神木双山小井眼钻井液的应用_孙永强.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 1 期 112 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 神木双山小井眼钻井液的应用神木双山小井眼钻井液的应用 孙永强，屈艳平，史配铭，杨 勇，刘 磊（川庆钻探长庆钻井总公司，陕西 西安 710016）摘摘 要：要：神木一双山区块作为长庆气田主要产建区块之一，目前该区块常规井普遍为小井眼，该区块小井眼施工中存在延长组坍塌严重、石千峰组和石盒子上部地层易造浆，山西、太原组煤层易坍塌，严重制约该区块小井眼常规井提速和电测成功率。该体系针对神木一双山地层特点，进行了延长组的防塌、双石层防泥包，电测防遇阻等方面钻井液技术研究。从针对神木双山地层特点进行性能细化、完钻封井保证电测等方面，初步形成一套该区块小井眼安全快速钻井液技术。关键词：关键词：神木双山；井壁稳定；电测遇阻；小井眼提速 引引 言言 与其它区块不同，神木双山区块上部地层缺失严重,二开直接为延长组中下部，由于欠压实和水敏性强的特点，延长下部为该区块钻井主要遇阻井段，因此如何保证延长组安全施工，是该区块钻井成败的关键，也是该区块钻井液技术的关键。1 1 神木双山地质分层特点神木双山地质分层特点 地质分层 m 系 统 组 底界垂深 垂厚 第四系 45 40 侏罗系 下统 延安组 435 390 三叠系 上统 延长组 887 452 中统 纸坊组 1206 319 下统 和尚沟组 1305 99 刘家沟组 1597 292 二叠系 上统 石千峰组 1886 289 中统 石盒子组 2181 295 下统 山西组 2294 113 太原组 2336 42 石炭系 上统 本溪组 2386 50 2 2 钻井液技术难点分析钻井液技术难点分析 2.1 延长组下部以及延长和纸坊组交界处坍塌严重 神木双山区块上部地层缺失，延长组垂深浅，地层欠压实，钻开地层后，地层应力释放，可能瞬间垮塌。并且由于延长底和纸坊下部硬脆性泥岩发育，水敏性强，钻进过程中不断吸水膨胀，极易再次垮塌，形成“大肚子”井眼，一旦钻井液处理不好，就可能导致大段划眼复杂，甚至卡钻。2.2 石千峰组造浆严重，钻头易泥包 该区块石千峰组，主要以疏松性泥岩为主，吸水性强，性软，钻时相对较快，但地层造浆严重，易造成钻井液性能恶化，固相含量升高，甚至导致钻头泥包。2.3 电测一次成功难度大 由于该区块延长底部地质特点，或多或少都会存在“大肚子”井眼，部分砂子难带出，起钻后容易在井筒堆积形成砂桥，造成电测遇阻。3 3 针对性预防措施针对性预防措施 3.1 延长组防塌，主要从以下几个方面（1）适当密度的钻井液在井眼内产生的液柱压力可对井壁提供有效的力学支撑，起稳定井壁的作用，通过 KCL+超细钙+石灰石把二开泥浆比重直接提到 1.12-1.13g/cm3。（2）在钻井液中加入 K+处理剂，通过加入 5%-6%KCL和 0.3-0.4%K-PAM,保证钻井液中 K+含量，使钻井液具有抑制页岩膨胀和分散的能力。（3）把传统的聚合物钻井液改为低固相，控制失水，DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.018 孙永强：神木双山小井眼钻井液的应用 113 减少滤液进入地层，同时产生薄而韧的泥饼，稳定井壁。3.2 抑制石千峰地层造浆，防钻头泥包（1）在进入石千峰组之前加入 3-5 吨 KCL,提高钻井液的抑制性,减少泥页岩水化分散,提高泥饼质量,通过抑制粘土水化和塑性变形减少钻头泥包的可能性。（2）石千峰钻进，控制粘度 40-45s，并适当控制失水7ml 钻进,关键要使用好固控设备,振动筛筛布勤检查清洗和更换，保证一级固控效果，一体机常开，离心机每班使用 6-8 小时，尽量消除劣质固相对钻井液的影响,保证钻井液良好的流变性。（3）在石千峰钻进或者定向时，增加聚合醇类润滑剂的加量,可以在金属表面形成憎水膜,从而降低水化粘土在钻头、扶正器等金属表面的粘附,同时由于润湿反转作用,使钻屑不易凝聚,进一步提高井眼清洁效率。（4）保证排量22L/s,以免岩屑在井内堆积，不断切削研磨分散在泥浆中，影响钻井液性能。3.3 制定完钻措施保证电测成功率（1）完钻后提高钻井液性能参数：:1.25-1.28g/cm3，Fv:65-75s，PH:9，FL：6-5ml，动切力：10-14Pa，排量：24L/s。（2）完钻采用稠浆清扫（1-2 白土+0.5-1tCMS），充分循环 3-4 小时，转速 80-85r/min，然后进行短起下作业(15-20 柱)，到底后，循环 3-4 小时，振动筛无岩屑后起钻。（3）封闭浆：起钻前用 12-15 方稠浆（1t 石灰石+1-2t白土+烧碱 0.025t）封石盒子至井底；起到纸坊中部，循环1.5 周后用 15-20 方润滑封闭浆（2t 石灰石+0.25tSFT,大位移井再额外加入 0.25t 石墨）封闭纸坊组至套管脚，然后干通到纸坊下部，（一趟钻的可以考虑长短起）保证电测顺利。（4）起钻时连续灌浆，并严格控制起钻速度，防止抽吸压力过大造成井壁失稳。4 4 现场应用效果现场应用效果 以方案改进前双24-76井和方案改进后双24-76C8井为例，进行现场效果对比。4.1 延长组坍塌情况对比 方案改进前双 24-76 井电测遇阻后，下钻通井延长遇阻划眼时返出大量掉块，坍塌井段长（775-895 米），掉块形状大，上提下放困难，频繁憋转盘憋泵，划眼难度相当大。通过稠浆清扫，大排量洗井，才慢慢将井眼划通，而且后面循环还不断有新剥落的掉块。情况分析：延长组钻进时失水偏大，没有形成有效泥饼，导致自由水不断渗透浸泡地层，延长底硬脆性泥岩不断水化膨胀，而且完钻后没有有效封井来抵消循环压耗，导致静夜柱压力不能稳定地层，从而导致延长底严重垮塌。在划眼过程中，由于憋泵等原因导致压力传递，加剧了泥岩微裂缝的发展，会进一步加剧井壁垮塌的发生，造成划眼困难。方案改进后双 24-76C8 钻至 848m（延长底部）时，地层应力释放，井壁瞬间垮塌返出掉块（有些类似鹅卵石），划通后，后面钻进至完井再无垮塌。4.2 提高 KCL 含量后石千峰组钻进时泥饼对比 方案改进前 KCL 含量为 5%左右，劣质固相较多，泥饼虚厚。方案改进后 KCL 含量为 8%，形成的泥饼光滑致密。4.3 两口井电测井径数据对比 井段（米）双 24-76（井径 cm）双 24-76C8（井径 cm）739-764 19.51 17.80 764-789 19.10 19.68 789-814 26.64 17.83 814-839 20.97 18.38 839-864 17.11 17.87 864-889 19.12 17.70 889-914 18.46 17.59 电测情况对比：双 24-76 井第一趟电测遇阻，通井时延长底部遇阻，划眼困难，损失时间 41 小时。双 24-76C8 井电测一次成功。并且通过两口井井径数据对比，可以明显看出，方案改进后较好的稳定了延长组地层，效果明显。5 5 结结论与建议论与建议 （1）神木双山区块上部地层缺失，延长组欠压实，加上地层水敏性强，井壁极易垮塌，通过提高钻井液比重和降低失水可以减少地层垮塌程度。（2）延长组高性能，可能导致钻至双石层时，钻井液固相含量偏高，加上地层造浆，可能导致钻头堵水眼或者泥包，所以钻井液的抑制性和固控使用显得尤为关键。（3）延长组防塌和电测成功率除了钻井液方面，工程参数也很重要，尤其是排量和钻井液的匹配，延长组应适当降低排量减少冲刷，双石层和完钻循环应提高排量，做到防泥包和井眼清洁（4）神木双山区块地层特点虽然有普遍的规律性，但不同井场的差异性也很大，还需要根据不同井场地层特点对钻井液性能做适当调整。参考文献参考文献 1 宋雪娟,等.神木-双山地区太原组桥头砂岩沉积特征及演化J.中国煤炭地质,2011,23(4).2 陈华,王浩,邓贺璟,等.长庆油田神木-双山区块防塌钻井液技术J.油气地面工程,2009,2(9):12-13.3 陈在君,陈恩让,崔贵涛,等.长庆气区储气库超低压储层水平井钻井液完井液技术J.天然气工业,2012,32(6):57-59.