关于苏77区块钻(完)井液技术的应用

苏77区块钻（完）井液技术研究与应用□作者作者作者陈嘉博摘要：长庆油田苏77区块位于鄂尔多斯盆地伊盟隆起中部，该区块的地层时代古老，岩性坚硬，研磨行差，可钻性差，表层及刘家沟地层存在漏失层，延安组、延长组下部至和尚沟组底部、石千峰组底部坍塌严重，山西组、太原组和本溪组地层中有多套煤层，稳定性极差，马家沟组下部有漏层。我们通过对常规聚合物分散钻井液的研究和现场应用，得到了一套自主完整的对于该区块的钻（完）井液技术，有针对性的提高了钻井液的携砂、润滑防卡、井壁稳定、防漏和气层保护的能力。现场应用的几口井中，没有发生钻井液原因的事故复杂情况，满足了苏77区块直井、定向井等安全快速钻进的需要，达到甲方开发目的，形成了适合此区块施工的钻井液技术关键字：苏里格苏77区块钻井液技术堵漏前言苏77区块是长庆油田在苏里格地区的重点气源，为底孔、低渗、低产、低丰度的气藏。该地区多套地层中存在易坍塌的泥岩、煤层，井壁稳定问题突出；地层的不整合接触及裂缝发育，导致井漏风险极大；低孔、低渗等特点也使保护油气层的难度加大；加之其中有高难度的定向井、丛式定向井，携砂、润滑要求等问题，使得该区块的钻井液技术必须综合考虑各项预防技术。通过对直井-苏77-21-1、苏77-23-1和丛式定向井-苏77-23-2的分析，研究和处理了其中面临的一些问题。同时也认真分析了临井地层岩性特征及施工中发生的复杂事故，有针对性的改进钻井液的一些性能。做到预防为主，有的放矢，成功控制了一些了问题的出现。使得我们在该区块的所有井电测成功率达到100%，下套管安全顺利。1.地质工程简况1.1.地层特征苏77区块钻井揭露的地层自下而上为马家沟组、山西组、太原组、石盒子组、石千峰组、刘家沟组、和尚沟组、纸坊组、延长组、延安组、直落组、安定组。其中山西组1段~石盒子组8段为开发目的层，地层总沉寂厚度约100m，岩性主要为灰色、灰白色含砾粗砂岩、不等粒砾岩与绿灰色、紫红色泥岩不等厚互层。上部黄土层易坍塌、漏失。刘家沟组有坚硬泥岩夹细-粉砂岩，有微裂缝；易蹩跳、易漏。地质层位及岩性见表1。表1地质层位、岩性及故障提示1.2井身结构苏77区块二开井的基本井身结构都差不多，以77-23-2井身结构为例：∮311.2mm×501m∮244.5mm×499.67m∮215.9mm×3241m∮139.7mm×3240.81m2.钻井液技术难点2.1井壁稳定问题苏77区块直落组、纸坊组、石千峰组和石盒子组的泥岩地层是容易井壁试问的层位。二开直井段要穿越直落组、延安组；三叠系延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组、石千峰地层分层及岩性描述地质分层设计地层主要岩性描述复杂提示地层名称地层-组地层底界深m厚度m第四系45黄土层防漏、防塌白垩系志丹统556511砂泥岩互层防漏、防塌侏罗系安定组中统704148顶部泥灰岩盖子、中下部砂泥岩互层防卡、防斜侏罗系直罗组中统891187砂粒岩、砂岩、泥岩互层防卡、防斜侏罗系延安组下统1180289灰色泥岩夹砂岩防塌三叠系延长组上统2018838灰色泥岩夹粉、细砂岩防卡三叠系纸坊组中统2306288砂岩层互层防卡三叠系和尚沟组下统2476170砂岩、泥岩互层防卡三叠系刘家沟组下统2625149砂泥岩互层防漏二叠系石千峰组上统2818193砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩互层防塌二叠系石盒子组上统3068250中-薄层含砾砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、泥质砂岩与砂质泥岩、泥岩互层防塌、防喷二叠系山西组下统315587含砾砂岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、薄层泥质砂岩与砂质泥岩、泥质互层，夹中薄煤层和炭质泥岩防塌、防喷二叠系太原组下统318328深灰色生物碎屑泥岩，灰黑色泥岩夹浅灰色砂岩和煤层防塌、防喷二叠系本溪组下统321431灰黑色煤层，深灰色泥岩，砂质泥岩，薄层砂岩，铁铝层防塌、防喷组地层，井眼垮塌、缩径于井漏同时存在，井下安全难以保证。2.2井眼净化问题（1）我们在苏77区块所服务的钻井队设备比较陈旧，排量一般难以保证我们预计的要求，这样给携砂带来了很大难度。（2）在定向钻进的同时，尤其是像苏77-23-2这种五段制定向井，钻具与井眼不规则的贴合，使得环空不能达到理想的要求，这样对钻井液的要求不也更加严格。2.3刘家沟组下部与石千峰组上部井漏问题通过临井的资料我们得知，在刘家沟组下部，基本都发生过井漏，可以说井漏是不可避免的，这就需要我们在钻进的同时避免井漏，保证井下安全的同时又保证工程方面快速钻进。加大了钻井液服务的难度。2.4润滑防卡问题（1）丛式定向井为考虑地层压力，设计要求等一些因素，基本上都是五段制定向井，这样的井眼轨迹比较特殊，在实际生产过程中由于定向技术的原因，比较容易导致轨迹复杂，造成定向钻进时出现脱压不能钻进的现象。表2苏77-23-2井剖面数据表（2）同样是井眼轨迹出现复杂的同时，沉砂由于不能及时的反出地面，在大斜度井段形成岩屑堆积。基本都是滑动钻进，不利于清除岩屑床。在起钻的时候很容易造成卡钻、3.钻井液的现场应用3.1一开钻井液的现场应用（1）一开井段主要是黄土层，容易垮塌所以采用小循环，最大程度的保证泥浆中处理剂的有效浓度抑制防塌。（2）使用坂土-CMC体系钻井液，在开钻前用清水、膨润土、纯碱配置100方钻井液（粘度45s以上），预水化48h后使用。（3）钻进时使用清水、膨润土、HV-CMC调整钻井液性能。性能：密度1.04g/cm³，粘度34-37s。序号起始井深(米)终止井深(米)累计垂深(米)累计位移(米)起始井斜(º)终止井斜(º)起始方位(º)终止方位(º)备注10700.00700.000.000.000.000.000.00直井段2700.00837.14835.3719.020.0016.000.00269.21造斜段3837.141200.001170.54156.1516.0028.50269.21269.21微增斜段41200.001800.001697.83442.4428.5028.50269.21269.21稳斜段51800.002200.002066.69595.2928.5016.52269.21269.21降斜段62200.002941.542798.00701.4216.520.00269.210.00微降斜段72941.543206.543063.00701.420.000.000.000.00井底（4）钻完一开进尺后大排量充分洗井，用土粉和CMC配置20m³粘度80s以上的稠塞清洗。打入高质量封闭浆封全井。3.2二开钻井液的现场应用（1）用一开原浆钻水泥塞，放掉部分受钙侵的钻井液，根据水泥塞厚度，加入适量的纯碱，去除钙污染。（2）待充分循环钻井液性能稳定后，进行二开，二开开始走大循环，能够有效的控制钻井液密度，预防井漏，提高机械钻速。（3）每钻150m-200m左右过一个稠塞（粘度在70s左右）将井眼清洗干净，保证井下安全。同时加入0.5%磺化沥青、0.2%K-PAM，保持良好的流变性和防塌性。（4）一般在穿过刘家沟组之后该走小循环，这样能够控制密度在1.05g/cm³左右，在钻入刘家沟组时不会发生井漏。（5）起钻前搞好短起下，打好封闭浆，而且要仔细计算所需要封闭浆的体积，这样对保证完井电测和下套管作业有着至关重要的作用。3.3苏77-23-2井漏处理及分析3.3.1施工现场2011-3-5日1:30分下钻到底，单凡尔开泵循环正常，1:40分三凡尔循环，泵压逐步下降由14MP下降到10MP泥浆返出量逐步减少直至不返，发生井漏。2:00配堵漏泥浆40m³，滴流（CMC0.1t、土粉2t、复合堵漏剂1t、锯末0.5t）注入井内。开泵18分钟返出量增加，堵漏效果明显。2:40配堵漏泥浆40m³，滴流（CMC0.1t、土粉1.5t、复合堵漏剂1t、单封0.5t）注入井内。20分钟后，泥浆返出正常，堵漏成功。3.3.1分析（1）单凡尔循环时间短，没有循环充分。开三凡尔形成过度的激动压力。（2）井底层位距离刘家沟组比较近，刘家沟组本身为易漏地层，根据注入堵漏浆时间和排量计算，漏层就在刘家沟组位置。（3）由于起下钻，泥浆静止时间长，粘度高，切力大，易憋漏地层。（4）由于已经穿过了刘家沟地层，我们的泥浆密度逐步上提至1.13g/cm³。液柱压力增大也是原因之一。4.认识与建议4.1苏77-21-1井的认识苏77-21-1，这口井是我在苏77区块打的第一口井，这的地层与苏20区块基本一致，形成时间更要久远一些，所以地层比较稳定。通过钻时可以看出，上部底层比较致密硬度较高，直罗组和安定组不像苏20区块那样容易出现掉块和垮塌。一开之后过直罗组和安定组可以将失水放开，走大循环，粘度一半控制在32秒左右，每钻150m-200m左右过一个稠塞（粘度在70s左右）将井眼清洗干净，保证井下安全。过刘家沟组之后上罐，粘度45s左右，密度1.16以上，失水5ml。在刘家沟组下部，出现较明显的渗漏，尝试用些许堵漏剂进行堵漏，发现效果不太明显，随着井深的不断增加漏失现象趋于缓解。在完井之前基本不再漏失。4.2苏77-23-1井的认识苏77-23-1，这是在苏77区块的第二口井，从钻时可以看出这的地层里的砂岩和泥岩都比较致密，所以钻时较慢，但这口井有了上口井的经验，所以建井周期大大缩减，只用了12天。对于泥浆性能这方面也稍稍加以改动。如同上口井一样，为了防止表层100-200m垮塌，我们用膨润土将粘度调整到40秒左右，过100m采用大循环，充分理由沉砂池的沉砂能力。过刘家沟之后还是出现了漏失现象，当时的密度只有1.06左右，粘度32s，大循环。堵漏剂没有效果，既然这的地层稳定，我们没有急于走小循环，而是在快进入油气层200之前上罐，这样对于节约成本和控制泥浆比重自然增长有很好的效果。完井之后工程方面没有按照要求短起下，电测一次到底，说明最后泥浆质量很好。4.3总结与建议根据这几口井我们得出如下经验：（1）苏77区块地层稳定，石盒子组上部没有像在苏20区块一样出现地层造浆，所以对于进入气层之前对于泥浆的整体性能可以一次性调整好。（2）在直罗组和安定组没有出现像苏20区块那种”糖葫芦”井眼，通过我们小队人员进行分析得出两个比较重要的原因：1）安定组和直罗组位置比较靠上，刚出表套200多米就已经穿过，所以不容易出现大量的掉块。2）地层稳定，泥岩和砂岩分布规律且致密。（3）刘家沟组下部易出现漏失，即使密度1.06g/cm³，也会出现渗漏，堵漏剂效果不明显，所以不必着急上罐小循环，在进入油气层200m左右上罐，这样对于节约成本和控制泥浆比重自然增长有很好的效果。（4）一定要保证过稠塞和打封闭的质量，尤其是封闭浆的质量对于电测一次到底的影响很大。