焦页60-1HF井钻井液关键技术应用与探索

2022-09-10

焦页60-1HF井是涪陵页岩气田开发的一口页岩气三维水平井, 位于川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造, 完钻井深4723 m, 水平位移2375.35 m, 水平段长1423m, 一开井深773344mm, 二开井深22999955mm, 三开完钻井深44772233mm, 钻井周期7777..2299天, 平均机械钻速55..8833mm//hh。通过采用防漏堵漏技术、井壁稳定技术、井眼净化技术等钻井液关键技术, 有效解决了井眼漏失、井壁失稳、悬浮带砂等技术难题, 有效保障了安全钻井, 井身质量、固井质量合格。

1 地质概况

自上而下主要钻遇嘉陵江组、飞仙关组、长兴组、龙潭组、茅口组、栖霞组、梁山组、黄龙组、韩家店组、小河坝组、龙马溪组、五峰组等地层。上部地层以灰岩为主, 下部韩家店组、小河坝组泥岩较发育, 龙马溪组发育灰黑色有机质泥页岩, 是主要目的层。

2 钻井液技术难点

2.1 地表存在裂缝、溶洞, 上部地层存在水层及浅层气, 易井漏、出水、出气。

2.2 韩家店、小河坝、龙马溪组主要岩性为泥页岩, 易坍塌掉块, 井壁稳定是关键。

2.3 龙马溪组、五峰组页岩地层存在裂缝, 气藏活跃, 易漏、易涌, 井控风险大。

2.4 三维水平井, 水平段长、位移大、狗腿度大, 摩阻扭矩大, 悬浮带砂及清除岩屑床是关键。

3 钻井液关键技术应用

3.1 井壁稳定技术

3.1.1 韩家店组、小河坝组泥页岩地层采用KCl聚合物防塌钻井液。

配方:膨润土3%+纯碱0.1%+FT-388 1%+K-HPAN1%+KCl 3%+PAM0.2%+聚合醇3%+LV-CMC0.6%+超细碳酸钙2%。维护中保持KCl含量4%-5%;保持0.3%聚胺抑制剂、2%-3%沥青粉和1%-1.5%聚合醇PAL含量, 提高抑制性和封堵性。控制滤失量, FLAPI<4m L, FLHTHP<15m L;控制钻井液密度1.30-1.35g/cm3范围。

3.1.2 龙马溪组泥页岩采用油基钻井液体系。

配方:柴油+3%有机土+5%主乳化剂+2%辅乳化剂+5%油基降滤失剂+1.3%润湿剂+3%Ca O+4%超细钙+1.6%超细凝胶+2.3%油基封堵剂。维护中, 控制钻井液密度1.45-1.65 g/cm3;控制高温高压滤失量<3m L, 应用0.5%-1%超细凝胶封堵剂和3%-5%油基封堵剂来提高封堵性。保持适当粘切:FV 60-75s;YP 9-10Pa。

3.2 防漏堵漏技术

3.2.1 表层漏失处理技术。清水钻进。钻井过程中发生漏失, 采用清水强钻。

3.2.2 保证井壁稳定及压力平衡的前提下, 采用尽可能低的钻井液密度。保持适当粘切, 满足悬浮携岩条件下, 尽可能降低粘切。油基钻井液粘度60-70s, 动切力6-10pa为宜。

3.2.3 钻遇提示的漏失层前, 提前加入2%-3%随钻堵漏剂进行防漏堵漏。如发生较大漏失, 及时起钻, 配制复合堵漏浆进行堵漏。

3.2.4 水平段油基钻井液堵漏, 采用“复合堵漏剂+石棉绒”复配堵漏, 配方:高效复合堵漏剂TL-2 3%-4%, 复合堵漏剂FD-3 3%-4%, 石棉绒1%-2%。

3.3 水平段井眼净化技术

3.3.1合理的环空返速是净化井眼的关键, 推荐水平井段环空返速0.8-1.10m/s。选用合理流型与钻井液流变参数。尽可能提高钻井液的动塑比。钻进一段距离后需大排量循环并不停地转动钻具协助清砂。当水平段长达到800m以后, 每钻进150-300m短起下钻清沙一次。必要时利用稠塞悬浮和清除岩屑。

3.3.2保持一定低剪切速率下钻井液的粘度, 提高岩屑携带和悬浮能力。控制初、终切差值, 减少触变性过大带来的过高的抽吸和激动压力等各种不利影响。

3.3.3除滑动钻进和接立柱外, 不允许钻具在井内静止。起钻前大排量充分循环, 至少要循环井内2个循环周, 确保岩屑被携带出来。

3.4减扭降摩技术

水基钻井液润滑主要采取固液润滑剂复配形式, 摩阻系数控制在0.1以内。固体润滑剂使用LUB-S、FT, 加量为1%-2%;液体润滑剂使用改性油酸脂CGY、聚合醇PAL, 加量分别为2%-3%。油基钻井液保持油水比80%-90%:20%-10%, 保持乳化良好、性能稳定。

4 几点认识

4.1 油基钻井液的防漏堵漏技术的应用虽有效果, 但现场工艺还需要进一步探索, 以减少成本, 提高堵漏成功率。

4.2 大斜度井段和水平井段减扭降摩技术的应用可有效降低摩擦系数, 确保安全钻井。

4.3 无论是大斜度井段的泥页岩, 还是水平段的页岩, 井壁稳定是涉及到安全钻井的关键, 应用水基钻井液关键是强化和提高钻井液的抑制性和封堵性, 应用油基钻井液同样应搞好钻井液的封堵性和保持钻井液的稳定性。

摘要：焦页60-1HF井是涪陵页岩气田开发的一口页岩气三维水平井, 完钻井深4723 m, 水平位移2375.35 m, 水平段长1423m, 。在分析地层因素和钻井液技术难点基础上, 通过井壁稳定技术、防漏堵漏技术、水平段井眼净化技术和减扭降摩技术等钻井液关键技术的应用, 保障了全井的安全钻井, 现场工艺应用效果良好。

关键词：井壁稳定,井眼漏失,井眼净化,水平井,页岩气,焦石坝