快速钻井液技术在海拉尔盆地应用研究.pdfVIP

石 油 机 械 CHINAPETROLEUMMACHINERY 2011年 第39卷 第6期 ●钻井新技术 快速钻井液技术在海拉尔盆地的应用研究 杨宇平 金 波 蒋 欢 于兴东 张 坤 谈 心 孙金声 江四清 (1．中国石油集 团钻井工程技术研究院 2．海拉尔石油勘探开发指挥部 3．大庆钻探工程公司钻井工程 技术研究院 4．中国石化集团国际石油勘探开发有限公司 5．中国石油长城钻探工程公司钻井液分公司) 摘要 海拉尔区域井中上部地层造浆严重，易形成泥环 ，导致严重阻卡，中下部地层可钻性 差，研磨性强，导致钻井机械钻速低、钻井周期长，下部地层易发生井壁垮塌、严重掉块等现象， 严重影响海拉尔区域勘探开发进程。为此，采用快速钻井液技术在海拉尔盆地乌 126～88井进行 了现场提高机械钻速试验。结果表明，快速钻井剂与现场所用的两性复合离子钻井液体系具有 良 好的配伍性，对钻井液常规性能及流变性没有影响，且有效解决 了井壁失稳以及起下钻过程中的 阻卡 问题，试验井段井径规则，平均机械钻速提高23．31％以上，有效缩短了钻井周期。 关键词 快速钻井剂 机械钻速 井壁稳定 海拉尔盆地 海拉尔盆地是大庆油 田勘探开发的重点区域， 1．2 KSZJ对岩,his度的影响 也是重要的油气资源接替区，其主要地质特点为： 采用单轴 、三轴应力试验测试岩心在钻井液中 中上部地层 (700—1200in)粘土矿物含量高，泥 浸泡不 同时间的强度变化。结果表 明，在未添加 岩层易膨胀 、强分散 ，造浆严重，易形成泥环，导 KSZJ的钻井液 中浸泡，岩心强度 随浸泡时间的延 致严重阻卡；中下部地层 (1200～2000m)以砂砾 长而逐渐降低 ；在 KSZJ钻井液中浸泡30s，岩心 岩为主，泥岩胶结致密坚硬，可钻性差、研磨性强； 强度随着浸泡时间的延长而快速降低，并且增大试 下部地层 (2000In)蒙脱石含量高，泥岩吸水易 验围压有利于岩心强度随时间变化的拐点值减小， 膨胀 ，发生井壁垮塌 、严重掉块等现象；钻井过程 有利于钻进过程中快速有效破岩。进一步利用水射 中要钻遇多种复杂地层 ，存在地层压力 、地层状态 、 流钻井模拟试验装置，采用 ~90mmPDC钻头在砂 岩性和地层分层深度等不确定因素 ，限制了钻井速 岩上模拟钻进，探讨在两性复合离子钻井液中添加 度，严重影响了海拉尔区域勘探开发进程 ¨。针对 不同质量分数 KSZJ前后钻井速度 的变化规律。结 上述问题，采用快速钻井液技术在海拉尔盆地乌126 果表明，KSZJ质量分数达到0．5％时，平均机械钻 — 88井进行了现场提高机械钻速试验。 速提高29．2％，有利于提高破岩效率 。 1．3 KSZJ对井壁稳定性的影响 1 室内研究 单轴应力试验测试的高、中、低渗透率的天然 岩心在 KSZJ钻井液中浸泡 12h后岩心强度的变化 1．1 快速钻井剂分子结构 情况如表 1所示。表中 ∞为 KSZJ的质量分数 ，K 快速钻井剂 (KSZJ)分子具备强吸附基 团， 为岩心渗透率，t为浸泡时间，P为单轴抗压强度。 有较长的多官能团分子链及烃基侧链 ，既能提高定 由表可见，KSZJ钻井液浸泡的岩心单轴抗压强度 向吸附能力 ，又能在吸附钻具、钻屑和井壁后使其 明显比没有添加 KSZJ钻井液浸泡的岩心强度高， 润湿性能从强亲水向弱亲水方向转变 。 说明KSZJ有利于井壁稳定。 }基金项 目：中国石油天然气集 团公