场应用：

2. 具体实施要点

i.钻开油层前调整粘度为45秒左右，密度小于1.15S.G.j.油层段钻进时，严格按油层保护技术措施施工保证油层段井径规则以利于固井作业对油层段的成功封固

k.电测下套管前加入塑料球和润滑剂四 现场应用：

3. 油层保护具体措施屏蔽暂堵材料到货后检测其粒度分布，保证技术实施的可靠性。

全井禁用重晶石,加重用石灰石代替。用激光粒度仪测定泥浆粒度的分布曲线并与储层孔喉分布尺寸对比，调整屏蔽暂堵材料的浓度和加量。四 现场应用：

3. 油层保护具体措施打开油层前，充分利用除砂器和除泥器清除泥浆中无用的固相，保持较低的固相含量。进入油层前将振动筛筛布换成84目，降低泥浆中的无用固相，以减轻对油气层的损害。四 现场应用：

3. 油层保护具体措施泥浆密度应能保证至少提供3.5MPa的正向压差，常压区打开油层时密度1.18S.G.以上，低压区打开油层时密度1.15S.G.以上。

油层段钻进时控制失水在3.5ml~4ml，达到了小于5ml的设计要求。四 现场应用：

3. 油层保护具体措施现场检测泥浆粒度1次/100米，保证合适的暂堵剂含量。四 现场应用：

4. 防H2S技术措施

a.配制胶液时加入200公斤ZnCO3和500公斤PF-CA101以中和钻进时出现的H2Sb.起钻电测前往井浆中加入100公斤ZnCO3和500公斤PF-CA101以中和电测及下套管作业期间出现的H2S五 难点：

屏蔽暂堵技术第一次在现场应用，如何将室内的研究成果有效地发挥作用是该技术成功与否的关键在屏蔽暂堵技术的具体实施过程中，及时将现场收集的数据反馈回基地，供室内研究的不断完善，再应用于现场五 难点：

冬季作业对屏蔽暂堵技术的现场维护提