巴楚盐水钻井液技术探讨

一、钻井液技术重点、难点

1. 上第三系安居安组膏质泥岩发育, 粘土分散力强, 易水化膨胀, 产生井径缩径, 或是伴随垮塌, 造成井径扩大。

钻井液对膏质泥岩应具有较强的抑制性、携岩能力和抗膏侵的能力。

2.

上第三系帕卡布拉克组、安居安组存在高压盐水层, 且石膏夹层发育, 钻井液性能维护较困难, 大量氯离子和钙离子易造成钻井液污染, 影响钻井液性能的稳定。

3. 石炭系小海子组、巴楚组地层压力高, 且巴楚组石膏质云岩发育, 实施高密度钻井液存在性能难维护, 和易压差卡钻等一系列问题。

且二叠系和石炭系地层易剥落掉块, 形成不规则井眼, 影响到电测和下套管固井作业的施工。因此, 钻井液要具有较强的防塌、携岩能力。

4.

石炭系小海子组和巴楚组地层压力梯度高, 尤其巴楚组地层空隙压力高达1.93~1.98g/cm3, 易发生井漏和井喷。

二、盐水钻井液体系的具体技术措施

根据室内各项实验, 优选出了具有良好的抗温、抗污染能力, 且抑制能力和防塌能力较强盐水聚磺钻井液体系, 并提出以下具体技术操作措施:

1.

在现场处理过程中, 胶液和液体处理剂的加入均会使钻井液的密度降低, 因此必须及时补充加重材料, 以维护所需的密度, 保证钻井的顺利进行。

2. 粘度、切力是流变性控制的关键。

如果粘度、切力太低, 则不能有效悬浮加重材料, 难以达到所需的密度, 甚至会导致严重井下事故的发生;而如果粘度、切力太高, 钻井液流动性变差, 同样会造成严重的井下复杂情况。

3. 确保钻井液的强抑制性和封堵能力。

由于大段的膏质泥岩伴有多套高压盐水层并夹有泥岩、泥页岩, 因此必须有效抑制其水化和分散。否则, 会使膏岩溶解、膨胀造成井壁缩径、坍塌同在。通过加入强抑制性处理剂多元醇、氯化钠和具有封堵作用的乳化沥青, 可确保钻井液体系的强抑制性和强封堵能力, 维护井眼稳定。

4. 严格控制钻井液的滤失量, 确保形成优质泥饼。

对于膏岩、软泥岩, 降滤失剂必须具有良好的抗高温、抗盐污染的能力。

5. 维护适当的含盐量。

在钻进过程中, 控制适当的含盐量是非常重要的。应控制好钻井液体系中的[Cl-], 保证能够形成规则井眼和确保钻井作业的顺利进行。根据地层情况, 该钻井液体系中的[Cl-]一般应控制在100000~150000mg/l。

6. 保持钻井液适当的PH值。

钻井液体系的PH值是否适当, 直接关系着钻井液处理剂性能的有效发挥, 同时PH值也是判断钻井液是否受到污染的主要依据。该钻井液体系在钻进过程中, PH值往往会不断地有所下降。在现场维护过程中, 应注意PH值的变化, 并及时补充烧碱, 以提高各种因素造成的钻井液PH值的降低, 避免由此引起的处理剂效能的降低和钻井液性能的破坏。

7. 控制和处理地层对钻井液的污染。

该地区地层对钻井液的污染主要表现为高压盐水层、膏岩对钻井液的盐水、盐侵和钙侵。表现在性能上出现钻井液的粘度和切力升高、滤失量增大、PH值下降等。处理时应及时补充烧碱和纯碱, 同时应注意, 纯碱过量生成的CO32-会对钻井液造成新的污染。

8. 保证钻井液优良的润滑性。

高密度钻井液的润滑性对钻井速度影响很大。一方面, 应加入润滑剂或司盘-80等;另一方面, 体系中加入的封堵剂乳化沥青和抑制剂多元醇对钻井液均具有较好的润滑作用, 从而可提高钻井液的润滑性, 降低钻井液的摩擦系数, 有利于提高机械钻速。

9. 充分重视钻井液的固控工作。

由于高密度钻井液的客观性, 除砂器、除泥器的使用效率极低, 离心机又不宜多用, 因而使高密度钻井液的固相控制难度较大。因此, 一级固控设备 (振动筛) 的使用显得极为重要。应根据井下情况、钻进情况和筛面情况, 合理更换振动筛筛目, 最大限度地发挥一级固控的效率。

三、现场具体的钻井液应用

井队根据现场施工情况分析, 转换成盐水钻井液体系过后多次起下钻无阻卡现象, 根据了解邻井BK2、BK4H、BK5H井在该井段进行起下钻作业时却存在着阻卡显示, 说明盐水钻井液体系确实对上部施工过的井段起到了抑制作用。但钻进时还存在阻卡现象, 现场分析本区块的地层压力经过多次地震后发生了巨大的变化 (琼库恰克乡是一个地震较活跃的地方) , 现场决定提高钻井液密度, 并于3月2日将钻井液密度逐步提高至1.62g/cm3, 后钻进中根据实际情况适当调节钻井液密度在1.65~1.70g/cm3之间。钻井液密度调整后, 钻进后上提阻卡现象减弱直至消失, 减少倒划眼次数, 钻具钻进井段加长, 同时短起下钻通畅无阻卡现象, 减少了钻进中辅助时间, 单日进尺比提密度前增加了一倍。

四、结束及认识:

1. BK3H井二开钻进中将钻井液体系转化为盐水聚磺钻井液体系, 在钻进至安居安组3420m处, 使用钻井液密度为1.77g/cm3, 钻遇盐膏层, 并有高压盐水溢出, 盐水氯根由70000mg/l升至90000mg/l, 后将钻井液密度提高至1.85 g/cm3, 才压稳高压盐水层。因使用的盐水聚磺钻井液体系自身氯根含量较高, 有效的抑制了盐膏层的溶解和高氯根盐水对钻井液的污染。

2. 二开钻遇地层膏岩发育, 采用盐水聚磺钻井液可以提高钻井液的抗污染能力和抑制有机盐水化溶解、膨胀的能力, 且对上部阻卡有较好的抑制。

3. 在二叠、石炭系井段采用盐水聚磺钻井液具有良好的稳定性, 可以有效防止该井段玄武岩、泥岩的剥落掉块, 且抗温能力较强, 实践证明该体系是能够适应该地层的。

4. 二叠系有漏失的可能, 应做好防漏、堵漏措施。该井段使用高密度钻井液钻井, 井底液柱压力高, 若附加较大的激动压力条件下很可能使地层压漏。因此在裸眼段起下钻、下套管等作业激动压力产生较大的工况中, 应尽量控制起下速度, 减小抽吸压力和激动压力, 防止地层坍塌和压漏。

5. 根据BK3H井的施工和该地区地层岩性分析, 在该地区施工可在二开钻进前就将钻井液转换为盐水钻井液体系, 并随着井深和地层温度的增加逐步转为抗温能力较强的盐水钻井液体系。

摘要：针对巴楚地区在二开井段帕卡布拉克组砂泥岩、安居安组上部泥砂岩缩径、造成起下钻、钻进和起下钻风险较大, 钻井液污染严重等情况, 根据临井资料确定了在该井段使用盐水聚磺钻井液体系。本文通过对盐水钻井液技术进行了一个探讨。

关键词：盐水聚磺钻井液,巴楚地区,难点,应用,措施