低渗透油层水平井钻井液工艺技术及现场应用.docx

低渗透油层水平井钻井液工艺技术及现场应用军 3唐朱树兵(四川石油管理局钻采工艺技术研究院 ,(塔里木石油勘探开发指挥部器材处)618300 四川广汉市)摘要低渗透油层水平井钻井液工艺技术 ,包括钻井液的携砂 、防卡 、防塌 、产层保护和控制钻井液成本及其体系优选等迄今还很少报道 。针对低渗透油层水平井钻井工艺要求及其现场钻井 液工艺技术的具体特点 ,文章讨论了钻井液对携砂 、防塌 、防卡 、防漏 、产层保护和性能控制及其体 系选择等主要关键技术 。现场应用表明 :钾石灰聚合物钻井液 ,通过适当组分配伍和性能调整 ,既 满足低渗透油层水平井钻井工艺的各项要求 ,减少井下复杂事故 ,又保护油气层 、提高单井油气产 量 ,还能降低钻井综合成本 。现场应用取得重大技术经济效益 。主题词低渗透油气藏水平井钻井液应用进入易塌层的滤液量增多 ,深度增厚 ,坍塌的可能性增大 ;井眼“狗腿”和水平井高增斜率 ,迫使钻具蹩垮 井壁时有发生 ;上覆地层应力的径向分力随井斜增加而增大 ,各向同性岩石向井内的侧压力变大 ,更容 易引起垮塌 。41 防漏堵漏水平段的延伸会增大环空压耗 ; 水平段的净化 较差 ,钻井液流动阻力大 ,环空压降增大 ; 水平段大多属储层 ,一般不允许封堵 ,避免损害产层 ,实在需要堵漏时只能采用暂堵剂处理井漏 。故防漏工艺成 为消除水平段漏失的主要措施 。51 产层保护水平钻进中产层裸露面积比直井大数十倍 ,产 层浸泡时间比直井多数十倍 ,随裸露面积和浸泡时间的增加产层损害加重 ;水平段延长 ,钻井液流动压 力增加 ,增加的压力直接作用于产层 。故低渗透油层水平井的产层损害增大且消除表皮效应困难 。低渗透油层水平井容易遇到的主要难题由于水平井钻井和低渗透油层的具体特点 ,环 空中岩屑床的形成 、岩屑颗粒的分布及其运移规律 , 决定了这种井眼轨迹在低渗透油层水平钻进中容易 发生一系列具体问题 。11 井眼净化环空岩屑被钻具反复挤压 、碾磨 ,钻井液中颗粒 粒径减小 、亚微米粒子数增多 ,引起钻井液粘切升高 和固控困难 ;岩屑床的形成和增厚 ,造成高的扭矩和 阻力 ,钻压不能充分加至井底 ,低渗透油层常给钻头破碎岩石带来困难 ,因此钻速低 ,固井完井困难 ,易 引起卡钻 。21 摩阻控制水平钻进井眼呈弯曲状态 ,钻具受重力和形变 力作用总是靠着甚至蹩挤井壁 ,钻具与井壁接触面积大 ,摩阻增大 。井眼轨迹 、井身结构以及滤饼摩擦系数 ,是水平井中起下钻阻力和旋转扭矩的主要可 控因素 。31 井壁稳定易塌层暴露在钻井液中的面积成倍增加 ,化学 作用加剧 ;低渗透油层水平段钻速低 ,钻井液对易塌 层的浸泡时间成倍延长 ,储层中的易塌页岩夹层更 易坍塌 ;流动阻力引起附加压差增大 ,随时间延长 ,低渗透油层水平井钻井液工艺技术针对水平井中岩屑的运移规律和常遇到的技术 难题 ,结合低渗透油层水平井的具体特点 ,选择钻井 液组分及其处理剂 ,评价和优选钻井液的流变性 、抑 制性 、滤失性 、润滑性 、滤饼质量及其摩擦系数等 ,确 定钻井液体系及其配方 ; 制定钻井液的配制转换及 其性能维护处理工艺 ,优化水力参数 、井身结构 、钻3 唐 军 ,工程师 ,现在四川石油局钻采工艺研究院从事石油钻井技术研究与设计工作 。电话 : ( 0838 ) 5240604 - 251330 ( 办) ; ( 0838 )5243187 ( 宅) ;传真 :5231491 。·63 ·第 21 卷 第 5 期唐 军等 :低渗透油层水平井钻井液工艺技术及现场应用具组合 、控制井眼轨迹和采用近平衡钻井 。11 钻井液组分及其体系确定钾石灰聚合物钻井液主要由 钾 盐 、石 灰 、膨 润 土 、润滑剂 、降滤失剂和降粘剂等材料组成 ,其多数 处理剂属无机物 。室内试验和现场应用表明 : 只要控制好膨润土含量 、固含和 p H 值 ,钻井液的现场维 护处理工艺就简单 ,且具有成本低 、性能稳定可调 、 滤失量低 、滤饼摩擦系数小和防塌效果好等优点 ;体 系中的部分石灰与空气中的 CO2 作用形成 CaCO3 , 它与聚合物降滤失剂等具有酸溶率大的特点 ,在压差作用下进入滤饼形成“隔墙”而保护低渗透储层 , 既能满足带砂要求 、减少阻卡 ,又能有较强的抑制能 力 。因此 ,针对川中地区低渗透地层 ,选择钾石灰聚 合物钻井液作该地层水平井的钻井液是合适的 。21 钻井液配方及其维护处理工艺一般上部直井段使用聚合物钻井液 。转换体系 前应取现场井内钻井液进行小型试验 ,验证室内配 方和确定现场加量 。聚合物钻井液转换为钾石灰聚 合物水平井钻井液的现场配方是 :710 % ～ 910 % KHm + 017 % ～ 019 % CaO +012 %～013 %