
老168 叢式井組作為中石化重點開發項目。該平臺設計總井數 69 口,鉆井類型采用定向井與水平井相結合的方式,主要開發層系為館陶組。老 168 叢式井組所處區域距離陸地較遠,受風暴潮影響,淡水供應面臨較大困難。同時,該地區地層發育較為齊全,自下而上鉆遇前第三系中生界、下第三系沙河街組、東營組及上第三系館陶組、明化鎮組、第四系平原組地層,絕大部分井只鉆到館陶上段。在這樣的背景下,選擇合適的鉆井液技術成為確保項目順利進行的關鍵。海水鉆井液技術因其能夠充分利用當地海水資源,減少淡水運輸成本,成為老 168 叢式井組的理想選擇。
海水鉆井液技術難點
老 168 區域的海水礦化度較高,這給鉆井液的維護處理帶來了極大的挑戰。老 168 工業用水礦化度數據分析顯示,該區域海水中 K
+、Na
+含量為 8734.25mg/L,CL
-含量高達17141.92mg/L,總礦化度達到27831.04mg/L。高礦化度的海水會影響鉆井液的性能穩定性,增加了鉆井液維護處理的難度。
本井在 300.00m 就開始造斜,井斜角達 66.92º。由于造斜點淺,巖屑在自重作用下下沉,容易形成巖屑床。同時,地層易造漿,遇水極易水化膨脹,地層膠結疏松,使得造斜穩斜較難控制,還容易出現鍵槽,這對鉆井液的攜巖和防塌性能提出了很高的要求。
老 168-斜10井設計水平位移長達 2129.42m,實際水平位移 2174m。如此長的水平位移使得巖屑上返路程漫長,需要鉆井液具備良好的攜巖能力,以確保巖屑能夠順利被攜帶到地面,避免巖屑在井內堆積,影響鉆井作業的正常進行。
鉆遇地層成巖性差,巖層疏松,這就要求鉆井液必須具有良好的防塌能力,以維持井壁的穩定性,防止井眼擴大或井壁坍塌等問題的發生。
由于本井水平位移較長,巖屑如果控制、清理不及時,在斜井段施工中,砂層疏松、滲透性強,極易發生粘附卡鉆的情況。而且井斜及水平位移大,會造成鉆進中拖壓、下鉆托鉆具等問題,因此對鉆井液的潤滑防卡性能提出了更高的要求。
海水鉆井液材料優選及配方
為了選擇合適的鉆井液材料,室內利用老 168 海水及鈉土配制基漿,并對三種抗鹽降濾失劑和三種抗鹽稀釋劑進行了對比試驗。室內藥品對比選擇詳細記錄了各種藥品在實驗漿中的性能表現,如 FV(漏斗粘度)、PV(塑性粘度)、YP(動切力)、API(失水量)等。通過對比分析,為后續的鉆井液體系配方確定提供了科學依據。
根據材料優選的結果,確定了強抑制聚合物防塌潤滑體系的配方。強抑制聚合物防塌潤滑體系展示了該體系中各種藥品的名稱、代號及有效含量。其中包括土粉(4%)、純堿(Na?CO?,0.6%)、燒堿(NaOH,0.3 - 0.5%)、高分子強力抑制劑(LS - YW,0.5 - 0.8%)、稀釋劑(GHM,0.5 - 1%)、抗鹽抗高溫降濾失劑(KFT,1 - 1.5%)、抗復合鹽(HQ - 6,1 - 1.5%)、白油潤滑劑(4 - 6%)以及原油(10 - 12%)。這些材料相互配合,共同為鉆井液提供了良好的性能。
技術應用情況
一開井段 20~761m,鉆遇平原組、明化鎮上部地層,面臨砂巖易垮塌、泥巖易造漿縮徑、定向井眼清潔及套管下入難等問題。為此采取以下措施:
開鉆采用海水,淺層定向、小循環鉆進。開鉆前將高分子(ZH - 02)含量提至 0.5 - 0.7%,抑制造漿與分散,開鉆后持續補充維持含量,結合海水抑制性增強整體抑制能力,利用四級凈化設備控 MBT 在 55 - 60g/L。
鉆進時保持鉆井液低粘、切,保障井眼清潔與適當擴大率。每定向鉆進 200m 或井斜達 30º 混入 10m³ 原油,并依進尺補充,提升潤滑防卡性能。
采用雙泵鉆進保證泵排量,清洗井眼、攜帶鉆屑,依磨阻及返砂情況短起下鉆,減少巖屑床。鉆完后加 HQ - 6、KFT、NaOH 降 FL≤8ml,調 PH = 9,起鉆前在裸眼處封 2% 白油潤滑劑與 2% 塑料球,確保表層套管安全下入 。
二開井段 761~1592m,鉆遇明化鎮組地層,存在泥巖膨脹縮徑、砂巖沖蝕擴徑、井斜鍵槽、摩阻扭矩大及巖屑床卡鉆等難題。采取如下措施:
運用高分子與海水抑制地層造漿,以 120 目篩布的四級凈化設備清除鉆屑與劣質粘土,保持低粘切紊流鉆進,控制 MBT 在 45 - 50g/L。采用雙泵鉆進,確保足夠泵排量與上返速度,將鉆屑帶至地面,沖刷井壁保證清潔,維持一定擴大率。
紊流鉆進時,降低濾失量、改善泥餅質量來穩固井壁。隨井深和磨阻變化,使原油含量漸達 10 - 12%,保障潤滑性能。
鑒于井斜角 66º,每鉆進 150 - 200m 就短起下,長短結合,一次過新井眼、一次至表層套管內,破壞巖屑床。鉆完井深降濾失量≤5ml,鉆具起至表層套管,清井后在裸眼處封 2% 白油潤滑劑起鉆電測。下套管時再在裸眼處封白油、塑料球各 2% 。
三開井段為 1592~2808.45m,鉆遇明化鎮底部、館陶組地層。由于井斜大,鉆進中易拖壓、下鉆拖鉆具,因此鉆井液主要以潤滑防卡、封堵防塌為主,同時做好油氣層保護工作。具體措施如下:
隨著井深、井斜角的增大,當原油含量達到 10 - 12% 時,根據磨阻情況補充 2 - 4% 白油潤滑劑,確保鉆井液的潤滑性能,控制 MBT = 45 - 50g/L。每次起鉆前要搞短程起下鉆,測量循環周,確定油、氣、水的上竄速度在安全范圍內,方可起鉆。
雙保型納米乳液具有良好的頁巖抑制性能、潤滑性能和儲層保護特性,與體系配伍性強。進入油氣層前 100 米調整鉆井液性能,加入 KFT、HQ - 6 降低濾失量≤5ml,按 2% 加量投入納米乳液。
完鉆時加強大排量洗井,配合短起下鉆,采用水平井工藝測井時封入 2% 白油潤滑劑,下套管時再封入白油、塑料球各 2%,確保完井作業安全順利。
技術應用有效
2022年以來,強抑制聚合物潤滑防塌海水鉆井液體系在老 168-斜10井的應用取得了顯著效果。通過該體系的應用,不僅鉆井速度快、周期短,平均建井周期比原來縮短15天,而且節約了大批淡水供應費用。采用該體系在老 168 井臺共施工了 69 口井,均取得了良好的效果。同時,回收老漿在井臺新開鉆井中重復利用,取得了很好的經濟效益。目前,該體系已在公司海油陸采井中全面推廣。
老 168 -斜10井鉆井液體系的強抑制性,對軟泥巖地層的分散造漿、井壁垮塌起到了良好的控制作用。在全井施工過程中,采用小循環鉆進,鉆井液性能穩定,為鉆井作業的順利進行提供了有力保障。
選擇原油配合白油潤滑井壁,能夠有效降低磨阻。原油和白油吸附在井壁上形成油膜,具有 “不糊砂” 的特點,使得起下鉆過程順利,減少了卡鉆等事故的發生,提高了鉆井效率。
納米乳液與體系配伍性強,既能起到封堵作用,又具有良好的潤滑性能。它能有效提高靜切力和動切力到適當值,增強了鉆井液的攜巖能力,同時在油氣層保護方面也發揮了重要作用,確保了油氣層的開采效率和產量。