TP２８３X井井壁稳定钻井液技术应用

TP２８３X井井壁稳定钻井液技术应用

李维东

（中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司，河南  濮阳457001）

摘要：TP283X井是部署于阿克库勒凸起西南斜坡的一口三开制斜井，完钻井深6947m。φ241.3mm井眼长达5799m裸眼井段存在煤线、碳质泥岩、灰棕色活性泥岩、玄武岩等易造成井壁坍塌地层和英安岩、玄武岩、奥陶系裂缝等易造成井眼漏失地层。通过分析井壁稳定因素，提出解决技术思路，采取相应的技术措施，解决井壁坍塌和井眼漏失问题，为安全优质高效钻井提供保障。

关键词：井壁坍塌  井眼漏失  强抑制  强封堵  聚碘强抑制防塌钻井液   TP283X井

作者简介：李维东，2013年毕业于中原工学院工商管理专业，现任中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司70805钻井队钻井液工程师。

TP283X井是部署于塔河油田奥陶系油藏托甫台区的开发井，位于沙雅县境内阿克库勒凸起西南斜坡的一口三开制斜井，钻探目的为建成合格的开发井、提高井区储量动用程度，构建注采井网，完钻井深6947m。二开φ241.3mm井眼长达5799m裸眼井段存在煤线、碳质泥岩、灰棕色活性泥岩、玄武岩等易造成井壁坍塌地层和英安岩、玄武岩、奥陶系裂缝等易造成井眼漏失地层，井壁不稳定给安全优质高效钻井带来技术难题。通过分析井壁稳定因素，提出解决技术思路，应用聚磺强抑制防塌钻井液体系，采取强抑制、强封堵、低滤失、高润滑等钻井液技术措施，解决井壁坍塌和井眼漏失问题，为安全优质高效钻井提供了保障。

1. 工程概况

TP283X井，完钻井深6965m，井身结构：φ660.4mm*60m+φ346.1mm*800m+φ241.3mm*6599m+φ149.2mm*6947.m。其中，二开大尺寸φ241.3mm井眼裸眼长达5799，穿越新生界、中生界和古生界所有地层。复杂层位主要在侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系和奥陶系，复杂类型主要为井壁坍塌和井眼漏，。完钻层位为奥陶系中-下统鹰山组（O1-2y），钻遇奥陶系储集体，发生井眼漏失，完井方式：裸眼完井。

2. 井壁不稳定地层特性

2.1 井壁坍塌。

（1）侏罗系4168m井深，存在煤线，易坍塌。

（2）三叠系4600m±井深，哈拉哈塘组地层存在的碳质泥岩标志层柯吐尔组泥岩，活性成分大，易水化剥落坍塌。

（3）二叠系4974m±井深，长大197m厚度的英安岩和玄武岩，带来井壁坍塌。

（4）石炭系5400m±井深，存在卡拉沙依组上泥岩段和巴楚组下泥岩段，硬脆性泥岩，易水化剥落坍塌。

2.2井眼漏失。

（1）二叠系英安岩和玄武岩。厚度197m。钻井过程中极易发生井壁坍塌和井眼漏失。需要采取防塌与防漏共治理的方案。

（2）奥陶系裂缝。6500m±井深，大段灰岩，地层岩性为灰岩夹薄层泥灰岩。孔隙压力（当量密度）为1.09～1.10g/cm3，钻井液密度敏感，易发生裂缝性井漏。

3.解决井壁不稳定的技术思路

针对侏罗系（含煤线）、三叠系、石炭系硬脆性泥岩发育易坍塌和二叠系玄武岩、奥陶系裂缝易漏失等复杂情况的特点，提出“控滤失、强抑制、强封堵”的整体井壁稳定技术思路。

3.1 井壁坍塌技术思路

（1）优化钻井液体系。确定应用“聚磺强抑制防塌钻井液体系。

a.强抑制。KCL，支化聚醚胺，中分子聚合物等。

b.强封堵。沥青类（磺化沥青，乳化沥青，粉剂沥青，高软化点沥青），超细碳酸钙，微裂缝随钻封堵剂MFP-Ⅰ、矿物纤维HPS、云母片、石墨封堵剂等

（2）优化钻井液性能。

a.MBT控制。应在35-45g/l范围内，保证优质土含量应足以增强携砂和满足封堵防塌能力。

b.滤失控制。API滤失控制在4ml以内,HTHP滤失控制≤12ml以内（130℃）。

c.密度控制。1.28g/cm3进三叠，出二叠系后保持1.28-1.3g/ cm3

3.2井眼漏失技术思路

（1）二叠系英安岩和玄武岩。提出“塌漏共治”和“先期封堵，随钻堵漏”的原则，其技术思路：控制钻井液密度，减少井漏几率；应用封堵技术，提高滤饼质量；优化粘度、滤失等钻井液性能，减少塌与漏程度；强化短程起下钻等工程措施，保持井眼通畅，减少憋漏。

（2）奥陶系裂缝。其防漏堵漏技术思路：依据进入奥陶系地层的程度、钻遇裂缝情况、发生漏失的特性（漏速、漏失量等）来确定具体的处理方案。可采取桥堵法、化学法等堵漏措施。

4.现场应用

本井Ф241.3mmPDC钻头二开钻进，自800m至6606m，井段长达5806m，下入Ф177.8mm套管6604m。三开φ149.2mm*6947m，钻遇奥陶系储集体裂缝地层，发生井眼漏失，裸眼完钻。

4.1钻井液体系：聚磺强抑制防塌钻井液体系。主要组成：树脂、沥青、中分子聚合物、KCL、超细碳酸钙、微裂缝、液体/固体润滑剂、石墨类等。

4.2钻井液配制与维护。

（1）钻井液配制由原浆进行转化。舒善河地层底部4081m进行钻井液体系转型；转型前拉通上部地层井眼至吉迪克组地层；做好转型实验，按井浆单样1-1.5%进行转磺，2个循环周一次性转型，水化时间不低于24h；基本配方：50m

3井场水+3-5%优质土浆+0.3-0.5%烧碱+4-5吨树脂+4-5吨SPNH+4-5吨沥青粉+1吨PAC-LV（井筒+地面约350m3）+2-3%超细（800M+1250超细）。

（2）日常胶液维护基本配方：0.2-0.3%烧碱+1.5-2%树脂+1.5-2%SPNH+1.5-2%沥青粉+0.5-1%微裂缝+0.3-0.5%PAC+0.2-0.3%中分子聚合物+3-5%KCL。

钻井液参数：ρ； 1.24-1.30 g/cm3；FV：40-60s；FL<5ml；HTHPB<12ml；PV：15-30mPa.s；YP：5-12Pa；pH:9-10；Cl-浓度：35800mg/L；K+浓度：15200 mg/L。

（3）固相控制工艺。采用300+240+200M振动筛布复配使用，一体机300+240M筛布，保证除泥器处理效果，离心机小排量运行。密度不降的情况下坚持24小时运行，最大限度清除有害固相。

（4）定向造斜段（6630-6965.23m）控制润滑性，含油量> 2%、不间断补充固体类润滑剂，防止脱压、粘卡。

（5）中完下套管前斜井段封闭浆：井浆+1%树脂+1%树脂褐煤+2%液体润滑剂+2%固体润滑剂。

4.3井壁坍塌预防与处理工艺。

（1）控制密度。密度1.28g/cm3进三叠系。出二叠系后保持1.28-1.3g/cm3至中完。

（2）控制MBT。三叠系控制35-40 g/l,石炭系控制35-42g/l。粘切、MBT不涨情况下，观察泥饼优质土有效含量，及时调整补充优质土浆，保证封堵防塌能力。

  （3）强化抑制性。加入KCL，保持钾离子含量在12000-15000mg/l范围。配合0.3-0.5%支化聚醚胺协同防塌。

（4）强化封堵性。保持超细碳酸钙、石灰石、微裂缝、沥青、石墨类等封堵材料的有效含量。超细碳酸钙保持3%的有效含量。根据地层温度梯度及井温，选择与之相匹配的沥青，井深<5500m时用100℃乳化沥青，井深>5500m用高软化点乳化沥青。保持钻井液中2-3%乳化沥青，2%粉剂沥青量，整体含量不低于3%。

（5）每次长起前对二叠系进行专封，基本配方：井浆+2-3%优质土浆+2-3%超细钙+1-2%微裂缝。

4.4井眼漏失预防与处理工艺

（1）二叠系玄武岩防漏措施。进入二叠系前，全井段随钻封堵： 3%-4%超细碳酸钙（1250M：2500M=4:1）+2%-4%微裂缝随钻封堵剂 MFP-Ⅰ。进入二叠系，一次性补足随钻封堵材料（2%SQD-98中粗、细矿物纤维+2%微裂缝随钻封堵剂MFP-Ⅰ/矿物纤维HPS+0.5%云母（0.1-0.5mm）+1%刚性堵漏剂（0.1~0.3mm）+0.5%超细碳酸钙（600~800目）。

（2）二叠系玄武岩堵漏措施

a.段塞堵漏。配制40m325%~35%段塞浆,配方：5%~10%SQD-98（中粗）+5%~10%SQD-98（细）+5%~8%微裂缝随钻封堵剂FP-Ⅰ+2%~6%纤维（0.5~1mm：1~3mm=1:1）+3%~6%云母（0.5~1mm）。若漏速持续大于 2 m3/h，泵入10~15m3段塞浆,关井憋挤。若漏速持续大于 5m3/h 或失返，泵入15m3 35%段塞浆，起钻至二叠系顶部，静止堵漏 8h。

b.高浓度桥塞堵漏或ZYSD堵漏。高浓度桥塞堵漏：5%核桃壳（中粗）+4%核桃壳（细）+6%SQD-98（中粗）+6%SQD-98（细）+0.5%棉籽壳+4%刚性堵漏剂（60～80目）+5%云母（中粗）+7%云母（细）+2% 石灰石。ZYSD 堵漏浆配方：淡水+50%ZYSD+0~10%架桥材料

（3）奥陶系裂缝漏失。

本井钻遇储集体，发生漏失，发生放空，累计漏失钻井液655.72m3。漏失钻进至完钻井深6947m，安装采油树恢复四通两翼完，异常解除。

5.几点认识

（1）塔河油田奥陶系油藏托甫台区开发井普遍存在井壁不稳定，主要地发生于煤线、碳质泥岩、灰棕色活性泥岩、玄武岩等易造成井壁坍塌地层和英安岩、玄武岩、奥陶系裂缝等易造成井眼漏失地层，TP283X井有针对性的采取钻井液处理措施，有效解决了井壁不稳定。

（2）强抑制和强封堵是目前解决泥岩水化膨胀剥落坍塌的重要技术措施。KCL和胺类是主要的抑制剂。沥青类、超细和矿物纤维HPS、云母片、石墨等构成了强封堵系列，复合应用效果良好。

（3）井眼漏失重在预防，提前加入随钻封堵剂是有效的技术方法。堵漏方式方法应依据漏失特性来确定，不能统一模式。