蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案

1、蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案蘇里格氣井水平井鉆井液最關(guān)鍵的技術(shù)是井眼凈化、大斜度井段“雙石層”和水平段泥巖的垮塌、預(yù)防PDC鉆頭的泥包、潤滑性、產(chǎn)層保護(hù)等。1 基本情況直井段：保持了本區(qū)塊直井、定向井鉆井液方案。斜井段: 繼續(xù)采用強(qiáng)抑制無土相復(fù)合鹽鉆井液體系。水平段：采用無土相酸溶暫堵鉆井液體系。2 技術(shù)難點(diǎn)2.1 蘇里格區(qū)塊直井段安定底直羅組、延長底部紙紡組頂部易垮塌。2.2 蘇里格區(qū)塊劉家溝組與石盒子組地層承壓能力低，普遍存在滲透性漏失和壓差性漏失。尤其是蘇5區(qū)塊漏失最為頻繁。2.3“雙石層”、煤層和水平段泥巖的垮塌，是導(dǎo)致水平井易發(fā)生復(fù)雜和故障的致命的因素。 2.4如何優(yōu)化鉆井液體系、

2、性能、組分， 通過鉆頭選型，水力參數(shù)優(yōu)化，是預(yù)防PDC鉆頭泥包和提高斜井段機(jī)械鉆速的關(guān)鍵。 2.5 如何通過改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液的潤滑性是水平井鉆井液防卡潤滑的關(guān)鍵。3 技術(shù)方案 3.1表層技術(shù)方案3.1.1表層鉆井液配方表層及導(dǎo)管鉆進(jìn)嚴(yán)格按蘇里格氣田表層鉆井液技術(shù)執(zhí)行，打?qū)Ч懿捎冒淄翝{小循環(huán)，導(dǎo)管打完后固定、找正、坐實(shí)、水泥回填，侯凝2-3小時(shí)，開鉆過程中監(jiān)控導(dǎo)管情況。若流砂層未封?。魃硨?0米以上），采用白土漿鉆井，0.1%CMC+5-6%白土，密度:1.03-1.05g/cm3 ，粘度:40-50s ；鉆穿流沙層50-80米之后，采用低固相鉆井液體系，密度:1.01-1.03g/c

3、m3， 粘度:31-35s。若流砂層已完全封住，用清水聚合物鉆井液體系，配方為0.2%CMP +0.2%ZNP-1。鉆井液性能：密度:1.00-1.02g/cm3，粘度:31-32s。3.1.2下表層表套前技術(shù)措施打完表層后配白土漿（約40-50方）密度：1.03-1.05g/cm3，粘度：40-50s，采用地面小循環(huán)清掃井底后打入井里封固裸眼井段，起鉆連續(xù)灌白土漿，確保井口流沙層段為白土漿，防止下表套過程中流沙垮塌。3.2二開直井段技術(shù)措施3.2.1二開提前預(yù)水化聚合物膠液利用候凝搞井口期間提前預(yù)配聚合物膠液300方，0.1%K-PAM +0.2%ZNP-1 +0.2%CMP。3.2.2二開

4、進(jìn)入安定組前50米鉆井液上罐鉆進(jìn)，根據(jù)粘度高低適量加入K-PAM、ZNP-1，每鉆進(jìn)50-70米清洗1次錐形罐，性能達(dá)到:粘度31s,密度1.02g/cm3，鉆進(jìn)中分2-3次加入0.5噸XL-007，鉆穿直羅100米后下罐采用大池子循環(huán)，在延長組底部100米鉆井液再次上罐鉆進(jìn)，分2-3次加入0.5噸XL-007及其它化工，進(jìn)入紙紡組100米后下罐采用大池子循環(huán)(主要針對蘇里格)。3.2.3每班隨時(shí)開振動(dòng)篩觀察返出巖屑，判斷井下情況，及時(shí)作出處理，3.2.4補(bǔ)充新漿配方0.1%K-PAM+0.2%ZNP-1+0.2%CMP，緩慢、分次混入，做好泵壓變化記錄，防止誤判斷井下、鉆具故障。3.2.5每

5、天或起鉆前稠漿、大排量清掃。3.3斜井段技術(shù)措施3.3.1斜井段鉆井液配方及維護(hù)3.3.1.1直井段鉆完后根據(jù)井下情況，可用稠漿清掃，保證井筒清潔，有利于滑動(dòng)定向。3.3.1.2掌握轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)。井斜達(dá)到15°左右轉(zhuǎn)化鉆井液體系（根據(jù)井下情況和井隊(duì)加藥品快慢），轉(zhuǎn)化時(shí)加入抗鹽、抗高溫處理劑，嚴(yán)禁加入不抗鹽、不抗高溫的其他處理劑， 轉(zhuǎn)化主處理劑為： GD-K、JT-1、PAC（CMC）、SFT-1、SMP-2、ZDS、WT-1及工業(yè)鹽等。3.3.1.3鉆井液體系轉(zhuǎn)化配方：原漿+0.2-0.3%PAC +2-3% GD-K +0.2-0.3%JT-1 +1.5-2%SFT-1+3-4%ZDS

6、 +0.1%NaOH +5-10%工業(yè)鹽+3-4%有機(jī)鹽3.3.1.4控制性能：密度：1.08-1.10g/cm3 ，粘度：38-42s ，F(xiàn)L：6-4ml，PH：8-9，動(dòng)切：5-10 Pa3.3.1.5加藥順序：按上述配方以循環(huán)周先后交替加入PAC 、GD-K、JT-1、SFT-1、ZDS，打鉆6-8小時(shí)再加入NaOH，WT-1及工業(yè)鹽。在井斜30°的時(shí)加入2-3噸SMP-2（加入SMP-2，可適當(dāng)減少GD-K、JT-1等降失水劑的含量）。3.3.1.6蘇5井區(qū)和桃7井區(qū)劉家溝鉆穿必須做承壓試驗(yàn)。由于延長、劉家溝組易漏地層與“雙石層”等易塌地層處在同一裸眼井段，解決好易塌層垮塌和

7、易漏層承壓能力是技術(shù)的關(guān)鍵。為提高地層承壓能力，做地層承壓試驗(yàn)，做承壓試驗(yàn)要求：（1）鉆穿劉家溝組50-100米；（2）轉(zhuǎn)化為強(qiáng)抑制無土相復(fù)合鹽鉆井液體系；（3）井斜達(dá)到15°左右，鉆井液密度大于1.10g/cm3以上；（4）鉆井液當(dāng)量密度大于1.25g/cm3；（5）配量：封劉家溝井段+10 m3；（6）加量：5-8%DF-A（適用蘇5、桃7區(qū)塊，其它區(qū)塊暫不做要求。）3.3.1.7斜井段根據(jù)井斜提高鉆井液密度：（1）在井斜30°時(shí)密度達(dá)到1.15-1.18 g/cm3。（2）在井斜45°時(shí)將密度達(dá)到1.25-1.28 g/cm3，（蘇5及蘇47、蘇48等易漏的

8、區(qū)塊,，鉆井液密度走下線，加入SFT-1及目數(shù)更小的超細(xì)碳酸鈣提高封堵性能，同時(shí)加入5-7%KCL、0.2-0.3%CWD-1、0.1%K-PAM，增加該體系的防塌抑制能力）。在斜井段不加入原油的情況下可加入XCS-3增加體系的防塌潤滑性。（3）在井斜達(dá)60°以上時(shí)將密度達(dá)到1.28 g/cm3以上，（蘇5及蘇47、48等易漏的區(qū)塊，鉆井液密度走下線）；穿越下古煤層時(shí)要將鉆井液密度提高到1.30 g/cm3 以上。（4）井斜小于30°時(shí)盡可能采用工業(yè)鹽、有機(jī)鹽等提密度，以提高滑動(dòng)增斜效率。3.3.1.8 鉆頭泥包的原因分析及對策（1）PDC鉆頭泥包分析鉆井液性能：性能差，如

9、抑制性、潤滑性能差、失水大、濾餅厚、黏土含量高等。地質(zhì)因素：泥巖地層、易吸水膨脹的地層或軟硬交錯(cuò)的地層，易形成泥包。鉆井參數(shù)：鉆進(jìn)中排量較小，未能將鉆屑及時(shí)帶離井底，造成重復(fù)切削。鉆進(jìn)中鉆壓不均勻，鉆時(shí)變慢后，盲目加大鉆壓。鉆頭選型：選用中心孔流道較小的PDC 鉆頭，導(dǎo)致鉆屑滯留在底部。（2）預(yù)防PDC鉆頭泥包的技術(shù)對策預(yù)防PDC鉆頭泥包的鉆井液維護(hù)的核心是：一是通過無機(jī)鹽、有機(jī)鹽等強(qiáng)抑制劑的含量，提高鉆井液的抑制性，抑制泥巖地層分散、造漿。二是保持無土相、低活性固相含量。（3）復(fù)合鹽鉆井液防PDC泥包的維護(hù)。首先確保體系中有足夠的抑制劑含量，主要通過觀測鉆屑和鉆井液的性能來掌握。具體的：一是

10、泥巖段的砂樣成型好，不粘篩布。二是鉆井液的性能在泥巖段鉆進(jìn)變化不大，密度、粘度、固含不升，性能穩(wěn)定。其次加強(qiáng)固控設(shè)備的使用，保持鉆井液中低固相。再次工程措施：一是 PDC 鉆頭鉆速快、鉆屑多，必須要有足夠的排量，避免鉆屑重復(fù)切削會形成淤泥而泥包鉆頭。要求環(huán)空上返速度達(dá)到1.00m/s；二是鉆壓合理，送鉆均勻，速度太快時(shí)要適當(dāng)控制鉆壓；三是盡量避免長時(shí)間、長井段的滑動(dòng)鉆進(jìn)，四是下鉆分段循環(huán)。3.3.1.9防煤層垮塌的鉆井液措施（1）泥漿措施：由于煤層遇水極易分散，防煤層垮塌的泥漿技術(shù)措施應(yīng)從提高泥漿密度和控制泥漿API及HTHP失水入手。進(jìn)入山西組煤層前用密度為1.30-1.35 g/cm3。采

11、用GD-K、JT-1、超細(xì)目碳酸鈣粉等處理劑，使泥漿API失水控制在4ml以下，HTHP失水控制在15ml以下，并且可形成薄而韌、滲透率低的泥餅。采用高粘度鉆井液、粘度控制在60s以上，防止水力對煤層的沖刷、工程在滿足攜砂的前提下采用較低的排量鉆進(jìn)。（2）工程技術(shù)措施在煤層鉆進(jìn)中，禁止采用滑動(dòng)鉆進(jìn)方式，禁止在煤層段強(qiáng)增斜扭方位作業(yè)。煤層段嚴(yán)禁長時(shí)間循環(huán)，井下要出現(xiàn)遇阻要避開煤層循環(huán)。3.3.2斜井段完鉆電測及下套管前的鉆井液處理3.3.2.1完鉆后配稠漿清掃，再大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底。3.3.2.2短程起下鉆至造斜點(diǎn)附近，確保井眼暢通后把預(yù)配置25方封閉潤滑液（原漿中加入1

12、噸GD-2、1噸XCS-3），封閉大斜度井段。起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。3.3.2.3電測期間，每測完一趟灌漿一次，確保鉆井液液面在井口。3.3.2.4電測完按設(shè)計(jì)鉆具組合、雙扶正器通井，到底后大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底；若下鉆遇阻，及時(shí)接方鉆桿建立循環(huán)劃眼，并根據(jù)井下情況處理好鉆井液，直到上提下方無遇阻，短起下無遇阻后打入預(yù)配的20-25方封閉潤滑液（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉大斜度井段方可起鉆下套管。起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。3.4水平段技術(shù)方案3.4.1水平段鉆井液配方及維護(hù)3.4.1.1鉆塞時(shí)用大池子泥漿循環(huán)。其他

13、循環(huán)罐預(yù)配鉆井液，利用斜井段泥漿最多不超過60方（下完套管后利用離心機(jī)降低斜井段鉆井液密度，配置水平段鉆井液時(shí)可加入30方左右，鉆進(jìn)過程中分多次加入30方），以免使用過多影響鉆井液性能，造成鉆頭泥包和鉆進(jìn)中托壓。3.4.1. 2轉(zhuǎn)化過程中控制泥漿總量在200方左右，具體加量為：3-4%GD-K+ 4-5%ZDS +0.1% PAC（CMC） +0.1%燒堿+甲醛適量(0.1%左右)+工業(yè)鹽15噸+15噸甲酸鈉（保證體系的抑制性），循環(huán)2周后測初始性能：密度1.15-1.18g/cm3，漏斗粘度38-42S，失水6-4ml，PH=8-9。必須勤觀察振動(dòng)篩砂樣返出情況及時(shí)維護(hù)，鉆進(jìn)一定進(jìn)尺可適量補(bǔ)

14、充K-PAM、XCS-3、原油增強(qiáng)體系的抑制能力和潤滑性。3.4.1.3砂巖地層鉆進(jìn)，鉆時(shí)較快，每鉆進(jìn)400-500米進(jìn)尺進(jìn)行短起下鉆，氣層顯示很好（氣測值出現(xiàn)高于50萬ppm），可將密度提高到1.25 g/cm3以上，長時(shí)間滑動(dòng)鉆進(jìn)后，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)可適當(dāng)提高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，破壞巖屑床，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，如長時(shí)間沒有進(jìn)尺，必須上提活動(dòng)鉆具，防止發(fā)生粘卡。3.4.1.4出現(xiàn)泥巖時(shí)的要求（1）出現(xiàn)泥巖時(shí)要及時(shí)給技術(shù)辦進(jìn)行匯報(bào)，并以甲酸鈉、NaCL為主，BaSO4（石灰石）為輔提高密度；（2）若伽瑪值大于180（此值作為參考，當(dāng)伽瑪值大于120時(shí)，要勤觀察振動(dòng)篩上返出砂子以否為泥巖），鉆遇泥巖到30m時(shí)，必須將密

15、度提至1.25 g/cm3以上(若密度未達(dá)到要求,必須循環(huán)加重)；KCL含量達(dá)到5-7%；（3）若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖達(dá)50m時(shí)，密度必須提至1.30g/cm3 (若密度未達(dá)到要求,必須循環(huán)加重) 以上；提密度出現(xiàn)滲漏時(shí)繼續(xù)加入KCL，總含量達(dá)到7-9%， CWD-1（或KPAM）達(dá)到0.3-0.4%； （4）若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖段到80m時(shí)，密度必須提至1.35g/cm3(若密度未達(dá)到要求,必須循環(huán)加重),同時(shí)CWD-1（或K-PAM）總量達(dá)到0.4-0.5%等。若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖段到150m時(shí)，密度必須提至1.40g/cm3 (若密度未達(dá)到要求,必須循環(huán)加重) 。

16、3.4.1.5水平段提密度要求：每次提密度要仔細(xì)觀察漏失量，提密度時(shí)一個(gè)循環(huán)周不超過0.02g/cm3（低密度時(shí)一個(gè)循環(huán)周可提高0.03-0.05g/cm3），防止加量過快壓漏地層，若出現(xiàn)漏失的跡象停止加重，循環(huán)觀察；已知井漏區(qū)塊以化學(xué)防塌為主，物理防塌為輔，提密度時(shí)要更為慎重，原則上一個(gè)循環(huán)周不超過0.02g/cm3，防止加量過快壓漏地層，并隨鉆加入DF-A進(jìn)行隨鉆防漏。3.4.1.6隨著水平段進(jìn)尺的增加，攜砂也變的相對困難?？刂苿?dòng)塑比在0.30-0.35，3轉(zhuǎn)的度數(shù)>3,可適量的在原漿中加入適量XCD和ZDS，提高粘切清掃井眼，保證井眼清潔,減小巖屑床的形成。3.4.1.7強(qiáng)化四級固

17、控設(shè)備的使用：進(jìn)入斜井段要合理使用四級固控設(shè)備，嚴(yán)格控制鉆井液中的有害固相，含砂量小于0.3%。振動(dòng)篩選用波浪篩布，篩布要求在100-120目，要求鉆井液要100%的過篩。鉆進(jìn)時(shí)，不間斷的開啟除砂、除泥器（篩布選用150目）、離心機(jī)清除調(diào)整鉆井液中的固相比例。井斜達(dá)到30°以后時(shí)每班必須開離心機(jī)4-6小時(shí)，除砂、除泥器不小于8小時(shí)，密度降低時(shí)要及時(shí)加重，通過清除-加重-清除-再加重的辦法來調(diào)整鉆井液中的固相比例。3.4.1.8做好防淀粉發(fā)酵的工作，轉(zhuǎn)化時(shí)加入0.1%的甲醛，體系氣泡過多或有異樣氣味，有發(fā)酵的前兆可再加入適量甲醛及燒堿。3.4.2水平段完鉆電測前及下工具前鉆井液處理3.

18、4.2.1完鉆后配稠漿清掃，大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底。3.4.2.2短程起下鉆至套管腳近，再下鉆至井底，正常后配置20方封閉潤滑液（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉水平井段。3.4.2.3起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。3.4.2.4電測期間，每測完一趟灌漿一次，確保鉆井液液面在井口。3.4.2.5電測完按設(shè)計(jì)鉆具組合通井，到底后大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周；若下鉆遇阻，及時(shí)接方鉆桿建立循環(huán)劃眼，并根據(jù)井下情況處理好鉆井液，上提下方無遇阻方可下鉆，到底后仍需短起下作業(yè)進(jìn)行驗(yàn)證，短起下正常后方可打入預(yù)配置20方（1000米水平段）封閉漿（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉水平井段。4化工儲備：直井段材料藥品代號用量（噸）單價(jià)（元/噸）耗費(fèi)（元）聚丙烯酸鉀K-PAM1.51446221693鉆井液抑制防塌劑ZNP-121336926738陽離子抑制劑XL-00711360513605螯合金屬聚合物強(qiáng)抑制劑CMP21324826496白土白土107807800提粘劑CMC0.3180105403合計(jì)16.8101735斜井段聚陰離子纖維素PAC21821836436羧甲基淀粉GD-K12653878456磺化酚醛樹脂SMP-231218736561水分散陽離子乳化瀝青粉SFT-1