发布时间 : 星期一 文章中东沙特地区复杂地层钻井液适应性分析与应用更新完毕开始阅读5ec13916172ded630a1cb601
摘 要：沙特区块存在流沙层、石膏层、完全漏失层、易塌易卡的泥岩层、高压盐水层、含硫化氢层、高温高压气层，因此对钻井液的要求高。根据地层情况在上部大井眼流沙层施工中，使用高浓度膨润土一聚合物钻井液；在软泥岩、砂泥岩、石膏层施工中，使用高膨润土含量的kc1-phpa不分散钻井液；在白云岩完全漏失层施工中，采用清水盲钻技术；在深部地层使用无膨润土相kc1抗温钻井液；使用含有随钻堵漏剂的堵漏浆进行随钻堵漏，保证了该区块强渗漏性砂岩地层的正常钻进。现场应用结果表明，该套钻井液体系具有性能稳定、抑制性强、润滑性能好的特点，携岩洗井效果好，可有效防止钻井液对疏松地层井壁的冲刷，维护井眼稳定，并具有良好的防塌效果，抗盐、抗钙、抗硫化氢污染能力强，保证了深部复杂地层的快速钻进，满足了沙特b区块复杂地层钻井的要求，有效提高了钻井速度。
关键词：水基钻井液；井眼稳定；抗污染；井眼净化；沙特b区块
沙特王地区地层复杂，钻井周期长，勘探开发难度大，没有取得实质性进展。随着近年油价上涨和钻井技术的进步，对该区块进行风险勘探开发。b区块表层复杂，采用大量技术套管封固复杂地层，以保证顺利钻达目的层。 1 钻井液技术难点
1）上部地层。沙特b区块井深0～200 m为流沙层，井深200- 600 m 为严重水敏性的砂泥岩层，井深600～800 m为纯石膏层，井深800～1100 m为裂缝发育的灰岩、白云岩地层，井深1100～1 500m为水敏性强的淤泥层和易坍塌掉块的硬脆性泥岩层。施工中均发生表层套管遇阻、遇卡的情况。在流沙层钻进时，井壁极易坍塌，导致下表层套管困难和卡套管事故不断。严重水敏性的砂泥岩地层极易发生钻头泥包，影响钻井速度及井下安全。在较纯石膏层钻进时，钻井液不同程度地出现石膏污染，引起钻井液流变性变差，滤失量变大，泥饼质量变差等复杂情况。所有的井在上部白云岩地层都发生过井漏，漏失段长达300 m，漏失速度从渗漏到有进无出，使用随钻堵漏、桥塞堵漏、静堵、水泥堵漏等方法均无效。 2 优化钻井液配方
1）一开和二开采用mi―gel钻井液，并在二开井段使用lub167作润滑剂，不控制该体系的黏度、滤失量等性能指标。配方如下： 膨润土+0.2 降滤失剂pac（r）+0.1纯碱+0.1 烧碱 ；2） 三开用聚合物低固相钻井液，其密度为1.03g/cm3。滤失量为10 ml、黏度为60～69 s、塑性黏度为5～9 mpa?s、动切力为13～17 pa，配方如下。井浆+4 增黏剂mi―gel+0.2 pac（r）+0.2 9/6增黏剂xc―polymer+2 降滤失剂polysal+2 抑制剂asphasol3）四开用抑制防塌性能良好的无膨润土相kc1聚合物钻井液。用xc―polymer、polysal、pac（r）控制钻井液滤失量；用防塌剂soltex、asphasol等优化泥饼质量，提高钻井液的封堵防塌能力；用kc1抑制地层造浆，用pac（r）、xc-polymer调节钻井液流变性，严格控制膨润土含量。使用固控设备尽量降低钻井液中有害固相含量，维护钻井液性能稳定，保持钻井液密度为1.02～1.33 mpa?s。，黏度为46～65 s，api滤失量为5 ml，塑性黏度为15～40mpa?s，动切力为842 pa，配方如下。0.3 xc～polymer+ 5 kc1+ 0.4 9/6 pac（r）+2 polysal+2 9/6asphasol4）五开、六开使用无膨润土相kc1抗高温钻井液，使用xp一2o调节流变性，kc1抑制地层造浆，用重晶石对钻井液进行加重。严格控制钻井液膨润土含量，利用固控设备尽量降低钻井液中有害固相含量，优化钻井液性能，保持钻井液密度为1.6～1.88 g/cm3。黏度为46～60 mpa?s，滤失量为4 ml，塑性黏度为15～40 mpa?s，动切力为8～20 pa。 3 钻井液技术
聚合物低固相钻井液在4口井施工中，其性能基本能满足钻进要求，保证了连续施工，特别是在完全漏失层和下部高温高压地层中施工正常。 3.1 三开
该井段是完全漏失层，使用聚合物低固相钻井液。在井深672.39～1 266.44 m 白云岩
地层钻进时，钻井液完全漏失，每天漏失200m。钻井液。采用清水盲钻，环空注入钻井液帽稳定井壁，接单根前使用7.95 m。稠浆携砂洗井，多次短程起下钻通井使井壁畅通等技术措施，保证了完全漏失层的连续施工。配制密度为1.2g/cm3。黏度大于100 mpa?s，含有asphasol的稠浆洗井，防止下部aruma泥岩缩径、坍塌，顺利下人473 mm套管。 3.2 四开、五开（1 200～4 220 m井段） 在1 529～2 430 m井段将钻井液密度从1.08提高为1.28 mpa?s。压稳了含硫化氢地层；将密度提高为1.43 g/cm3。防止了sudalr地层坍塌；将密度提高为1.54 g/cm3。压稳了unazah地层高压盐水层；使用纯碱清除石膏污染，使用碳酸锌清除硫化氢等技术措施，保证了在钻进过程中的钻井液性能稳定。通过及时维护和处理钻井液，保持其性能稳定，满足了井下安全，钻进、取心正常，测井、下入 339 mm和 244 mm套管顺利。fras一1井四开1 450～2 385 m井段为严重漏失层，在砂岩地层钻进时，配制的新浆中含有lcm（中细云母）、细粒核桃壳、随钻堵漏剂c-seal，降低了钻井液漏失量。在钻井液中加入降黏聚阳离子纤维素pac―ul、asphasol、supreme和koh，改善了泥饼质量，降低滤失量为5～7 ml，解决了砂岩地层缩径。 4 钻井液技术改进
一开套管在41 m被卡；二开钻至井深415 m 时，钻头完全泥包， 762 mm套管不能通过井深113 m。mi―gel钻井液在上部地层钻进过程中及钻井液性能控制方面存在如下问题。 4.1 抑制性差.使用pac、改性淀粉、xc聚合物，由于分子量太低，分子结构不适合于对泥岩地层进行强抑制。
4.2 滤失量偏高.下套管前钻井液滤失量为22 ml，造成泥岩水化膨胀使钻头泥包、砂岩段形成虚厚泥饼，起下钻遇阻。原因是配制钻井液时，膨润土预水化时间不够，过早加入聚合物，导致膨润土不能继续水化，滤失量根本无法控制。 4.3 黏度和切力太低.由于钻井液黏度和切力太低，对井壁冲刷严重，易造成流沙层井塌及砂泥岩互层段形成糖葫芦井眼。提高钻井液黏度时，过分依赖聚合物。现场实验表明，在钻井液中膨润土含量低的情况下，聚合物对提高漏斗黏度有效，但对提高切力及携砂能力效果较差。根据该区上部地层特点及钻井液存在的不足，改换了钻井液体系。在流沙层钻进时采用了膨润土一聚合物体系，保持膨润土含量大于9，黏度大于100 mpa?s，防止了流沙层坍塌；在砂泥岩、软泥岩段采用了kci―phpa不分散钻井液体系，严格控制钻井液滤失量小于12 ml，保持膨润土含量大于6，phpa聚合物含量大于0.3，防止砂、泥岩地层缩径；保持黏度大于100 mpa?s、润滑剂lub167含量为2 ，保证井眼畅通。高浓度（>10 ）膨润土浆必须采用淡水配制，预水化时间应超过16 h。