金軍斌， 何青水， 唐文泉，鄭晨宇

(1.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；2.西南石油大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，四川成都 610500)

Y油田超厚瀝青層安全鉆進(jìn)分強(qiáng)度控制技術(shù)

金軍斌1， 何青水1， 唐文泉1，鄭晨宇2

(1.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；2.西南石油大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，四川成都 610500)

為解決Y油田超厚瀝青層安全鉆井技術(shù)難題，開展了瀝青層分強(qiáng)度控制技術(shù)研究。通過高溫高壓砂床濾失試驗、瀝青乳化試驗、堵漏試驗和瀝青硬化試驗，優(yōu)選了隨鉆堵漏漿配方、乳化劑最佳加量、化學(xué)堵漏漿配方、硬化劑。室內(nèi)試驗結(jié)果表明，隨鉆堵漏技術(shù)可以有效防止瀝青侵入井筒；乳化劑RHJ-3加量達(dá)到瀝青的20%時，能有效降低鉆井液的黏度和切力，保持其性能穩(wěn)定；優(yōu)選的化學(xué)固結(jié)堵漏漿對滲透性地層具有良好的封堵效果；硬化劑YHJ-5可以將瀝青的軟化點提高75 ℃。隨鉆堵漏技術(shù)使F18井瀝青層全烴值由87.98%降至23.40%，有效阻止了瀝青侵入；乳化降黏技術(shù)使F02井瀝青層鉆井液漏斗黏度保持在62 s；化學(xué)堵漏技術(shù)使F19井地層承壓能力提高0.2 g/cm3；瀝青硬化技術(shù)在F17井應(yīng)用后鉆井液污染量降低19.5%；S03井采用“專封專打”井身結(jié)構(gòu)和應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)安全鉆穿了厚158.00 m的瀝青層。超厚瀝青層分強(qiáng)度處理技術(shù)能有效解決Y油田瀝青層安全鉆進(jìn)的技術(shù)難題。

瀝青 堵漏 控壓鉆井 井身結(jié)構(gòu) 硬化劑 Y油田

Y油田為年產(chǎn)1 000×104t的未開發(fā)大型整裝油田，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，鉆井過程中存在惡性漏失、壓差卡鉆、高含硫化氫和瀝青污染等鉆井技術(shù)難題，其中以超厚瀝青層安全鉆進(jìn)問題尤為突出，成為制約該油田開發(fā)進(jìn)程的主要技術(shù)瓶頸[1]。該油田區(qū)域地質(zhì)資料顯示，白堊系下統(tǒng)的Kazhdumi地層存在平均厚度達(dá)170.00 m的深色瀝青質(zhì)頁巖。該油田開發(fā)前期，有多口井鉆井過程中出現(xiàn)極為嚴(yán)重的瀝青侵入問題，其中F13井、APP2井(評價井)和F21井等3口井在處理瀝青侵入問題過程中均出現(xiàn)了涌漏并存的情況，極大地增加了瀝青侵入的處理難度，最終導(dǎo)致工程棄井或調(diào)整井型。針對超厚瀝青層鉆井技術(shù)難點，目前國內(nèi)外還沒有有效的技術(shù)對策。筆者在分析超厚瀝青層鉆井技術(shù)難點的基礎(chǔ)上，針對不同的瀝青污染程度制定了具有針對性的安全鉆井方案，取得了良好的應(yīng)用效果。

1 超厚瀝青層地質(zhì)和工程概況

Y油田為碳酸鹽巖孔隙性油藏，自上而下鉆遇第三系和白堊系地層，主要儲層為白堊系的Sarvak地層和Fahliyan地層。白堊系下統(tǒng)的Kazhdumi地層為一套高含瀝青地層，以瀝青頁巖、灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r為主，平均厚度約170.00 m，埋藏深度3 400.00～3 600.00 m，地層溫度110 ℃。分析未鉆遇瀝青層的油井鉆井資料可知，Kazhdumi地層的壓力系數(shù)為1.28～1.30，使用密度1.35～1.40 kg/L的鉆井液即可安全鉆穿Kazhdumi地層，但鉆遇活躍瀝青層的油井(如F13井等3口井)，溢流關(guān)井地層壓力當(dāng)量密度為1.58～1.65 kg/L。Kazhdumi地層的瀝青具有密度和平均相對分子質(zhì)量大、流動性極差、硫和金屬含量高的特點。

該油田勘探初期，鉆遇Kazhdumi地層的油井一般采用四開井身結(jié)構(gòu)：一開，φ444.5 mm鉆頭×300.00 m，φ339.7 mm套管×299.00 m；二開，φ311.1 mm鉆頭×2 220.00 m，φ244.5 mm套管×2 218.00 m；三開，φ212.7 mm鉆頭×3 802.00 m，φ177.8 mm套管×3 800.00 m；四開，φ149.2 mm鉆頭×4 286.00 m，φ114.3 mm套管×4 285.00 m。鉆遇瀝青層的油井均在φ212.7 mm井眼鉆遇Kazhdumi瀝青層。

2 瀝青層鉆井特點和難點分析

1) 井間溢漏特點差異大。瀝青層的分布和發(fā)育程度沒有明顯的規(guī)律，井間鉆遇瀝青層的情況差異很大、溢漏速度差別也很大，只能在揭開瀝青層后有針對性地選擇處理措施。

2) 瀝青層鉆進(jìn)存在嚴(yán)重的漏涌同存現(xiàn)象。鉆進(jìn)過程中，Kazhdumi瀝青層經(jīng)常先有瀝青侵入井筒，調(diào)整鉆井液密度后發(fā)生失返性漏失，進(jìn)而出現(xiàn)溢流或井涌，給鉆井帶來極大風(fēng)險。

3) 瀝青污染對鉆井液性能影響大。少量瀝青侵入會使鉆井液的內(nèi)摩擦力和黏滯力增大，其黏度和切力劇增；大量瀝青侵入會導(dǎo)致鉆井液流動困難，難以順利通過高架槽和振動篩，無法建立正常循環(huán)，造成鉆井液巨大浪費(fèi)[2-4]。

4) 繼續(xù)鉆進(jìn)和后續(xù)作業(yè)困難。大量瀝青侵入井筒給鉆井帶來一系列復(fù)雜情況，如常規(guī)堵漏成功率低、下套管和固井施工難以進(jìn)行、棄井作業(yè)困難等，嚴(yán)重影響了油田開發(fā)進(jìn)程。

3 瀝青層分強(qiáng)度控制技術(shù)

根據(jù)瀝青層鉆井技術(shù)難點并借鑒現(xiàn)場施工經(jīng)驗，在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，針對瀝青層不同溢漏程度制定了輕度(瀝青溢漏速度vyl≤5 m3/h)、中度(5 m3/h

3.1 輕度瀝青侵入處理技術(shù)

輕度瀝青侵入時主要表現(xiàn)為鉆井液的黏度、切力和固相含量增大，黏糊振動篩、跑漿、下尾管遇阻、固井循環(huán)阻力大等，但不影響正常鉆進(jìn)?？刹扇毫ζ胶夂碗S鉆堵漏技術(shù)及瀝青乳化技術(shù)可維持正常鉆進(jìn)。

3.1.1 壓力平衡和隨鉆堵漏技術(shù)

調(diào)整鉆井液密度減少瀝青侵入量 如發(fā)現(xiàn)瀝青侵入井筒，應(yīng)及時關(guān)井求壓求取地層壓力，確定合適的鉆井液密度來平衡瀝青層的地層壓力，減少瀝青侵入量。

采用隨鉆封堵技術(shù)提高地層承壓能力 取200 g、粒徑20～35目烘干后的砂子放在高溫高壓濾失儀中，使用KCl聚合物鉆井液(3.0%膨潤土+0.3%Na2CO3+0.3%聚丙烯酰胺+2.0%抗鹽降濾失劑+1.0%纖維素類降濾失劑+5.0%KCl+3.0%磺化酚醛樹脂+3.0%磺化瀝青粉+2.0%聚合醇)，在150 ℃、3.5和7.0 MPa條件下，對隨鉆堵漏材料 SDL-2 的承壓能力進(jìn)行評價。結(jié)果為：未加 SDL-2 前，KCl聚合物鉆井液對砂床具有一定的封堵效果，8 s后在砂床上部形成泥餅，但承壓能力較差；隨著 SDL-2 加量增大，封堵和承壓能力逐漸提高，當(dāng)其加量達(dá)到3%時，鉆井液瞬間封堵住砂床，不再出現(xiàn)濾失。因此，由 SDL-2 配成的隨鉆封堵鉆井液具有較好的防漏、承壓效果，對滲透性地層具有良好的封堵效果，有助于防止鉆進(jìn)瀝青層時發(fā)生漏失和提高地層的承壓能力。

3.1.2 瀝青乳化處理技術(shù)

瀝青乳化處理技術(shù)是通過向鉆井液加入乳化劑，使侵入鉆井液的瀝青分散、混溶，形成一個穩(wěn)定的低黏度體系，保持井壁清潔和鉆井液性能穩(wěn)定。在加有20%瀝青的KCl聚合物鉆井液中，加入不同量的乳化劑RHJ-3充分?jǐn)嚢韬?，觀察乳化劑對瀝青的乳化效果,結(jié)果見表1。由表1可以看出，隨著乳化劑加量增大，乳化效果變好，當(dāng)乳化劑加量達(dá)到瀝青量的20%時，乳化效果最好，但乳化劑加量再增大時，鉆井液中會出現(xiàn)較多的氣泡。

3.2 中度瀝青侵入處理技術(shù)

中度瀝青侵入時主要表現(xiàn)為鉆井液的黏度、切力、固相含量在幾小時內(nèi)急劇增大，黏糊振動篩、跑漿嚴(yán)重，2 d內(nèi)鉆井液性能惡化，無法正常鉆進(jìn)，可采用化學(xué)堵漏技術(shù)和瀝青硬化技術(shù)進(jìn)行處理。

3.2.1 化學(xué)堵漏技術(shù)

化學(xué)堵漏是將由化學(xué)交聯(lián)劑、流性調(diào)控劑、化學(xué)固結(jié)劑和吸水膨脹劑等組成的化學(xué)堵漏漿泵入井內(nèi)，在一定溫度下、一段時間內(nèi)堵漏漿通過化學(xué)反應(yīng)達(dá)到一定強(qiáng)度，實現(xiàn)封堵地層漏失通道的目的。通過室內(nèi)試驗對堵漏漿各組分的最佳加量進(jìn)行優(yōu)選。

流性調(diào)控劑 取配制好的堵漏基漿加入不同量的流性調(diào)控劑，高速攪拌均勻后，在室溫條件下測試其流變性能，結(jié)果見表2。

由表2可以看出，隨著流性調(diào)控劑加量增大，動切力、初切力和終切力增大，塑性黏度升高，當(dāng)流性調(diào)控劑加量超過10%后，黏度和切力增加很快，流變性和泵送性變差。因此，流性調(diào)控劑加量確定為6%～10%。

表2 流性調(diào)控劑加量對堵漏漿性能的影響

Table 2 Influence on plugging slurry by dosage of flow pattern conditioner

注：堵漏基漿為4%膨潤土漿。

化學(xué)固結(jié)劑 在基漿(10%膨潤土+15% 40～60目砂子)中加入不同量的化學(xué)固結(jié)劑，放入80 ℃烘箱中養(yǎng)護(hù)24 h，測試所形成固結(jié)物的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見表3。

表3 化學(xué)固結(jié)劑加量與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

Table 3 Relationship between dosage of chemical consolidation agent and compressive strength

由表3可以看出，隨化學(xué)固結(jié)劑加量增大，堵漏漿黏度逐漸升高，當(dāng)其加量小于15%時，具有較好的流動性，各項性能都能滿足現(xiàn)場配制和安全施工要求。

吸水膨脹劑 把不同量的吸水膨脹劑加入到清水中進(jìn)行吸水膨脹試驗，結(jié)果見表4。

由表4可以看出，當(dāng)吸水膨脹劑的加量為3%～5%時，吸水膨脹率為8%～12%,表觀黏度為90～130 mPa·s,固結(jié)時間為3～4 h，既能滿足流變性要求，又能滿足滯留要求，達(dá)到施工要求。

最佳配方和主要性能 通過室內(nèi)試驗確定化學(xué)堵漏漿的基本配方為水+6%～10%流性調(diào)控劑+10%～15%化學(xué)交聯(lián)劑+10%～15%化學(xué)固結(jié)劑+3%～5%吸水膨脹劑。其主要性能為：密度在1.06～1.85 kg/L范圍內(nèi)可調(diào)；在常溫下攪拌2 h，其黏度升高率低于20%；靜置30 min，其黏度迅速升高達(dá)5倍以上；靜置2 h后呈固狀物；對于10目砂床、2 cm裂縫和5 cm孔洞該堵漏漿的封堵率均高達(dá)95%以上，對于滲透性、裂縫性、孔洞性漏失均具有良好的封堵效果。

3.2.2 瀝青硬化技術(shù)

瀝青硬化技術(shù)是通過加入硬化劑，使瀝青組分發(fā)生深度締合和交聯(lián)，相對分子質(zhì)量增大，軟化點升高[5-7]，在一定溫度壓力下失去流動性和粘結(jié)性，實現(xiàn)瀝青層封堵以及瀝青侵入井筒后的固化分離。

瀝青硬化劑優(yōu)選 通過調(diào)研分析，選用硬化劑 YHJ-5、YHJ-6和YHJ-8進(jìn)行瀝青質(zhì)稠油硬化試驗，通過固化前后稠油軟化點的變化評價硬化效果，結(jié)果見表5。

注：硬化劑與稠油配比為體積比或體積質(zhì)量比，液體的體積單位為mL，固體的質(zhì)量單位為g。

由表5可以看出，硬化劑 YHJ-5 能將瀝青的軟化點升高43 ℃，固化效果最佳。

鉆井液中瀝青硬化試驗 針對Y油田瀝青(軟化點為52 ℃)，在有鉆井液和無鉆井液的條件下，對加入 YHJ-5 后的硬化效果進(jìn)行了試驗，結(jié)果見表6。

表6 鉆井液中稠油硬化試驗結(jié)果

Table 6 Result of heavy oil hardening test in drilling fluid

由表6可看出：YHJ-5 無論是在有鉆井液情況下，還是在無鉆井液情況下，對瀝青質(zhì)稠油均有較好的硬化效果，但是在有鉆井液情況下的硬化效果有所下降；YHJ-5 對鉆井液也有一定的降黏作用。

3.3 重度瀝青侵入處理技術(shù)

重度瀝青侵入時主要表現(xiàn)為無法繼續(xù)鉆進(jìn)、井口溢流，部分井伴隨出現(xiàn)失返性漏失，高濃度硫化氫逸出、卡鉆等現(xiàn)象。可采取“專封專打”井身結(jié)構(gòu)和控壓鉆井技術(shù)進(jìn)行處理。

“專封專打”井身結(jié)構(gòu) 瀝青層“專封專打”井身結(jié)構(gòu)是將φ244.5 mm技術(shù)套管下深加深至3 400.00 m左右，封固Kazhdumi瀝青層以淺地層，一開次揭開瀝青層，“專封專打”井身結(jié)構(gòu)見表7。

瀝青層控壓鉆井技術(shù) 瀝青層控壓鉆井技術(shù)主要包括以旋轉(zhuǎn)防噴器(SLXFD35/35)為主體的控壓設(shè)備應(yīng)用，控壓條件下的鉆井、循環(huán)、接立柱、起下鉆和下套管等技術(shù)措施。鉆進(jìn)時通過節(jié)流閥施加一定回壓，減少瀝青侵入量和鉆井液污染；停鉆接單根時，通過增壓設(shè)備(回壓泵)施加回壓，補(bǔ)充停止循環(huán)和摩阻消失引起的井底壓力降低，盡量保持鉆進(jìn)、接單根時井底壓力恒定。鉆進(jìn)瀝青層時，若未發(fā)生漏失，控制井底壓力略大于地層壓力；若發(fā)生漏失，適當(dāng)降低井底壓力；若發(fā)生失返性漏失，則采用鉆井液或清水膠液鉆進(jìn)；若發(fā)生漏涌同存，可利用控壓設(shè)備實現(xiàn)極端困難條件下的強(qiáng)行鉆進(jìn)。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 輕度瀝青污染處理技術(shù)

Y油田F18井、F02井和F23井在鉆進(jìn)Kazhdumi地層過程中，均出現(xiàn)了瀝青溢流速度不超過5 m3/h的瀝青侵入。

壓力平衡和隨鉆堵漏技術(shù) F18井采用密度1.28 kg/L的鉆井液鉆開Kazhdumi地層，鉆進(jìn)10.00 m后發(fā)現(xiàn)瀝青侵入，全烴值增至87.98%，隨后將鉆井液密度逐步提高至1.40 kg/L，全烴值逐漸降至23.4%。F02井采用密度1.35 kg/L的鉆井液鉆至井深3 466.00 m時，瀝青侵入對鉆井液造成污染，全烴值增至100%，將鉆井液密度逐步提高至1.44 kg/L，全烴值降至33.5%，瀝青侵入量逐漸減少。F18井、F02井在調(diào)整鉆井液密度的同時，持續(xù)加入3%～4% SDL-2 對瀝青層流體通道進(jìn)行封堵，提高地層承壓能力，防止提高鉆井液密度時發(fā)生漏失。通過采取壓力平衡和隨鉆堵漏技術(shù)措施，F(xiàn)18井和F02井順利鉆穿了瀝青層。

瀝青乳化降黏技術(shù) F02井和F23井等6口井鉆遇Kazhdumi瀝青層時，均采用乳化劑降黏的方法處理瀝青侵入。為保持鉆井液性能穩(wěn)定，F(xiàn)02井鉆至井深3 482.00，3 494.00和3 509.00 m時均向鉆井液中加入乳化劑 RHJ-3，累計加入2.6 t，使其在鉆井液中的含量達(dá)到0.4%～0.6%，鉆井液黏度維持在62 s左右，動切力維持在12 Pa左右。F23井在3 498.00～3 986.00 m瀝青污染井段，累計向鉆井液中加入3.4 t乳化劑 RHJ-3，有效保證了鉆井液具有良好的流變性能，并且在下套管前用乳化鉆井液(15.0%柴油+0.4%乳化劑)封閉井底，套管順利下至設(shè)計位置。

4.2 中度瀝青污染處理技術(shù)

化學(xué)固結(jié)堵漏技術(shù) Y油田F19井鉆至井深3 496.00 m時，發(fā)現(xiàn)瀝青侵入并出現(xiàn)溢流現(xiàn)象，在井深3 667.00 m發(fā)生井漏，最大漏速達(dá)到7 m3/h，在溢漏同存的情況下強(qiáng)行鉆至三開完鉆井深(3 925.00 m)。下套管前采用化學(xué)堵漏漿進(jìn)行堵漏，其配方為水+8%流性調(diào)控劑+13%化學(xué)交聯(lián)劑+20%化學(xué)固結(jié)劑+4%吸水膨脹劑，密度為1.66 kg/L。F19井累計向地層內(nèi)泵入34.6 m3堵漏漿，使地層承壓能力提高了0.2 kg/L，解決了漏失問題，并且套管下入順利。

瀝青硬化技術(shù) Y油田F17井在井深3 370.00 m鉆遇瀝青層，在井深3 378.00 m發(fā)生溢流，在井深3 396.00 m發(fā)生漏失，最大漏失速度5.27 m3/h。3 370.00～3 424.00 m井段應(yīng)用了瀝青硬化技術(shù)。瀝青硬化液配方為基漿+3%碳酸鈣(中)+2%單向封堵劑+8%隨鉆堵漏劑+1%封堵聚合物+5%細(xì)顆粒堵漏劑(F)+3%貝殼粉(細(xì))+5%復(fù)合堵漏劑+3%核桃殼(細(xì))+2%核桃殼(中)+20%瀝青硬化劑，其中中、細(xì)粒徑堵漏材料總含量為32%，瀝青硬化劑含量為20%。將8 m3瀝青硬化液頂替到位，起鉆至套管鞋處，大排量循環(huán)2 h，利用壓差將部分瀝青擠入地層。等待一定的硬化時間，繼續(xù)鉆進(jìn)，發(fā)現(xiàn)高架槽和振動篩面上出現(xiàn)了固態(tài)瀝青，單位時間的鉆井液污染量降低19.5%，后續(xù)下套管和固井作業(yè)順利完成。

4.3 重度瀝青污染處理技術(shù)

Y油田S03井(F13井替代井)和 APP2-ST 井(APP2側(cè)鉆井)在鉆進(jìn)Kazhdumi地層時均出現(xiàn)重度瀝青污染，后采用控壓鉆井技術(shù)和“專封專打”井身結(jié)構(gòu)安全鉆穿瀝青層。以S03井為例，介紹“專封專打”井身結(jié)構(gòu)及控壓鉆井技術(shù)的應(yīng)用情況。

S03井四開鉆至井深3 494.20 m時鉆速加快，循環(huán)后確認(rèn)鉆遇極端活躍瀝青層。隨后采用控壓鉆井技術(shù)，采取提高鉆井液密度、定期排放污染鉆井液及注堵漏漿封堵地層等措施鉆至井深3 808.50 m中完，順利下入套管，完成固井作業(yè)。

1) 調(diào)整鉆井液密度和回壓，阻止瀝青侵入井筒。為了控制瀝青侵入井筒、保證控壓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，對S03井的鉆井液密度進(jìn)行了6次調(diào)整(見表8)，由1.60 kg/L提高至1.78 kg/L，井口回壓始終控制在1.0～2.4 MPa，減少了瀝青侵入量。

2) 利用堵漏漿封堵瀝青層。S03井在鉆至井深3 653.00和3 717.70 m時，分別向瀝青層井段泵入20 m3密度1.66 kg/cm3的堵漏漿，替漿時井口回壓分別控制在3.5和4.9 MPa。堵漏漿配方為井漿+10%隨鉆堵漏劑+10%碳酸鈣(粗)+10%核桃殼。堵漏漿封堵地層后，鉆井液中的瀝青侵入量明顯減少。

3) 帶壓起鉆。S03井鉆穿瀝青層后，為確保起鉆安全，先進(jìn)行一次短程起下鉆，同時施加2.1 MPa井口回壓，保持當(dāng)量鉆井液密度為1.75 kg/L，鉆井液入口密度為1.68 kg/L，出口密度為1.20 kg/L。起鉆前，充分循環(huán)鉆井液，采取提高鉆井液密度、降低回壓、裸眼段打稠塞、套管鞋上部打重漿帽等措施，順利實現(xiàn)帶壓起鉆。

“專封專打”井身結(jié)構(gòu)避免了漏噴同存的情況，是瀝青層安全鉆進(jìn)的保障。S03井實現(xiàn)了控壓條件下的鉆進(jìn)、循環(huán)、接立柱、堵漏、起下鉆、注水泥等作業(yè)。與鄰井相比，S03井瀝青層井段作業(yè)時間縮短39%。

5 結(jié)論及建議

1) 在輕度瀝青污染情況下，隨鉆堵漏技術(shù)可以有效提高地層的承壓能力，適當(dāng)提高鉆井液密度可以減少瀝青的侵入量，加入乳化劑能有效降低瀝青對鉆井液的污染程度。

2) 化學(xué)堵漏技術(shù)可以封堵地層與井筒間的通道，降低瀝青與鉆井液的置換程度；瀝青硬化技術(shù)能有效解決中度瀝青污染問題，在Y油田F17井中取得了良好的應(yīng)用效果。

3) “專封專打”井身結(jié)構(gòu)與控壓鉆井技術(shù)配合，成功解決了S03井和APP2-ST井重度瀝青污染的安全鉆井問題，使2口報廢井順利鉆至地質(zhì)目標(biāo)。

4) 超厚瀝青層安全鉆井分強(qiáng)度處理技術(shù)取得了較好的應(yīng)用效果，為更好地指導(dǎo)現(xiàn)場，建議參考相關(guān)內(nèi)容制定Y油田瀝青層安全鉆進(jìn)技術(shù)規(guī)程。

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[編輯 劉文臣]

可打撈井下蓄能式水力脈沖工具

為消除鉆井過程中巖屑壓持效應(yīng)產(chǎn)生的影響、及時清除井底巖屑，中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院研發(fā)出可打撈井下蓄能式水力脈沖工具。 該工具由打撈頭、蓄能器、磁力傳動機(jī)構(gòu)、行星減速機(jī)構(gòu)及脈沖調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)等組成。其中，磁力傳動組件、輸入軸、行星齒輪系統(tǒng)和輸出軸等浸在充滿潤滑油的密封腔內(nèi)，以確保運(yùn)動件的壽命。 該工具安裝于鉆鋌短節(jié)內(nèi)，下接鉆頭。鉆井液流經(jīng)該工具時，由連續(xù)射流轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖射流，有利于井底破碎巖屑起動，及時凈化井底，減少了巖屑的重復(fù)破碎，從而延長鉆頭的壽命、提高機(jī)械鉆速。該工具的蓄能器不僅可吸收鉆柱內(nèi)的壓力波動，而且可對鉆頭產(chǎn)生流量脈動，進(jìn)一步提高清巖效果。 該工具可打撈、壽命長、脈動壓力大、脈沖頻率低，能滿足深井、超深井及硬地層鉆井提速的需要。

[供稿 石 鉆]

Contamination Control Technique for Safe Drilling in Ultra-Thick Asphalt Layers in Y Oilfield

JinJunbin1， He Qingshui1， Tang Wenquan1,Zheng Chenyu2

(1.SinopecResearchInstituteofPetroleumEngineering，Beijing,100101；2.SchoolofOil&NaturalGasEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan,610500,China)

To achieve safe drilling in the ultra-thick asphalt layers of Y Oilfield,a contamination control technique was developed.By means of a HTHP sand bed filtrate test,an asphalt emulsifying test,a plugging test and an asphalt hardening test,an optimal plugging slurry formula,emulsifier dosage,chemical plugging formula and asphalt hardener were confirmed.Laboratory studies showed that the plugging while drilling technology could effectively prevent asphalt from invading into the wellbore and that adding emulsifier (RHJ-3) up to 20% (W/W) of asphalt could effectively reduce drilling fluid viscosity and shear force and keep it stable.The optimized chemical plugging slurry was well performed in permeable formations.The asphalt hardener (YHJ-5) could increase the softening point of asphalt by 75 ℃.In a practical application,the plugging while drilling technique reduced the total hydrocarbon value of asphalt layers in Well F18 from 87.98% to 23.4%,which effectively prevented asphalt influx effectively;the emulsifying and viscosity reducing technique kept drilling fluid funnel viscosity under 62 s in Well F02;the chemical plugging technique improved formation strength by 0.2 g/cm3in Well F19;the asphalt hardening technique reduced drilling fluid volume contamination by 19.5% in Well F17;the optimized casing program and MPD drilling technique assured safe drilling through asphalt layers of 158 m in Well S03.Therefore,the new contamination control technique could solve the problems encountered when drilling in ultra-thick asphalt layers in Y Oilfield.

asphalt;plugging;manage pressure drilling;casing program;asphalt hardener；Y Oilfield

2014-05-05；改回日期：2014-11-28。

金軍斌(1970—)，男，山東茌平人，1996年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)探礦工程系鉆探專業(yè)，2010年獲得中國石油大學(xué)(華東)石油與天然氣工程專業(yè)工程碩士學(xué)位，高級工程師，主要從事鉆井液技術(shù)研究及海外項目管理工作。

國家科技重大專項“中東富油氣區(qū)復(fù)雜地層井筒關(guān)鍵技術(shù)”(編號:2011ZX05031-004)和中國石化科技攻關(guān)項目“海外重點區(qū)塊復(fù)雜地層鉆完井關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號：P12077)部分研究成果。

?鉆井完井?

10.11911/syztjs.201501011

TE28+3

A

1001-0890(2015)01-0063-06

聯(lián)系方式：(010)84988582，jinjb.sripe@sinopec.com。