聚合铝钻井液技术在永1-平1井中应用.pdfVIP

第32卷 第3期 钻 采 工 艺 V01．32 No．3 DRILLING＆PR0DUCT10NTECHNOLOGY ·17 · 聚合铝钻井液技术在永 1一平 1井中的应用 、 曹来顺 (胜利石油管理局钻井工程技术公司) 曹来顺．聚合铝钻井液技术在永 1一平 1井中的应用．钻采工艺 ，20o9，32(3)：17一l9 摘 要 ：永 1区块清水河组地层复杂易掉块，引起阻卡和井塌等复杂情况，且掉块尺寸大钻头难破碎 ，极易发 生卡钻事故。针对这一施工难题 ，研究了一种聚合铝钻井液体系，室内对聚合铝的防塌封堵率及抑制性进行 了评 价，并在永 1一平 l井清水河组进行 了应用。室内实验及现场施工应用证明，该钻井液体系、具有强的抑制性能、封 堵防塌、悬浮携带及润滑防卡能力，解决了该区块易发生的阻卡、掉快、井塌难题 ，避免了卡钻等事故，克服 了井深、 井斜大携砂难等问题，满足了永 l一平 1井清水河组的施工要求。 关键词：聚合铝；钻井液；防塌 ；封堵；清水河组；永 1一平 1井 中图分类号iTE254 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1006—768X．2009．03．006 永 1一平 1井位于新疆 昌吉州境 内，是永进油 布情况并促使页岩失稳。当滤液侵入减少，支撑压 田区块的一 口超深水平井，设计井深 7491m，该井 力稳定时，便可实现页岩稳定。采用铝化学方法增 清水河组井段岩性以砂泥岩混层为主，夹薄层泥岩 强井壁稳定性，其依据是改变页岩的物理和化学性 (泥质砂岩)或砂岩(砂质泥岩)，清水河组底部地层 质 J。与 目前研究的钻井液与页岩之间发生离子 易剥落掉块，坍塌严重，砂泥岩互层吸水易膨胀导致 交换的方法不同，该方法根据铝化学原理，通过生成 垮塌，在该段施工时井底温度高，压力高，应力不均， 氢氧化铝沉淀，最终与地层矿物的基质结合成一体。 砂泥岩混层易掉块且掉块尺寸大不易破碎 ，很容易 这种铝的沉淀物能显著增强井壁稳定性，提高敏感 造成掉块卡钻事故。如永2井、永3井、永 7井在清 性页岩的物理强度 ，并形成一种物理的屏蔽带，阻止 水河组直井段施工时都发生了井下复杂或卡钻事 钻井液滤液进一步侵入页岩 。 故。另外清水河组井段井斜在40。一88。，环空岩屑 根据永 1一平 1井清水河组地层特点选用聚合 被钻具反复挤压、碾磨，钻井液中颗粒粒径减小，引 铝防塌钻井液体系，该体系中加入了一种铝酸盐的 起钻井液黏切升高，流变性能难控制 。因携砂困难 ， 络合物。这种络合物在强酸性水溶液 中以 [Al 易形成岩屑床 ，造成高的扭矩和阻力，钻压不能充分 (OH：)]¨的形式存在；当pH值为4．6时，两个羟 传至钻头，给破碎岩石带来困难，影响了机械钻速。 桥又连接形成双核的铝离子的络合物 [A1(OH) (OH：)]¨；当溶液碱浓度继续升高时，铝的羟化 一 、 钻井液体系选择 络合物又转化成 白色羟化铝沉淀 J。根据铝络合 在钻井过程 中，大约有 占总数 75％的地层为页 物的这一原理，其在钻井液中是可溶的，但当它进入 岩层，而且超过90％的井眼失稳 问题是 由页岩不稳 页岩内部后 ，由于碱浓度的升高以及与多价阳离子 定所引起的，所以提高页岩稳定性是选择钻井液体 的反应，则会生成沉淀 J。一项关于孔隙压力传递 系的重要指标之一。保持页岩稳定最重要的方法是 和页岩膜效率的研究表明，在水基钻井液中使用铝 防止压力传递入页岩中，这是一