浅论低密度钻井液技术的应用
来源:用户上传
作者:
【摘要】某井实钻过程中一开井段钻遇白垩系下统发生了井漏，二开钻遇侏罗系J2S-J1b组发生较为严重的井内出水和掉块现象，本井结合井内实际情况成功解决地层出水、井壁稳定、流变性调节、安全密度等系列技术难题，顺利的完成了二开及三开的钻井施工，为该类区块钻井积累了宝贵的现场经验。
【关键词】钻井技术 低密度钻进液 应用
一、某井工程地质概况
该井使用常规钻进的井段中，35.00m至1900.62m使用无粘土相钻井液，1900.62m至3344.00m使用两性离子聚合物钻井液，3344.00m至5163.00m使用两性离子聚磺钻井液。在使用无粘土相钻井液施工期间，發生钻具刺漏三次，钻具断于井内一次，钻遇侏罗系J2S-J1b组，地层出水四次，并在钻遇侏罗系J2S-J1b组部分井段掉块严重，钻遇断层较多，导致施工中发生蹩车严重，接单根困难，起钻倒划眼现象。
二、低密度钻井液技术难点
（一）无粘土相钻井液体系的不成熟性
该井及邻井一开井段至沙溪庙上部井段均设计为无粘土相钻井液体系，根据实钻资料显示，无粘土相钻井液所用处理剂加量少，机械钻速高，钻进中不要求控制失水量，大大降低了钻井成本。
（二）低密度钻井液MBT值的控制
该井二开钻至井深1900.62m，将无粘土相钻井液转换为两性离子低固相钻井液进行钻井作业。转性后坂土含量为26.5 g/l ，FV：32s，转性后，由于钻井排量大（48-50l/s），井内未掉块现象，钻井液性能能满足钻井要求，返砂，接单根、起下钻均正常。通过该井和所钻邻井资料显示，在钻遇须家河组以前，坂土含量控制在40-45g/l，保持钻井液较高的粘切，有益钻井液携砂和带掉块问题，进入须家河后根据井内情况坂土含量一般控制在40-35g/l之间。
（三）同区块构造地层稳定性不确定
该井在实钻中J2S组2700m 至2900m井段掉块严重，出现次倒划眼、接单根困难、蹩转盘现象，最大粒径约40×23×2mm，进入须家河后反而未出现大量掉块现象，地层较J2S、J1q相比相对稳定，未出现掉块严重和地层出水现象。该地区同层地层的不稳定性引起的出水、掉块问题及安全密度控制是该地区钻井液面临的最大难题。
（四）低密度钻井液封堵性与井壁稳定
确定合适的封堵材料，提高钻井液泥饼质量，实现严封堵，使钻井液液柱压力作力面在井壁上，有效发挥对井壁的物理支撑作用。解决好失水小但泥饼不坚实、部分砂岩及页岩段掉块多、封堵性差是低密度钻井液体系面临的一个新课题。
（五）安全密度控制
该井钻井液设计密度与实钻密度差异大，给钻井液有效预防水层和平衡地层力防止掉块带来许多困难，对于低压地层钻井液密度窗口的确定难以把握。该井二开748m至3344.00m井段，钻井液设计密度1.10g/cm3至1.25g/cm3，完钻钻井液密度为1.63 g/cm3，三开3344.00m至5132.00m井段，钻井液设计密度1.17g/cm3至1.25g/cm3，完钻钻井液密度为1.35g/cm3。
三、现场钻井液工艺技术
（一）一开井段至二开1900.62米井段
无粘土相钻井液体系，配方：清水+0.05-0.1%PHP+KOH适量 性能：密度1.02-1.08 g/cm3，粘度：26-28S。技术措施：将PHP配制成胶液，采用“细水长流、等浓度”的维护处理原则补充入井，依据进尺补充絮凝剂消耗量，确保井浆中处理剂含量不低于设计含量，保证井浆的抑制、絮凝能力。
（二）1900.62至3344.00米井段
低固相金属离子聚合物钻井液，配方：3-4%坂土+0.1-0.2%MMAP +0.1-0.2%FA367+0.2-0.3%XY-27+0.3-0.5%KPAN+0.3-0.6%NH4HPAN+2-4%WND-7（浊点40～60℃）+1-2%RH-220+2～3%SMP-1。技术措施：随钻补充MMAP、FA367、XY-27混合胶液调整流变性能，补充KPAN、NH4PAN来控制钻井液的滤失量和提高井浆抑制性能，聚合物配比与补充量以钻井液性能变化和小型实验为依据，配成相应浓度的胶液以‘细水长流’的方式均匀入井。随着裸眼段增长，加入WDN-7、SMP-1、HLA-1及QS-2、FD-2、等封堵剂，减小滤失量，提高钻井液体系的抑制封堵、防塌能力。
（三）3344.00至5163.00米井段
金属离子聚合物磺钻井液，配方： 上部井浆+3-4%SMP-1+3-
4%SMC+3-5%RH220+0.1%SP-80+3-4%FT342+2-3%WND-7 （浊点 80～
100℃）+1-2%RH-220+1-2%QS-2+1-2%FD-2+适量KOH。技术措施：用井浆钻水泥塞，用Na2CO3除钙，使用固控设备充分清除水泥颗粒，按照甲方要求，利用离心机将钻井液密度降至1.30 g/cm3加入加入磺化类处理剂SMP、SMC、FT342将钻井液转换为两性离子聚磺钻井液，并将性能调整到设计要求三开钻进，直井段维护主要以增强井浆抑制防塌能力和失水造壁性。
四、现场复杂情况的处理
（一）J2S组地层出水后钻井液维护
该井钻达沙溪庙组后， 在 2059.00-2065.00m、 2185.00-
2189.00m、2201-2210m井段及须五顶部钻遇了气水同层，出水量达102.991m3，钻井液密度由1.15↗1.63g/cm3二开完，压井期间地层挤出大量盐水，钻井液受侵后失水较大，受侵井段泥饼虚厚，岩石吸水后易从井壁上剥落产生大量掉块，如果钻井液未及时处理，可能引起。在出水施工过程中，根据井内情况，随钻适当补充LV-CMC、XC、HV-CMC胶液提高钻井液粘度和泥饼质量达到净化井眼清洁的目的，向井内加入主聚物XY-27、FA367、MMAP提高井浆抑制性，并加入NH4HPAN、KPAN调节流变性，控制失水，并逐步补充SMP-1、FT342、WDN-7、HLA-1增加井浆抑制防塌封堵能力，降低失水，保证泥饼质量和井内安全。
（二）非正常划眼及掉块情况
地层出水后非正常划眼的处理。压井后，应及时向井内补充FT342、WDN-7、SMP-1、XC、HLA-1降低失水，增强钻井液防塌性能，同时补充QS-2、FD-2、LF-2封堵材料改善泥饼质量，并将XY-27、FA367、MMAP以胶液的方式入井，提高井浆抑制性。
五、认识与建议
无粘土相钻井液体系的应用，有效的提高了机械钻速，降低了钻井成本。使用地密度钻井液钻井时，强抑制性、防塌性、润滑性、封堵性和合适的钻井液密度是钻井液维护的重点和难点。良好的固控设备是维护低密度钻井液性能稳定的根本保证。充分使用四级固控设备清洁钻井液，保证了钻井液性能的稳定，减少了设备维修时间，提高了纯钻利用率。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15160228.htm
