楊淑君，鄭士權，吳 彬，王 薦，黃孝權，李煬輝

（1.江漢油田鉆井一公司泥漿站，湖北 潛江433121；2.大慶鉆探工程公司國際事業(yè)部，吉林 松原138000；3.湖北漢科新技術股份有限公司，湖北 荊州434000；4.中海油服油化事業(yè)部塘沽基地，天津300452）

1 建頁HF－1水平井概況

建頁HF－1水平井是中石化江漢油田分公司重點開發(fā)的一口頁巖氣水平探井，位于湖北省利川市建南鎮(zhèn)建南構造北高點，設計垂深600m、井深1800m、水平段長1003m。其主要目的層為侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段，該井水平段巖性為頁巖，層理發(fā)育、水敏性強，遇水后迅速水化、分散、垮塌。為此，作者采用Halliburton－Baroid的INVERMUL油基鉆井液以解決上述問題。建頁HF－1水平井的井身結構如圖1所示。

圖1 建頁HF－1水平井的井身結構Fig.1 Structure of Jianye HF－1horizontal wells

2 建頁HF－1水平井的技術難點

建頁HF－1水平井的主要技術難點在于：

（1）地層巖性。建頁HF－1水平井的水平段為侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段，深灰色、灰黑色頁巖、泥巖，夾深砂質粉砂巖。頁巖層理發(fā)育，極易水化、分散，造成井壁失穩(wěn)，水基鉆井液不能保證井壁穩(wěn)定。

（2）粘土礦物。根據(jù)鄰井資料顯示，建南地區(qū)侏羅系下統(tǒng)自流井組東岳廟段目的層底部泥頁巖粘土礦物含量占22.49%，其中伊利石平均占28.92%、高嶺石平均占19.08%、綠泥石平均占14.67%、伊／蒙間層平均占37.33%，且層理發(fā)育，井壁易剝落掉塊，因此水平段鉆井液需具有良好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力。

（3）水平段長。該井設計水平段長達1003m，易形成巖屑床，且鉆進過程中易出現(xiàn)粘卡等井下復雜情況，因此需要鉆井液體系具有很好的潤滑能力。

為防止頁巖水化膨脹、垮塌，并提高鉆井液的潤滑性[1－3］，三開水平段采用 Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液。INVERMUL油基鉆井液具有很好的抑制頁巖水化、分散和垮塌能力，且具有優(yōu)異的潤滑性能，可滿足頁巖地層長水平段的鉆進要求[4－7］。

3 現(xiàn)場應用

3.1 鉆井液配制

在配制油基鉆井液之前，建頁HF－1水平井的現(xiàn)場6個罐和流程管線、沉砂罐、泥漿槽等均先用水清洗干凈，然后用柴油進行試漏、洗罐和清洗管線。

INVERMUL油基鉆井液按表1 配方設計，其性能滿足油基鉆井液設計性能要求（表2 ）。

表1 INVERMUL油基鉆井液設計配方Tab.1 Composition of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.2 鉆井液維護

（1）鉆水泥塞前，用未加重的油基泥漿基液頂替井內的水基泥漿，監(jiān)測井口泥漿返出情況，測電穩(wěn)定性，低于150V的混漿全部排掉。頂替完成后，關掉錐形罐。剪切基液6h，待充分乳化穩(wěn)定后，將基液加重至1.40g·cm－3。

（2）用油基泥漿直接鉆水泥塞至372m，無需任何處理，水泥對油基泥漿沒有任何污染。

表2 INVERMUL油基鉆井液設計性能參數(shù)Tab.2 Designed performance parameters of oil－based drilling fluid INVERMUL

（3）針對泥漿性能變化，適當?shù)赜肈riltreat、INVERMUL以及生石灰增強泥漿的電穩(wěn)定性、對巖屑的潤濕反轉能力，以使泥漿具有很好的穩(wěn)定性。

（4）在鉆進過程中，及時配新漿稀釋泥漿，并添加柴油以降低泥漿的粘切和密度，補充INVERMUL、EZ－MUL、生石灰來保證泥漿獲得良好的皂化效果。正常鉆進時，加柴油的速度為300L·h－1，補充EZMUL的速度為1桶／12h。每天需要補充一定量的生石灰，使過量生石灰含量保持在3g·cm－3以上。

（5）及時補充 BARSA、BARACARB 5等封堵材料，以保證泥餅質量和調整各級粒子匹配。

表3 INVERMUL油基鉆井液的現(xiàn)場性能Tab.3 Application performance of oil－based drilling fluid INVERMUL

3.3 鉆井液應用效果

建頁HF－1水平井INVERMUL油基鉆井液的現(xiàn)場性能見表3 。

由表3 及現(xiàn)場應用情況可知，INVERMUL油基鉆井液性能穩(wěn)定，流變性好，沒有形成巖屑床；封堵防塌能力強，濾失量低，電測一次成功，下套管順利到底，能很好地滿足建頁HF－1頁巖氣水平井的作業(yè)要求。

3.4 討論

使用柴油為基液的油基鉆井液對橡膠件會有腐蝕，而且非常快；對振動篩的篩布間壓條、排水閥的密封膠圈以及循環(huán)系統(tǒng)中使用橡膠的零部件會有破壞；同時毒性較大，不利于環(huán)境保護。建議今后采用低毒的礦物油作為基液。

4 結論

（1）Halliburton－Baroid的以柴油為基液的INVERMUL油基鉆井液性能穩(wěn)定、破乳電壓高，具有良好的攜巖能力、潤滑性能、固相容量限。

（2）INVERMUL油基鉆井液對頁巖的水化、分散有很好的抑制作用，全井段鉆進順利，未出現(xiàn)井壁垮塌等復雜事故，很好地滿足了建頁HF－1頁巖氣水平井的作業(yè)要求。

[1]閏存章，黃玉珍，葛春梅，等.頁巖氣是潛力巨大的非常規(guī)天然氣資源[J］.天然氣工業(yè)，2009，29（5）：1－6.

[2]李世臻，喬德武，馮志剛，等.世界頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及對中國的啟示[J］.地質通報，2010，29（6）：918－924.

[3]Jarvie D M，Hill R J，Ruble T E，et al.Unconventional shale－gas systems：The Mississippian Barnett Shale of north－central Texas as one model for thermogenic shale－gas assessment[J］.AAPG Bulletin，2007，91（4）：475－499.

[4]Taheri A，Sajjadian V A.WAG Performance in a low porosity and low permeability reservoir，Sirri－A Field，Iran，SPE 100212，2006.

[5]王越之，羅春芝，施建國，等.合成基鉆井液儲層保護技術研究[J］.石油鉆探技術，2003，31（1）：31－32.

[6]張煒，劉振東，劉寶鋒，等.油基鉆井液的推廣及循環(huán)利用[J］.石油鉆探技術，2008，36（6）：34－38.

[7]王中華.國內外油基鉆井液研究與應用進展[J］.斷塊油氣田，2011，18（4）：533－537.