趙理奇

摘要：在特淺稠油水平井施工中，隨著井深和井斜角的增大，防塌劑，降濾失劑和潤滑劑的加量是保證低濾失量、摩阻系數(shù)、井壁穩(wěn)定、防止縮徑、垮塌、卡鉆等復(fù)雜情況的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：特淺稠油水平井 鉆井液 技術(shù)

1 地質(zhì)工程簡況

樓平8井構(gòu)造位置：南襄盆地泌陽凹陷井樓背斜，目的層：H3Ⅲ8-9小層。該井位于井樓油田一區(qū)。該區(qū)塊地表村莊、水塘較多。2002年開始應(yīng)用斜直井技術(shù)，使稠油產(chǎn)量由當(dāng)年的4392噸提升到2004年的9062噸，但仍有部分優(yōu)質(zhì)儲量受地表?xiàng)l件限制而無法動用。樓平8井設(shè)計(jì)井深564m，完鉆井深536米，造斜點(diǎn)26m，造斜后下入表層套管。最大井斜96.28°，垂深162m，水平位移407.9m，位垂比達(dá)2.51。一開使用膨潤土聚合物低固相鉆井液體系，二開采用聚合物混油防塌鉆井液體系，滿足了特淺稠油井鉆井施工需求。井身結(jié)構(gòu)如表1。設(shè)計(jì)與實(shí)鉆井身剖面數(shù)據(jù)如表2。

2 地層巖性及鉆井液技術(shù)難題

2.1 地層巖性0—125m為鳳凰鎮(zhèn)組，巖性為黃色流砂層及灰黃色軟泥巖；膠結(jié)差，巖性疏松，易坍塌、分散造漿、形成厚泥餅，造成鉆具阻卡。125—174m為核桃園組H3Ⅲ5—6小層，巖性為灰色、深灰色軟泥巖及褐色油浸礫狀砂巖；易吸水膨脹、縮徑、垮塌，造成起下鉆阻卡。174—536m為核桃園組H3Ⅲ8—9小層，巖性為深灰色泥巖及灰褐色油斑礫狀砂巖；儲層疏松、膠結(jié)性差、滲透性好，鉆進(jìn)過程中易大面積垮塌，形成大肚子。

2.2 技術(shù)難點(diǎn)垂深較淺，地層壓實(shí)作用差，分散造漿嚴(yán)重，井壁不穩(wěn)定性，性能難控制；斜井段及水平段地層膠結(jié)疏松，穩(wěn)定性差，易吸水膨脹，剝落掉塊，易縮徑、垮塌、阻卡等。井斜大、地層可鉆性好、鉆速快，鉆井液中鉆屑相對濃度大，清除困難，易形成巖屑床阻卡鉆具。大部分鉆具處在斜井段及水平段中，鉆具與井壁的接觸面積隨井斜角的增大而增大；油層井段的滲透性好，形成的泥餅較厚，使起下和轉(zhuǎn)動鉆具的阻力、扭矩增大，易造成粘附卡鉆。目的層為特淺層稠油油藏，壓力系數(shù)低，采用注汽開采技術(shù)，且該區(qū)塊存在淺層氣。

3 鉆井液體系及性能

在大量室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上，為了上部流砂層的坍塌、阻卡，一開使用膨潤土聚合物低固相鉆井液體系，4-6％膨潤土+0.2-0.3％Na2CO3+0.2CMCHV。二開鉆井液體系：4％膨潤土+0.3％Na₂CO₃+燒堿（適量）+0.2-0.3％PAC141+0.2-0.3％FA367+0.5-1.0％SHN-1+0.1-0.3％XY27+2.0-3.0％SFT+8-12％白油+0.2-0.3％SP-80+2.0～3.0％ZRH-2。將一開鉆井液進(jìn)行回收后預(yù)處理，轉(zhuǎn)換為聚合物混油防塌鉆井液體系，為防止井涌、井噴和穩(wěn)定井壁，將鉆井液密度加重至1.40g/cm³后二開鉆進(jìn)。隨著井斜角的增大，進(jìn)一步增加陽離子乳化瀝青SFT、潤滑劑ZRH-1和白油的加量，提高體系的潤滑、防塌能力，為防止井漏，在鉆井液中加入2％的隨鉆堵漏劑DF－1，并針對性地采取不同的鉆井液技術(shù)措施，保證了鉆井施工的安全順利。鉆井液性能見表3。

4 鉆井液維護(hù)處理

一開（0—75m）：用4-6％膨潤土，0.3％純堿，配制膨潤土漿25m³，預(yù)水化24h，配制FA367、PAC141（1：1）復(fù)合膠液20m³備用。鉆進(jìn)時，均勻地將膠液加入膨潤土漿中，控制鉆井液密度1.05～1.10g/cm³，粘度45～60s左右。完鉆后，采用大排量循環(huán)，徹底清洗井眼，保證井眼暢通。確保表層下套管、固井順利。

二開增斜段（76—220m）：回收一開鉆井液20m³作為基漿，加入純堿、PAC141、SHN-1（聚合物降濾失劑）對其進(jìn)行預(yù)處理，配制一罐FA367、PAC141復(fù)合膠液，攪拌使其充分水化溶解，將回收鉆井液與復(fù)合膠液進(jìn)行地面循環(huán)，加入1％SHN-1、2％SFT（乳化瀝青）、2％ZRH-2（潤滑劑）、8％白油、0.3％SP-80和2％DF-1，轉(zhuǎn)化為聚合物乳化混油防塌（防漏）鉆井液，并循環(huán)加重至密度1.40g/cm³。

二開后向鉆井液中加入適量Na₂CO₃，以防止水泥污染。鉆進(jìn)過程中，以膠液的形式補(bǔ)充FA367（或PAC141），確保聚合物加量達(dá)到2-3kg/m，盡量絮凝包被鉆屑，抑制地層分散造漿。使用好四級凈化設(shè)備，及時清除鉆屑，降低劣質(zhì)固相含量及含砂量，以降低摩阻。

二開水平段（220—536m）：水平段地層巖性疏松、膠結(jié)性差、滲透性好，易垮塌、漏失。同時鉆井液又是完井液，因此應(yīng)用屏蔽暫堵技術(shù)油氣層保護(hù)技術(shù)。及時測量鉆井液性能，密切觀察和預(yù)防井涌、井噴和井漏的發(fā)生。白油加量增至10-12％，ZRH-2增至3％，SFT含量保持在3％，增強(qiáng)鉆井液的潤滑、封堵、防塌能力，降低摩阻、減小阻卡。用大分子聚合物調(diào)整鉆井液的粘度和切力，使鉆井液具有良好的懸浮攜帶能力。實(shí)鉆中鉆井液濾失量為2ml，泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)為0.05。

工程措施上必須按規(guī)定進(jìn)尺或鉆進(jìn)時間進(jìn)行短起下鉆和活動鉆具，配合鉆井液攜帶鉆屑，破壞巖屑床，利用固控設(shè)備，清除鉆屑，保證井眼清潔。下套管前采用大排量洗井，保證井眼暢通無阻，起鉆前配25m³含3-5％塑料小球的防卡鉆井液封閉斜井段及水平段，確保下套管作業(yè)的順利。

5 應(yīng)用效果

聚合物混油防塌鉆井液體系性能穩(wěn)定，流變性好，濾失量低且泥餅薄韌光滑；該體系抑制能力強(qiáng)，井壁穩(wěn)定，防塌效果好；斜井段起下鉆摩阻只有1-2t；水平段起下鉆均暢通無阻；體系懸浮攜帶能力強(qiáng)，避免了巖屑垂沉而造成的井底沉砂及卡鉆事故；該體系潤滑防卡能力強(qiáng)，摩阻系數(shù)小，起下鉆及下套管順利

6 認(rèn)識與建議

目的層埋藏淺（僅160m），井眼曲率高（78°/100m），位垂比大（2.51），要求鉆井液具有強(qiáng)的防塌能力、優(yōu)良的潤滑性和懸浮攜帶能力。地層疏松、壓力低；采用注汽開發(fā)且存在高壓淺層氣，涌、噴、漏同時存在，鉆井液密度窗口窄，因此選擇合理的鉆井液密度尤為重要。在特淺稠油水平井施工中，隨著井深和井斜角的增大，防塌劑，降濾失劑和潤滑劑的加量是保證低濾失量、摩阻系數(shù)、井壁穩(wěn)定、防止縮徑、垮塌、卡鉆等復(fù)雜情況的關(guān)鍵。