陶衛(wèi)東 杜小松

摘要? 川渝區(qū)域上部沙溪廟、飛仙關(guān)中部韓家店層位組含有大段棕紅色泥巖、紫紅色泥巖、深灰色泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r等，在鉆井施工中在鉆遇這些層位，極易發(fā)生鉆頭泥包現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可包死鉆頭甚至造成環(huán)空阻塞。通過調(diào)整鉆井液性能，調(diào)整鉆井工程措施與工藝解決鉆遇大段泥巖鉆頭泥包問題，達(dá)到快速鉆進(jìn)。

關(guān)鍵詞：川渝區(qū)塊;鉆井液性能? 工程措施? 快速鉆進(jìn)

1前言

川渝區(qū)域構(gòu)造，從地表至井底，地層層序依次為侏羅系自流井組、三疊系須家河組、雷口坡組、嘉陵江組、飛仙關(guān)組，二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M，二疊系下統(tǒng)茅口組、棲霞組、梁山組，志留系下統(tǒng)龍馬溪組，奧陶系上統(tǒng)五峰組、臨湘組、寶塔組。

2 泥包的現(xiàn)象以及原因

2.1泥包的現(xiàn)象

1、鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺明顯變慢，地層變化時(shí)對(duì)鉆速影響不大;

2、增大鉆壓或減小鉆壓對(duì)鉆速無(wú)明顯影響，鉆頭牙齒不能有效吃入地層，表現(xiàn)出扭矩變小或扭矩波動(dòng)范圍減小;

3、一般情況下泵壓略有升高或無(wú)明顯變化;但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)高泵壓，甚至堵死鉆頭水眼，阻塞循環(huán)通道;

4、短起下鉆過后鉆速明顯變慢，繼續(xù)鉆進(jìn)可能會(huì)逐漸恢復(fù)原鉆速而泥包解除，或者繼續(xù)變慢造成嚴(yán)重泥包致無(wú)法鉆進(jìn);

5、起下鉆出現(xiàn)“拔活塞”現(xiàn)象;

6、鉆井中接完單根后，鉆時(shí)較接單根前明顯變慢。

2.2鉆頭泥包的原因

1、地質(zhì)因素：所鉆地層為上部不成巖的軟泥，極易粘粘于鉆頭表層，壓實(shí)后造成鉆頭泥包;地層中的泥頁(yè)巖雖成巖，但易于水化分散，使井眼內(nèi)泥質(zhì)或固相含量大增，吸附于鉆頭表面造成鉆頭泥包;或者地層中含有分散狀石膏，造成鉆井液污染后，鉆井液中的有害固相難于清除，使鉆頭被泥包的機(jī)率大增;地層滲透率高，在壓差作用下，吸附井筒內(nèi)有害固相及未及時(shí)攜帶出的巖屑，形成厚泥餅，起下鉆時(shí)在PDC鉆頭下方堆積造成鉆頭泥包。

2、工程技術(shù)因素：鉆進(jìn)中排量小，不能有效清洗井底及鉆頭，同時(shí)上返速度不足，巖屑在井內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，粘附于井壁形成厚泥餅，尤其是中上部鉆速高時(shí)更為嚴(yán)重;在軟泥巖地層，鉆壓過大，地層或鉆屑與鉆頭表面形成直接接觸，造成鉆頭泥包;長(zhǎng)裸眼下鉆未進(jìn)行中途循環(huán)，從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會(huì)泥包鉆頭。

3、鉆井液性能因素：鉆井液抑制性差，無(wú)法控制泥頁(yè)巖的水化分散;固相含量和粘切過高，鉆出的巖屑難于清除，易吸附在鉆頭表面，如果使用的是無(wú)固相鉆井液，鉆頭是絕對(duì)不會(huì)發(fā)生泥包的;泥漿密度偏高，失水大，易形成過厚的粗糙泥餅;潤(rùn)滑性能差、鉆頭表面無(wú)法形成有效的保護(hù)膜，鉆井液中的劣質(zhì)固相易吸附在鉆頭上。

4、鉆頭選型因素：水眼設(shè)計(jì)無(wú)法滿足排屑要求;流道排屑角阻礙了鉆屑順利脫離井底。

3 泥包的預(yù)防與處理

3.1鉆井液性能的調(diào)整

1）、提高鉆井液抑制性，減少泥頁(yè)巖的水化分散;

2）、降低鉆井液粘度、切力，及時(shí)清除劣質(zhì)固相;

3）、混油或增加潤(rùn)滑劑投入量，使鉆屑不易粘附到鉆頭上;

4）、加大鉆井液中聚合物含量，控制失水，提高泥餅質(zhì)量;

5）、必要時(shí)調(diào)整鉆井液體系為Kcl強(qiáng)抑制體系;

7）、開啟四級(jí)固控，盡可能的清除鉆井液中的低密度有害固相，振動(dòng)篩最好能夠使用280目篩布。

3.2工程技術(shù)措施與工藝

1）、首先做好PDC鉆頭的選型工作，優(yōu)先選擇刀翼較少的PDC鉆頭;

2）、下入PDC鉆頭之前，應(yīng)充分循環(huán)泥漿，清洗井眼，防止起鉆后滯留在井眼內(nèi)的鉆屑繼續(xù)水化分散;

3）、下鉆時(shí)鉆頭不斷刮削井壁，井壁上的泥餅或滯留于井內(nèi)的鉆屑會(huì)在鉆頭下堆積，到一定程度便會(huì)壓實(shí)在鉆頭上，那么下鉆中途進(jìn)行循環(huán)，將鉆頭沖洗干凈也是有效的;

4）、下鉆時(shí)在鉆頭流道表面涂滿鉛油或者黃油，形成一層保護(hù)膜，減少鉆頭與鉆井液中的劣質(zhì)固相直接接觸的時(shí)間，或者把鉆頭包起來(lái)，這樣做既便在深井中也是有一定作用的;

5）、下鉆過程中還應(yīng)適當(dāng)控制速度，防止鉆頭突然沖入砂橋，鉆進(jìn)一堆爛泥中;另外如果速度恰當(dāng)，PDC鉆頭會(huì)順著上一只鉆頭所鉆的螺旋形井眼軌道行進(jìn)，而不是在井壁上劃拉下大量泥餅。

6）、每次下鉆到底時(shí)必須先開泵，盡量提高排量充分沖洗井底和鉆頭，等排量滿足要求后再輕壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)0.5-1m，這也是PDC鉆頭造型的要求。

7）、盡量采用大排量鉆進(jìn)，保證PDC鉆頭的充分清洗與冷卻;

8）、在軟泥巖中鉆進(jìn)，應(yīng)盡量采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速、大排量，沒有必要盲目使用高鉆壓去追求那僅高一小點(diǎn)的鉆速，那只是牙輪鉆頭的使用方式;

9）、操作要精細(xì)，送鉆加壓一定要均勻，不能忽大忽小。

3.3鉆頭泥包的處理

1、發(fā)現(xiàn)鉆頭泥包后及時(shí)調(diào)整鉆井液性能，立即停鉆并配置二十方左右低粘切等密度的鉆井液替入井內(nèi)對(duì)鉆頭進(jìn)行清洗;同時(shí)提高排量加強(qiáng)水力沖洗效果，上提鉆頭脫離井底，提高轉(zhuǎn)速增大離心力使泥塊易于甩出，并上下大幅度活動(dòng)幾次，然后下壓至井底不開轉(zhuǎn)盤循環(huán)5-10分鐘，將上述過程反復(fù)操作;如果在2個(gè)循環(huán)周內(nèi)無(wú)效，就應(yīng)該果斷起鉆。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

鉆頭泥包問題往往主要是由于鉆井液中有害固相過高、鉆井液排量小不能有效清洗鉆頭、地層本身膠質(zhì)泥巖含量大易粘附鉆頭所致。一般發(fā)生在鉆井液剛轉(zhuǎn)換后2-3小時(shí)、雙石層鉆進(jìn)過程中及更換鉆頭到底1小時(shí)左右，PDC鉆頭在入井前卸去所有鉆頭水眼，導(dǎo)致水眼流速過低而堵水眼，造成泥包刀翼。

處理的辦法是：在調(diào)整處理鉆井液時(shí)加入足量的抑制包被劑，有必要時(shí)刻轉(zhuǎn)換為KCL體系鉆井液。鉆進(jìn)中及時(shí)開動(dòng)固控設(shè)備清除鉆井液中低密度有害固相含量，更換PDC鉆頭下鉆中途要大排量循環(huán)及時(shí)清除下鉆粘附鉆頭的泥巴，到底后盡可能先大排量循環(huán)幾分鐘后再鉆進(jìn)，把握好這幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)可有效防止PDC鉆頭泥包。值得注意的是技術(shù)人員要正確認(rèn)識(shí)立管泵壓由循環(huán)壓力和噴嘴壓降組成，只要噴嘴壓降為零，就是再裝多大水眼也不影響立壓。因此通過卸去眼，不但改變不了立壓，還往往容易造成PDC鉆頭泥包。 另外盡快摸索掌握各區(qū)塊定向井軌跡控制規(guī)律，優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，盡可能減少中途調(diào)整方位和井斜而引起PDC使用不到家，如果需要在可鉆性較差的下部井段采用復(fù)合鉆進(jìn)，使用耐磨性好的高端PDC鉆頭，可以提高PDC鉆頭的使用效果，提高鉆井速度。