征11井钻井液技术
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摘 要：征11井位于新疆准噶尔盆地车莫古隆起中部1区块，目的层为三工河组，设计井深4540m。在施工过程中，采用聚磺润滑防塌钻井液体系，现场实际应用表明，该体系具有悬浮携带能力强、润滑流动性能好，解决了上部地层挂卡、起钻困难、易泥包钻头问题，控制了西山窑组泥页裂缝发育以及煤层的坍塌井漏问题，保证了井壁稳定，提高了钻井速度，降低了钻井成本，比较好的保护了油气层。为今后采用常规钻井液体系和现场技术承钻此类较高难度的深井提供了借鉴意义。
关键词：聚磺 上部挂卡 煤层 润滑防塌
一、地质工程概况
征11井是一口预探井，位于准噶尔盆地车莫古隆起中部1区块，自上而下所钻遇地层为沙湾组、紫泥泉子组、东沟组、吐谷鲁群组、西山窑组和三工河组，目的层为三工河组，设计井深4540m。
该井于2010年8月5日，使用φ444.5mm 钻头一开，钻至井深149m一开完。2010年8月9日，使用φ311.2mm的钻头二开，钻至井深2402m二开完。2010年9月6日用φ215.9 mm的钻头三开，2010年10月10日钻至井深4540m完钻。
二、钻井液技术重点及难点
1.地层因素
中部一区块上部井段存在泥岩中粘土含量高、质纯、易水化膨胀。下部泥砂互层多硬脆性泥岩剥落掉块，基本表现是泥岩段扩径，砂岩段缩径。造成钻进时无法平衡地层坍塌应力，造成井壁突然垮塌。
白垩系地层以泥岩、泥质粉砂岩和杂色砂砾岩为主，胶结疏松，吸水性好，渗透性好，部分泥岩水化膨胀和砂岩层形成的厚泥饼造成井下复杂。
侏罗系西山窑组地层泥岩质纯，性硬脆，易发生坍塌、掉块；并容易发生渗透性漏失。三工河组地层为砂泥岩中夹有纹层状煤线，厚度不等。泥岩地层易剥蚀、掉块、坍塌。煤层段垮塌，掉块严重，造成井下故障。
2.钻井施工措施因素。
钻遇砂岩、速敏地层时，钻速过快；钻时快时没有进行大排量循环，清除井眼等一系列措施；钻遇大段泥岩时，应根据实际情况处理调整钻井参数，避免形成不规则的螺纹状井眼，除控时钻进外，还应加强短起下钻作业，确保施工和井下的安全。
3.钻井液性能因素。
没有根据钻井实际情况，及时调整钻井液性能。钻井液密度走下限，不能满足平衡地层的需要；在易漏、易掉块井段，下部泥砂互层多硬脆性泥岩剥落掉块，钻进时无法平衡地层坍塌应力，较为严重，靠封堵防塌剂种类和加量，效果不好，只有调整钻井液密度，提高液柱压力来平衡。
三、分段钻井液体系和配方
1.一开井段钻井液体系（0~149.00m）：
体系：膨润土浆钻井液
基本配方：淡水+8％膨润土+0.3~0.5％Na2CO3+0.1~0.2％NaOH+1-2%HV-CMC
主要添加剂： HV-CMC、LV-CMC
2.二开井段钻井液体系（149.00～2402.00m）：
体系：聚合物润滑钻井液
基本配方:原浆+0.3~0.5%KPAM+ Na2CO3+1-3%LV-CMC+1-2%白油
主要添加剂：NaOH、青石粉、LV-CMC、K-PAM、白油
3.三开井段钻井液体系（2402-4540.00m）
体系：聚磺防塌润滑钻井液体系
基本配方：
原浆+ 0.2~0.3%NaOH+0.2~0.3%Na2CO3+0.2~0.3%KPAM+2~3%SPNH+2~3%KFT-2
+2~3%SMP-1+2~3%HQ-1+1~2%WJH+0.3-0.5%WAN-1+2~3%白油。
主要添加剂：KFT-2、SMP-1、HQ-1、WJH、WAN-1、白油
四、分段钻井液维护处理重点
1.一开井段（0~149.00m）
其岩性主要是黄色泥岩、泥质砂岩夹褐红色泥岩和疏松的中粗砂岩，胶结性差，易坍塌。且此井段井眼大、钻速快。钻进中边补充胶液，边补充配好的般土浆，保证钻井液有良好的携砂、悬浮能力。适当降低失水，稳定井壁。钻至井深149m，充分循环钻井液，用已配好的稠浆一次性潜入井内，起钻。安全下人φ339.7mm表层套管
2.二开井段（149.00~2402.00m）
采用聚合物抑制体系，按配方将基浆预处理，并充分循环，使钻井液性能达到设计要求后开钻。
2.1一边钻进一边跟入已配好的KPAM混合胶液，保证聚合物的有效含量，抑制地层造浆。
2.2钻井液维护做到“三低、两高、一放开”的施工措施，即低密度、低固相、抵粘切、高含量的聚合物、高的排量、放开滤失量。
2.3要求在工程上采取相应措施，把排量提到钻井设备的安全范围内，大排量的冲刷井壁(由于设备限制，清除井壁上粘附的岩屑；在钻进一段进尺后或者一段时间后搞短起下。
2.4全效开启四级固控设备，尽量清除钻井液中劣质固相，严格监控钻井液中膨润土有效含量。
2.5由于井眼大，钻完进尺后，用稠浆封井，并在下套管前，用带有塑料小球的稠浆封住井底。电测顺利，安全下人φ244.5mm技术套管
3.三开井段（2403～4540m）
该井段采用聚磺防塌润滑体系。本井段吐为目的层三工河和八道湾的泥岩属硬脆性泥岩，易剥落掉块，引起垮塌。钻井液维护着重强化钻井液的热稳定性、防塌性和润滑性，保持井壁稳定，维护井眼畅通。
3.1该段钻井初期，主要为吐谷鲁群组，存在棕红色泥岩，钻进中以高浓度KPAM胶液维护主，抑制地层造浆，保证井眼有足够的扩大率，从而保证井眼的畅通。
3.2钻进期间，逐步加入HQ-1（井壁稳定剂）、SPNH、WAN-1、WJH、SMP-1和KFT-2等，有效抑制岩屑分散、井壁吸水膨胀，并封堵空隙和裂缝，增强井壁的稳定性。加入足量的润滑剂，保证起下钻的顺利，减小钻具碰撞井壁引起的掉块或者坍塌。
3.3完钻前充分循环井底，并用稠浆推井底，保证井眼畅通。在电测和下套管期间用带有润滑剂的稠浆封井，保证井底有良好的润滑能力和悬浮能力；在固井前循环时加入足量的封堵剂以提高井壁的承压能力，减小固井时井漏的风险性。
3.4 施工中控制中压失水在2~3ml，高温高压失水在10ml以下（实验温度150摄氏度），粘度在50~60秒左右，动塑比在0.4~0.6之间，固相含量小于12，含沙小于0.3%，粘附系数小于0.20。
五、认识与建议
征11井的钻井液体系采用聚磺润滑防塌钻井液体系。现场实际应用表明，该体系有悬浮携带能力强、润滑流动性能好，解决了上部地层挂卡、起钻困难、易泥包钻头问题，控制了西山窑组泥页裂缝发育以及煤层的坍塌井漏问题，保证了井壁稳定，提高了钻井速度，降低了钻井成本，比较好的保护了油气层。为今后采用常规钻井液体系和现场技术承钻此类较高难度的深井提供了借鉴意义。
参考文献
[1]鄢捷年. 钻井液工艺学 东营：石油大学出版社. 2001.5.
[2]陈世春，王树超、超深水平井钻井技术[J]. 石油钻采工艺 2007，29（4）.
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