同台井组高密度定向井钻井液技术

2022-09-10

随着东营地区老油区的深入开发, 同台井组也越来越多, 同台定向井组就是一个钻井平台多口井, 周围邻井较多, 局部区块注水井注压较高, 形成地层高压, 钻井中被迫使用高密度钻井液, 因环保要求钻井液循环池偏小、邻井绕障防碰、润滑材料的选择等诸多问题, 加大了钻井施工难度, 井下故障与复杂多发, 严重影响着钻井速度和效益。

一、地层特点

⑴东营组及以上地层为层理裂隙不发育的砂岩与泥岩互层, 泥岩易水化膨胀、分散, 砂岩渗透性好。潜在复杂是地层造浆性强, 钻进速度快, 钻井液密度升高快, 易出现缩径、起钻遇卡、拔活塞等井下复杂情况。⑵沙河街组地层成岩性较好, 多为层理裂隙发育的泥页岩, 易膨胀分散, 深部多存在异常孔隙压力, 易出现井壁坍和掉块, 潜在复杂是钻井液密度不合适, 或钻井液及其滤液的侵入引起地层吸水膨胀、强度下降, 导致井壁失稳。

二、钻井液技术思路

1. 钻井液技术对策

⑴东营组及以下地层选用不分散低固相钻井液体系, 不分散低固相钻井液具有: (1) 近似清水的高钻速; (2) 剪切稀释性好, 携带岩屑能力强, 井径规则; (3) 井壁稳定, 抗钻屑污染能力强; (4) 对上部渗漏层有封堵效果; (5) 润滑性好, 摩阻小; (6) 处理剂用量少。维护要点:加强固相控制, 及时清除钻屑, 尽量不使用分散性处理剂。⑵沙河街组及以下地层根据地层压力确定合理的钻井液密度, 结合实际的成功经验, 选用硅氟防塌润滑钻井液体系。基本配方:0.25%PAM+2%BHB-1+3.5%KFT+1%SF-1+1%SF-4+2%WJH+其它辅剂。特点是 (1) 固壁防塌效果好, 高温高压滤失量易控制在15ml以内; (2) 固相容量限高, 高密度情况下, 仍易保持良好的流变性; (3) 抗污染、抗温能力强, 润滑性好, 性能稳定。

2. 施工要点

润滑防卡。 (1) 聚合物配成胶液配合有机高分子絮凝包被剂, 絮凝包被粘土、岩屑, 抑制其分散, 利用固控设备及时清除, 降低泥饼摩擦系数。 (2) 根据区块泥岩层和渗透性强砂岩层特点, 控制钻井液滤失量, 保证泥饼薄而坚韧、致密。 (3) 钻井液密度高, 易与低压层段产生高压差, 滑动钻进易托压, 而因环保要求, 不可使用原油润滑, 特选聚合醇润滑剂作为主润滑剂。完井作业使用塑料球封斜井段, 对井底易塌、掉块等复杂井段用塑料球和优质土配成稠钻井液封井。

油气层保护。控制钻井液低固相含量, 近平衡压力钻进, 进入储层API中压滤失量不大于5ml, 高温高压滤失量小于15ml。粘土含量小于4%, 并做好屏蔽暂堵工作, 将油气层损害降至较低限度。

3. 现场钻井液措施与处理

(1) 二开直井段。在一开钻井液基础上小循环开钻, 钻进中用1%PAM聚合物稀胶维护, 控制地层造浆, 将粘度控制在28s~31s之间, 并利用固控设备及时除去无用固相。第一只钻头 (一般进入东营组50米左右) 起钻前加入降失水剂, Na OH等处理剂, 调节钻井液的流型, 使其具有足够的粘度和切力, 保证钻井液的携砂能力和良好的流变性, 保证起下钻正常。东营组地层应放大失水 (中压失水15 ml为宜) , 保证井眼适当扩大率, 加重前保持有效的低固相含量, 使井眼保持清洁, 防止井壁掉块, 提高井壁的稳定性;搞好短起下钻, 以达到修复井壁保证井眼畅通的目的。

(2) 斜井段。造斜段前, 调整好钻井液性能, 加入大分子聚合物, 使用好固控设备, 及时清除有害固相, 使钻井液具有良好的流变性, 提高钻井液携带、悬浮能力;在进入沙河街组前, 依据硅氟防塌钻井液基本配方将不分散低固相钻井液转换为硅氟防塌润滑钻井液体系, 降低滤失量, 进一步改善泥饼质量, 保证井壁稳定, 同时使钻井液具有良好的润滑性, 降低钻井液泥饼摩擦系数。并根据现场情况, 不断补充PAM胶液配合有机天然高分子絮凝包被剂;造斜后, 随井斜角增大、井斜段延长, 及时补充防塌剂和润滑剂, 保持高温高压滤失量小于15ml。

三、现场应用

2013年在滨南2个同台井组、渤南3个同台井组共17口定向井使用了该套钻井液技术, 有效解决井壁稳定、携岩净化、润滑解卡等问题, 在高密度情况下, 钻井液润滑性好, 性能容易控制, 特别是高温高压失水易控制在15ml以内, 充分保障了井眼的规则稳定, 电测、起下钻等各项施工作业优质快速完成。其中义12-斜25井位于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷北部断阶带义12-1块高部位, 完钻井深3302.00m, 完钻层位在沙三段, 造斜点为2450m, 最大井斜28.3°, 闭合位移356.59 m, 钻井周期12d2h, 机械钻速24m/h, 创同区块井钻井质量和速度最好水平。

结论

⑴硅氟防塌润滑钻井液, 能够有效的抑制泥岩, 泥页岩的吸水膨胀, 能充分保障井壁的稳定。⑵加入无水聚合醇润滑剂, 润滑防卡性能好, 环保性好, 因摩阻及粘滞造成的钻进托压问题, 能得到有效缓解, 提高机械钻速。⑶硅氟防塌钻井液高密度情况性能良好稳定, 抗油气污染及抗温性好, 高温高压失水易于控制在15ml以内。

摘要：胜利油田为开发、完善注采井网, 提高储层采收率, 同台高密度定向井组越来越多, 通过对东营油区同台高密度定向井的钻井液技术进行探讨及应用, 有效预防了井下故障与复杂, 提高了钻井速度。

关键词：高密度定向井,同台井组,钻井液工艺技术