论文部分内容阅读
摘 要：针对成3井钻井过程中钻井液技术难点，采取钻井液分段技术维护措施，以确保该井顺利完井，并形成结论与建议，以期为该地区钻井施工提供钻井液技术参考。
关键词：钻井工程；钻井液；分段技术维护
成3井是中国石化胜利油田分公司新疆勘探开发中心在准噶尔盆地中央坳陷东道海子北凹陷东北部成3井区岩性圈闭高部位部署的一口预探井。该井钻井液技术难点主要是预防上部地层坍塌、地层造浆、井眼缩径，二开西山窑组煤层段掉块和三开井段防剥蚀、碰撞掉块、坍塌和漏失。通过分段采取有效钻井液维护技术措施，该井钻井、电测、下套管、固井顺利，未发生井控和HSE安全事故。
1导管、一开井段
该井段（0～507.00m）地层胶结松散，可钻性好，成岩性差，易坍塌，钻井液必须有适当的粘度，有较高的动塑比，减小对井壁的冲刷，保证井下安全。开钻前应准备足量预水化膨润土浆（（0.2～0.3）%NaOH+（0.1～0.2）%Na2CO3+6%膨润土），仔细检查钻井液循环系统、加重系统、固控系统、钻井液储备系统，必须满足钻井施工需要。一开井段所钻遇地层胶结松散，可钻性好，钻井液主要以携带岩屑、稳定井壁，确保安全钻进为目的。钻进时采用稀胶液进行维护，胶液配方：（0.2～0.4）% NaOH+0.2-0.3%HV-CMC+（0.2～0.3）%Na2CO3。钻完表层进尺后，充分循环，并配置高粘切封井浆封闭井眼保证下套管顺利。
2二开井段
该井段（507.00～3775.00m）钻遇地层白垩系，侏罗系西山窑组，物性复杂。应选用聚合物封堵防塌钻井液体系，并重点落实好钻井液的维护处理措施：开钻前仔细检查现有的钻井设备，保证运转正常。为保证取芯钻进的顺利进行，使钻井液性能达到设计要求，在取芯前加足各种处理剂，对钻井液进行一次性调整[1]；要降低钻井液的滤失量，改善泥饼质量，提高钻井液的悬浮性，使钻井液的性能能满足取芯作业要求。开钻后，要补充新配的聚合物胶液维护钻井液性能。要根据实际情况调整钻井液密度，确保钻井液具有一定的正压差，防止因负压差导致井壁失稳。钻至设计井深后，要下钻通井一次，大排量循环洗井并用高粘切钻井液将井内清洗干净；起钻前，替入40m3润滑剂浓度（2～3）%左右的专配封井泥浆封井，确保电测顺利下至井底。在施工过程中，钻井液粘切的控制成为重中之重，为避免粘土过度分散形成恶性循环，使性能失控，钻进维护时要直接用处理剂胶液控制粘切，加大聚合物的用量。要加强固控设备的使用，适时开启离心机，把钻井液中劣质固相含量控制在最低范围，最大限度地清除钻井液中的无用固相，维持体系的性能稳定。此外还必须提高钻井液的润滑性，防止粘附卡钻；井底温度较高，要加足抗温处理剂，保持适当的滤失量和优质的造壁性能；要注意钻井液PH的变化，及时补充烧碱。
3三开井段
该井段（3775～4821m）钻完水泥塞后，要彻底清洗循环罐，根据三开的地层特点并结合现场实际情况，优选强抑制聚合物封堵防塌钻井液体系。要调整二开钻井液性能，达到三开设计性能要求后，方可三开钻进。要提高封堵类防塌剂在钻井液体系中的加量，增强钻井液封堵防塌能力，封堵类防塌剂软化点要与井底温度相近，以便充分发挥防塌剂的防塌作用。现场注意显示情况和压力监测情况，要及时调整钻井液密度，加重要均匀，每个循环周不能超过0.02g/cm3，防止压漏地层和压差卡钻事故。由于存在漏失的可能，一旦发生漏失，现场要采用随钻堵漏技术，加入浓度（1～3）%的堵漏剂避免地层漏失状况。钻进中一旦发生漏失根据漏失情况按堵漏预案进行施工。井底温度较高，根据井温情况及时补充磺化类材料、抗高温降滤失剂、高温稳定剂等抗高温处理剂。钻进过程中，要注意观察井口返浆情况，振动筛上的岩屑返出、岩屑的形状变化，做好井眼稳定性防护及监视工作，避免出现井眼垮塌的恶性事故，严格控制钻井液性能达到设计要求，提高钻井液的悬浮、携带岩屑能力，确保正常钻进。三开上部地层承压能力薄弱，易发生上漏下喷的复杂情况。钻井过程中，注意适当提高钻井液密度，防喷；现场要储备足够的加重材料和轻、重钻井液。同时加足封堵性材料，提高地层承压能力，防止高压差地层压层漏失。钻至完钻井深后，用稠钻井液将钻屑携带干净后，短起下保证井眼畅通，起钻前，替入润滑剂浓度3%左右、防塌剂浓度2%左右的专配封井泥浆封井，以确保电测、下套管施工顺利。
4西山窑、八道湾组煤层段
成3井在钻进到井段3661.00m～3663.00m时气测值出现异常升高，岩屑中出现黑色有光泽小煤块，现场判断钻遇侏罗系西山窑组煤层。为确保煤层段顺利钻穿，防止复杂情况出现，进入西山窑组后加大SMP-2、褐煤树脂、无水聚合醇、纳米乳液、白油润滑剂、超细碳酸钙、井壁稳定剂等处理剂的用量降低钻井液滤失量形成良好的泥饼，提高钻井液的润滑防塌能力和抑制性，加强钻井液的封堵能力，保证煤层段井壁稳定。同时，调整钻井液流型，并根据实际情况调整钻井液密度，使钻井液有一定的径向支撑能力，防止因压差的作用导致煤层段井壁失稳。要适当提高钻井液的黏度、切力，适当减小钻井液的排量减少钻井液对煤层段井壁的冲刷，避免在煤层段停钻循环，保证煤层段的井陉扩大率[2]。起下钻要控制好速度避免因起下钻速度过快引起的抽吸和压力激动，下钻时要分段循环避免在煤层段开泵。要加快钻井速度，缩短钻井液对地层的侵泡时间以快制胜是顺利钻穿煤层段的关键。电测、下套管前，下钻各通井一次，充分循环洗井2-3周并用高粘切钻井液将井内清洗干净；起钻前，替入40 m3润滑剂浓度（2～3）%左右的專配封井钻井液封住煤层及裸眼井段，确保电测及下套管顺利下至井底。实践证明，成3井西山窑组及八道湾组煤层段井径非常规则井陉扩大率控制在10%以内，钻进及起下钻顺利，电测一次成功下套管、固井非常顺利。
5结论与建议
在该地区钻井应注意上部地层防缩径、防卡，钻井液应保持低粘、低切适当的失水，工程坚持做好短起下工作、保证排量。钻进至西山窑组，要提前加足防塌剂和降失水剂，同时钻进到煤层段应适当提高钻井液粘切、合理的密度，适当减小排量钻进，严防煤层掉块。强抑制聚合物封堵防塌钻井液渗透性低，有良好的流变性，能在井壁表面形成薄而富有韧性的泥饼，从而更有利于保护油气层。要使用好振动筛、除砂器、离心机等固控设备，控制钻井液中的无用固相。进入油层前要将失水降至设计值以内，加足油层保护材料，减少钻井液对油层的损害。要备足加重材料，进入油层后密切监测钻井液密度变化，确保井下安全。完钻后要充分循环，配制封井浆封井起钻，以确保电测、下套管作业顺利。
参考文献：
[1] 杨贤有， 保护油气层钻井液现状与发展趋势，钻井液与完井液，2012（11）
[2] 王力 王富华，高温深井水基钻井液技术研究，中国石油大学学报，2013年（7）
作者简介：
王耀辉（1979—），男，黑龙江齐齐哈尔人，在读硕士研究生，研究方向：油气井专业。
关键词：钻井工程；钻井液；分段技术维护
成3井是中国石化胜利油田分公司新疆勘探开发中心在准噶尔盆地中央坳陷东道海子北凹陷东北部成3井区岩性圈闭高部位部署的一口预探井。该井钻井液技术难点主要是预防上部地层坍塌、地层造浆、井眼缩径，二开西山窑组煤层段掉块和三开井段防剥蚀、碰撞掉块、坍塌和漏失。通过分段采取有效钻井液维护技术措施，该井钻井、电测、下套管、固井顺利，未发生井控和HSE安全事故。
1导管、一开井段
该井段（0～507.00m）地层胶结松散，可钻性好，成岩性差，易坍塌，钻井液必须有适当的粘度，有较高的动塑比，减小对井壁的冲刷，保证井下安全。开钻前应准备足量预水化膨润土浆（（0.2～0.3）%NaOH+（0.1～0.2）%Na2CO3+6%膨润土），仔细检查钻井液循环系统、加重系统、固控系统、钻井液储备系统，必须满足钻井施工需要。一开井段所钻遇地层胶结松散，可钻性好，钻井液主要以携带岩屑、稳定井壁，确保安全钻进为目的。钻进时采用稀胶液进行维护，胶液配方：（0.2～0.4）% NaOH+0.2-0.3%HV-CMC+（0.2～0.3）%Na2CO3。钻完表层进尺后，充分循环，并配置高粘切封井浆封闭井眼保证下套管顺利。
2二开井段
该井段（507.00～3775.00m）钻遇地层白垩系，侏罗系西山窑组，物性复杂。应选用聚合物封堵防塌钻井液体系，并重点落实好钻井液的维护处理措施：开钻前仔细检查现有的钻井设备，保证运转正常。为保证取芯钻进的顺利进行，使钻井液性能达到设计要求，在取芯前加足各种处理剂，对钻井液进行一次性调整[1]；要降低钻井液的滤失量，改善泥饼质量，提高钻井液的悬浮性，使钻井液的性能能满足取芯作业要求。开钻后，要补充新配的聚合物胶液维护钻井液性能。要根据实际情况调整钻井液密度，确保钻井液具有一定的正压差，防止因负压差导致井壁失稳。钻至设计井深后，要下钻通井一次，大排量循环洗井并用高粘切钻井液将井内清洗干净；起钻前，替入40m3润滑剂浓度（2～3）%左右的专配封井泥浆封井，确保电测顺利下至井底。在施工过程中，钻井液粘切的控制成为重中之重，为避免粘土过度分散形成恶性循环，使性能失控，钻进维护时要直接用处理剂胶液控制粘切，加大聚合物的用量。要加强固控设备的使用，适时开启离心机，把钻井液中劣质固相含量控制在最低范围，最大限度地清除钻井液中的无用固相，维持体系的性能稳定。此外还必须提高钻井液的润滑性，防止粘附卡钻；井底温度较高，要加足抗温处理剂，保持适当的滤失量和优质的造壁性能；要注意钻井液PH的变化，及时补充烧碱。
3三开井段
该井段（3775～4821m）钻完水泥塞后，要彻底清洗循环罐，根据三开的地层特点并结合现场实际情况，优选强抑制聚合物封堵防塌钻井液体系。要调整二开钻井液性能，达到三开设计性能要求后，方可三开钻进。要提高封堵类防塌剂在钻井液体系中的加量，增强钻井液封堵防塌能力，封堵类防塌剂软化点要与井底温度相近，以便充分发挥防塌剂的防塌作用。现场注意显示情况和压力监测情况，要及时调整钻井液密度，加重要均匀，每个循环周不能超过0.02g/cm3，防止压漏地层和压差卡钻事故。由于存在漏失的可能，一旦发生漏失，现场要采用随钻堵漏技术，加入浓度（1～3）%的堵漏剂避免地层漏失状况。钻进中一旦发生漏失根据漏失情况按堵漏预案进行施工。井底温度较高，根据井温情况及时补充磺化类材料、抗高温降滤失剂、高温稳定剂等抗高温处理剂。钻进过程中，要注意观察井口返浆情况，振动筛上的岩屑返出、岩屑的形状变化，做好井眼稳定性防护及监视工作，避免出现井眼垮塌的恶性事故，严格控制钻井液性能达到设计要求，提高钻井液的悬浮、携带岩屑能力，确保正常钻进。三开上部地层承压能力薄弱，易发生上漏下喷的复杂情况。钻井过程中，注意适当提高钻井液密度，防喷；现场要储备足够的加重材料和轻、重钻井液。同时加足封堵性材料，提高地层承压能力，防止高压差地层压层漏失。钻至完钻井深后，用稠钻井液将钻屑携带干净后，短起下保证井眼畅通，起钻前，替入润滑剂浓度3%左右、防塌剂浓度2%左右的专配封井泥浆封井，以确保电测、下套管施工顺利。
4西山窑、八道湾组煤层段
成3井在钻进到井段3661.00m～3663.00m时气测值出现异常升高，岩屑中出现黑色有光泽小煤块，现场判断钻遇侏罗系西山窑组煤层。为确保煤层段顺利钻穿，防止复杂情况出现，进入西山窑组后加大SMP-2、褐煤树脂、无水聚合醇、纳米乳液、白油润滑剂、超细碳酸钙、井壁稳定剂等处理剂的用量降低钻井液滤失量形成良好的泥饼，提高钻井液的润滑防塌能力和抑制性，加强钻井液的封堵能力，保证煤层段井壁稳定。同时，调整钻井液流型，并根据实际情况调整钻井液密度，使钻井液有一定的径向支撑能力，防止因压差的作用导致煤层段井壁失稳。要适当提高钻井液的黏度、切力，适当减小钻井液的排量减少钻井液对煤层段井壁的冲刷，避免在煤层段停钻循环，保证煤层段的井陉扩大率[2]。起下钻要控制好速度避免因起下钻速度过快引起的抽吸和压力激动，下钻时要分段循环避免在煤层段开泵。要加快钻井速度，缩短钻井液对地层的侵泡时间以快制胜是顺利钻穿煤层段的关键。电测、下套管前，下钻各通井一次，充分循环洗井2-3周并用高粘切钻井液将井内清洗干净；起钻前，替入40 m3润滑剂浓度（2～3）%左右的專配封井钻井液封住煤层及裸眼井段，确保电测及下套管顺利下至井底。实践证明，成3井西山窑组及八道湾组煤层段井径非常规则井陉扩大率控制在10%以内，钻进及起下钻顺利，电测一次成功下套管、固井非常顺利。
5结论与建议
在该地区钻井应注意上部地层防缩径、防卡，钻井液应保持低粘、低切适当的失水，工程坚持做好短起下工作、保证排量。钻进至西山窑组，要提前加足防塌剂和降失水剂，同时钻进到煤层段应适当提高钻井液粘切、合理的密度，适当减小排量钻进，严防煤层掉块。强抑制聚合物封堵防塌钻井液渗透性低，有良好的流变性，能在井壁表面形成薄而富有韧性的泥饼，从而更有利于保护油气层。要使用好振动筛、除砂器、离心机等固控设备，控制钻井液中的无用固相。进入油层前要将失水降至设计值以内，加足油层保护材料，减少钻井液对油层的损害。要备足加重材料，进入油层后密切监测钻井液密度变化，确保井下安全。完钻后要充分循环，配制封井浆封井起钻，以确保电测、下套管作业顺利。
参考文献：
[1] 杨贤有， 保护油气层钻井液现状与发展趋势，钻井液与完井液，2012（11）
[2] 王力 王富华，高温深井水基钻井液技术研究，中国石油大学学报，2013年（7）
作者简介：
王耀辉（1979—），男，黑龙江齐齐哈尔人，在读硕士研究生，研究方向：油气井专业。