孫亞榮

(中國(guó)石化勝利石油工程有限公司 鉆井工程技術(shù)公司泥漿公司，山東 東營(yíng) 257062)

復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系在濱425區(qū)塊的應(yīng)用

孫亞榮

(中國(guó)石化勝利石油工程有限公司 鉆井工程技術(shù)公司泥漿公司，山東 東營(yíng) 257062)

為提高濱425區(qū)塊采油效果，針對(duì)濱425區(qū)塊地層特點(diǎn)，研發(fā)了復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系，通過(guò)體系中處理劑“協(xié)同增效”作用，最大程度地減少鉆井液固相顆粒和濾液進(jìn)入儲(chǔ)層，提高了油層保護(hù)效果。該體系在濱425區(qū)塊25口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，施工過(guò)程中井壁穩(wěn)定，區(qū)塊日產(chǎn)油由28.6 t上升至63.1 t，自然遞減由15.7%降至7.8%，鉆井表皮系數(shù)-0.31。

復(fù)合鹽；防塌；低壓；低滲；保護(hù)油氣層

濱425區(qū)塊為灘壩砂低滲透油藏，目前處于低采油速度、低采出程度、低含水的“三低”開(kāi)發(fā)階段。油層埋深一般在2 200 m～3 200 m，鉆探目的層為沙四段，巖性以極細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，為砂泥薄互層灘壩砂沉積。壩砂平均滲透率19.9 mD，孔隙度15.7%；灘砂平均滲透率10 mD，孔隙度10.2%，屬于低孔、低滲儲(chǔ)層[1]。沙四段儲(chǔ)層溫度為102～121 ℃，地層壓力為25.2～32.3 MPa，屬于常溫常壓系統(tǒng)。針對(duì)濱425區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)的復(fù)合鹽低傷害鉆井液性能穩(wěn)定，體系中的處理劑通過(guò)“協(xié)同增效”作用，增強(qiáng)了油層保護(hù)效果，最大程度減少鉆井液固相顆粒和濾液進(jìn)入儲(chǔ)層[2，3]。

1 鉆井液施工的難點(diǎn)

1)上部地層明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營(yíng)組、沙河街組，鉆進(jìn)速度快，泥巖易水化膨脹造漿、砂巖易糊縮徑、引起下鉆遇阻劃眼，鉆井液要能夠抑制地層造漿，及時(shí)有效絮凝鉆屑；

2)沙河街組泥巖段易垮塌，鉆井液要具有良好的抑制封堵防塌性能，保證井眼穩(wěn)定；

3)儲(chǔ)層為砂泥薄互層灘壩砂沉積，砂巖多為灰色粉細(xì)砂巖、粉砂巖、淺灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰質(zhì)粉砂巖，泥巖以灰色為主，夾砂質(zhì)或白云質(zhì)、屬于低孔低滲地層，油層埋深一般在2 200 m～3 200 m，且為“低壓、低滲、低孔”三低油藏，油氣層保護(hù)技術(shù)難度高，鉆井液要具有良好的封堵抑制性，降低固相顆粒、濾液等對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

2 鉆井液體系優(yōu)選

根據(jù)地層巖性優(yōu)選的各井段鉆井液體系見(jiàn)表1。

3 分段鉆井液技術(shù)

3.1 一開(kāi)(0～201 m)鉆井液技術(shù)

一開(kāi)選用具有很強(qiáng)的懸浮攜帶能力和穩(wěn)定井壁能力的膨潤(rùn)土漿鉆井液體系，該體系基本配方為：3%～4%膨潤(rùn)土+0.1%～0.2%燒堿+0.1%～0.2%純堿+0.2%～0.3%KPAM。

表1 各井段鉆井液體系表(濱425-斜128)

1)一開(kāi)前，準(zhǔn)備100 m3預(yù)水化好的膨潤(rùn)土漿。膨潤(rùn)土漿配方：淡水+0.3%～0.5%純堿+0.1%～0.2%燒堿+3%～4%膨潤(rùn)土，按配方配好后，充分?jǐn)嚢杈鶆?，水?4 h。

2)鉆井液性能的要求：鉆井液粘度35～40 s，密度在1.05～1.10 g/cm3，鉆進(jìn)期間排量要求達(dá)到60 L/s 以上，鉆進(jìn)中逐步補(bǔ)充膨潤(rùn)土漿和膠液。

膠液基本配方：淡水+0.1%～0.2%燒堿+0.2%～0.3%KPAM。

3)強(qiáng)化固控工作，以100目振動(dòng)篩為主，除砂器、除泥器使用率100%，并配合使用好離心機(jī)，控制鉆井液中的無(wú)用固相含量為最低，鉆井液中含砂量<0.5%。

4)鉆完進(jìn)尺后，用10%稠膨潤(rùn)土漿清洗井眼一周，短起下鉆至導(dǎo)管。

5)下鉆到井底，大排量循環(huán)徹底清洗井眼，并用30 m3稠膨潤(rùn)土漿泵入井底封井，確保下套管、固井作業(yè)順利。

3.2 二開(kāi)(201～3159 m )鉆井液技術(shù)

3.2.1 二開(kāi)(201～900 m)直井段

主要鉆遇明化鎮(zhèn)組、館陶組，鉆井液主要抑制地層造漿，盡量減少鉆屑產(chǎn)生量，保證井徑規(guī)則，鉆井液配方：一開(kāi)井漿+10%氯化鈣水溶液+清水;

1)掃塞期間，將一開(kāi)鉆井液加入部分清水和1 t氯化鈣，控制鈣離子含量在0.2%，同時(shí)將鉆井液調(diào)整密度低于1.10 g/cm3，粘度28～29 s；

2)二開(kāi)開(kāi)鉆小循環(huán)鉆進(jìn)，配制濃度10%氯化鈣溶液，鉆鋌出套管后跟入氯化鈣水溶液，保證巖屑的有效絮凝，控制氯化鈣加量0.25 t/100 m，控制氯化鈣含量在0.2%；鉆進(jìn)中根據(jù)需要補(bǔ)充清水，控制鉆井液漏斗粘度在小于30 s、密度在1.15 g/cm3以內(nèi)；

3)鉆進(jìn)過(guò)程中，因上部地層造漿能力強(qiáng)，鉆井液出現(xiàn)流變性能不易控制，粘滯性增加的情況下，可提高Ca2+含量；

4)鉆進(jìn)中開(kāi)啟四級(jí)固控設(shè)備，及時(shí)清除劣質(zhì)固相；

5)起鉆換鉆具前，如果粘度低于33 s，加入0.1 t燒堿和0.04 t純堿配置封井漿封井。

3.2.2 二開(kāi)(900～2 200 m)斜井段

該井段主要鉆遇館陶組、東營(yíng)組，地層造漿嚴(yán)重，主要以增強(qiáng)鉆井液抑制性，抑制造漿為主。鉆井液配方：3%～5%膨潤(rùn)土漿+0.2%氯化鈣+0.2%PAM+0.5%LV-CMC

1)館陶組上部鉆進(jìn)繼續(xù)補(bǔ)充氯化鈣溶液抑制地層造漿，絮凝鉆屑，氯化鈣加量按0.25 t/100 m；

2)鉆進(jìn)至館陶組底部井深1 550 m左右停用氯化鈣，開(kāi)始補(bǔ)充PAM，膠液罐一次配0.8%PAM干粉膠液，大量跟入膠液，快速補(bǔ)充鉆井液中PAM含量至0.3%以上；

3)鉆進(jìn)中開(kāi)啟四級(jí)固控設(shè)備，開(kāi)離心機(jī)及時(shí)清除劣質(zhì)固相；

4)進(jìn)入東營(yíng)組鉆進(jìn)中根據(jù)需要及時(shí)補(bǔ)充PAM膠液，控制鉆井液粘度35 s左右，密度在1.15 g/cm3以內(nèi)；

5)進(jìn)入東營(yíng)組底部，加入0.5%LV-CMC，降低鉆井液濾失量，逐步控制中壓濾失量8 mL左右，粘度35～40 s，密度在1.15 g/cm3以內(nèi)，根據(jù)需要加入銨鹽調(diào)整鉆井液流型；

6)鉆進(jìn)中根據(jù)需要加入全油基潤(rùn)滑劑，控制摩阻系數(shù)小于0.1。

3.2.3 二開(kāi)(2 200～2 800 m)斜井段

該井段主要鉆遇沙河街組沙一、沙二、沙三段，沙河街組泥巖易水化垮塌，要增強(qiáng)鉆井液的抑制防塌性能。

鉆井液配方：3%～5%膨潤(rùn)土漿+0.5%PAM+0.2%CaCl2+7%KCl++0.3%～0.5%胺基聚醇+0.5%LV-CMC +1%納米乳液+2%～3%FT-1+1%DSP-2+2%～3%全油基潤(rùn)滑劑；

1)進(jìn)入沙一段繼續(xù)補(bǔ)充PAM膠液，逐步提高PAM含量至0.5%，同時(shí)緩慢加入胺基聚醇，進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井液的抑制性，逐步補(bǔ)充胺基聚醇含量至0.3%，控制鉆井液性能，粘度40～45 s，中壓濾失量小于8 mL，密度在1.15 g/cm3以內(nèi)；

2)進(jìn)入沙一底部跟入NaOH水溶液，將pH提至9，加入7%KCl，將CaCl2鉆井液體系轉(zhuǎn)化為復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系。加入1t LV-CMC、1 t DSP-2和2 t FT-1，降低鉆井液濾失量至5 mL，增強(qiáng)鉆井液的封堵防塌能力?？刂沏@井液性能，粘度35～45 s，切力2～5/4～10 Pa，pH值9；

3)沙二、沙三段配制PAM、胺基聚醇膠液進(jìn)行維護(hù)，維持PAM含量在0.5%，補(bǔ)充胺基聚醇含量至0.3%～0.5%，增強(qiáng)鉆井液的抑制性；

4)進(jìn)入沙三段逐步加入1%納米乳液，進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井液的封堵性能，減少濾液侵入，增強(qiáng)體系的油層保護(hù)性；

5)鉆進(jìn)中根據(jù)需要補(bǔ)充FT-1、DSP-2，提高FT-1含量至2%～3%，DSP-2含量至0.5%～1%，控制鉆井液濾失量小于5 mL，控制鉆井液粘度40～45 s，切力2～5/4～10 Pa，pH值9；

6)鉆進(jìn)中根據(jù)需要加入全油基潤(rùn)滑劑，控制摩阻系數(shù)小于0.1；

7)鉆進(jìn)中根據(jù)需要使用離心機(jī)及時(shí)清除劣質(zhì)固相，保證鉆井液清潔。

3.2.4 二開(kāi)(2 800～3 159 m)斜井段

該井目的層為沙四上純下亞段。該區(qū)沙四段巖心顯示，巖性組合為砂泥互層，儲(chǔ)層為灰色或淺灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和灰質(zhì)粉砂巖、泥巖呈灰質(zhì)或砂質(zhì)，以灰色為主；孔喉平均值1.34 μm，均值系數(shù)0.3，退汞效率54.2%，孔喉相對(duì)較小；壩砂平均滲透率19.9 mD，孔隙度15.7%；灘砂平均滲透率10 mD，孔隙度10.2%，儲(chǔ)層屬于低孔、低滲儲(chǔ)層；地層水總礦化度平均156 311 mg/L，其中氯離子含量平均90 512 mg/L，地層水為氯化鈣型。儲(chǔ)層特征要求鉆井液油氣層保護(hù)性能。

鉆井液配方：3%～5%膨潤(rùn)土漿+0.5%PAM+0.2%CaCl2+7%KCl+0.5%胺基聚醇+0.5%LV-CMC +3%FT-1+2%納米乳液+4%超細(xì)碳酸鈣+1%DSP-2+2%～3%全油基潤(rùn)滑劑；

1)鉆進(jìn)中配制PAM、胺基聚醇膠液進(jìn)行維護(hù)，維持PAM含量在0.5%，補(bǔ)充胺基聚醇含量至0.5%，增強(qiáng)鉆井液的抑制性；

2)根據(jù)需要補(bǔ)充DSP-2、FT-1，維護(hù)鉆井液中壓濾失量小于5 mL，HTHP濾失量小于15 mL；

3)進(jìn)入油層前采取相應(yīng)的油氣層保護(hù)措施：①提高胺基聚醇含量至0.5%、KCl含量至5%，增強(qiáng)體系抑制性，阻止和減緩了粘土表面的水化作用，降低黏土礦物水化造成孔隙污染堵塞；②補(bǔ)充DSP-2和FT-1的加量，形成光滑而致密的泥餅，進(jìn)一步降低濾失量，降低濾液的侵入量，減少濾液滲透污染儲(chǔ)層；③ 提高納米乳液的加量至2%，降低濾液向儲(chǔ)層滲透量；④加入4%1 200目超細(xì)碳酸鈣，同時(shí)提高FT-1含量至3%，兩者配合在井壁上形成一層韌性強(qiáng)、滲透率極低的暫堵屏障，提高鉆井液的封堵性能，阻止固相顆粒和濾液進(jìn)入儲(chǔ)層；⑤合理控制鉆井液密度，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)盡量走下限，根據(jù)需要逐步提高鉆井液密度，降低鉆井液固相顆粒侵入對(duì)儲(chǔ)層的污染[4，5]。

4)控制鉆井液粘度40～50 s，切力2～5/4～10 Pa，pH值9左右，濾失量小于5 mL，HTHP濾失量小于15 mL，密度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，根據(jù)需要加入全油基潤(rùn)滑劑，控制摩阻系數(shù)小于0.1；

5)鉆進(jìn)中根據(jù)需要使用離心機(jī)及時(shí)清除劣質(zhì)固相；

6)電測(cè)及下套管作業(yè)：為保證電測(cè)及下套管施工的順利，應(yīng)增加封井鉆井液的潤(rùn)滑性，電測(cè)及下套管作業(yè)前封井漿+2%DSP-2+2%固體潤(rùn)滑劑，保證電測(cè)和套管順利完成。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

1)表皮系數(shù)。復(fù)合鹽低傷害鉆井液完全能滿足施工要求，施工過(guò)程中鉆井液性能穩(wěn)定，易于維護(hù)。25口井在確保井壁穩(wěn)定的前提下均提前完鉆，最大程度上減少了鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的浸泡時(shí)間，據(jù)統(tǒng)計(jì)新鉆井表皮系數(shù)-0.31，有效降低了鉆井傷害。

2)采油效果。根據(jù)《勝利日?qǐng)?bào)》記載，該區(qū)塊日產(chǎn)油由28.6 t上升至63.1 t，自然遞減由15.7%降至7.8%。2013年10月，第一口應(yīng)用的生產(chǎn)井獲得突破，不壓裂直接射孔投產(chǎn)日產(chǎn)達(dá)到5.8 t，與同區(qū)塊的壓裂投產(chǎn)井產(chǎn)量相當(dāng)，從而打破了因?yàn)槌醍a(chǎn)太低不得已進(jìn)行壓裂的魔咒。

3)工程效果。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工統(tǒng)計(jì)，復(fù)合鹽低傷害鉆井液油層保護(hù)技術(shù)在濱425區(qū)塊完井25口井，25口井施工過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)任何復(fù)雜情況，平均鉆井周期縮短3.8 d，25口井平均井眼擴(kuò)大率降低至5.8%，電測(cè)一次成功率90%。詳細(xì)情況如表2所示。

表2 體系應(yīng)用井工程效果

5 結(jié)論

1)針對(duì)濱425區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一種復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系，該體系配方簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，易于維護(hù)。

2)復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系中的處理劑通過(guò)“協(xié)同增效”作用，增強(qiáng)了油層保護(hù)效果，最大程度減少鉆井液固相顆粒和濾液進(jìn)入儲(chǔ)層。

3)復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系在濱425區(qū)塊的應(yīng)用，使該區(qū)塊日產(chǎn)油由28.6 t上升至63.1 t，自然遞減由15.7%降至7.8%。

4)復(fù)合鹽低傷害鉆井液體系在濱425區(qū)塊成功應(yīng)用，已施工井的機(jī)械鉆速快，鉆井周期短，有效降低了儲(chǔ)層傷害，油層保護(hù)效果明顯。

[1] 劉磊，朱博華，劉顯太，等.中國(guó)灘壩砂勘探現(xiàn)狀與儲(chǔ)層基本特征分析[J].特種油氣藏，2013，20(5)：14-18.

[2] 李秀靈，陳二丁.低滲透油氣藏 “協(xié)同增效”鉆井液及其作用機(jī)理[J].鉆井液與完井液，2013，30(5)：18-21.

[3] 李秀靈，張海青，楊倩云，等. 低滲透油藏儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油化工應(yīng)用，2013，32(2)：10-12.

[4] 范文永，舒勇，李禮，等. 低滲透油氣層水鎖損害機(jī)理及低損害鉆井液技術(shù)研究[J]. 鉆井液與完井液， 2008，25(4)：16-19.

[5] 趙金洲，薛玉志，李公讓，等. 勝利油田鉆井過(guò)程中低滲油氣藏的保護(hù)對(duì)策[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，31(3)：148-151.

ApplicationofCompoundSaltLow-DamageDrillingFluidSysteminBIN425Block

SUN Ya-rong

(Drilling Engineering Technology Corporation， Shengli Petroleum Engineering Corporation Limited of SINOPEC， Dongying257062， Shandong， China)

In order to increase extraction result in Bin425block, compound salt low-damage drilling fluid system was researched and developed aiming at the formation feature. Treating agent strengthen the effect of reservoir protection by synergistic interaction, reducing solid particle and filtrates enter into the formation extremely. The drilling fluid was applied on25wells in Bin425oilfield. The wellbore was stable during the course of drilling. According to statistics, daily oil output of this block increased from28.6t to63.1t. Natural depletion decreases from15.7% to7.8%.The skin factor is-0.31.

compound salt; hole sloughing prevention; low pressure; low permeability; reservoir protection

2017-04-19

孫亞榮(1978-)，女，陜西咸陽(yáng)人，工程師，主要從事鉆井液體系研究和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研究工作，E-mail：drillingwell@163.com。

TE254

B

1008-9446(2017)06-0018-04