发布时间 : 星期四 文章水基高效清洁钻井液技术在大位移水平井中的应用更新完毕开始阅读
金平1井位于济阳坳陷东营凹陷金家－柳桥缓坡构造带中部，该地区下第三系地层由北向南逐渐抬升，层层遭受剥蚀，馆陶组地层直接覆盖其上。本井钻遇地层从上到下依次为新生界第四系平原组，新近系明化镇组和馆陶组，下古近系沙河街组的沙四段。上部地层成岩性差，造浆严重；下部沙河街地层岩层疏松含有砾石易坍塌，且含有泥岩混层，也易造浆。 工程简况
金平1井于2008年3月29日一开钻进，井深112m。4月1日二开钻进，造斜点330 m，一趟钻钻完整个斜井段，井深774.7m，平均造斜率在20°/100m左右，套管下深774.39m。4月11日开始三开水平段钻进，至2008年5月1日21:30完钻，完钻井深2128m，井斜°，方位°，垂深592.9m，位移1636.43m，水平段长1356.55m，位垂比。该井井身结构见表4.
表4 金平1井井深结构
开次 一开 二开 三开
井眼直径/mm×深度/m
×112 × ×2128
套管直径/mm×深度/m
Φ508×
现场施工情况
（1） 一开井段（0～112m）：
该井段平原组地层以棕黄色粘土及松散砂层为主，地层可钻性好、易坍塌。钻井液配浆开钻，钻进期间采用低浓度聚合物溶液进行维护，保持钻井液粘度在40～45s，完钻后加入%的生物聚合物，循环30分钟后将井内钻井液粘度提至60s以上，顺利下入表层套管。 （2）二开井段（112m～）：
二开为造斜稳斜井段，针对地层易水化膨胀和井眼大、钻时快，钻井液性能难控制的特点，利用水基高效清洁钻井液体系的抑制和润滑性能，配合高分子聚合物包被抑制作用，增强了钻井液的抑制能力，提高了钻井液的润滑性，保证了钻井施工的顺利进行。在具体施工过程中，将一开钻井液用%的聚合物胶液冲稀，用纯碱消除水泥塞污染后，进行二开钻进。钻井过程中大量跟入浓度为～%的聚合物胶液提高钻井液抑制能力以抑制地层造浆，利用铵盐调节钻井液流型，采用
大排量、低粘切钻进。
进入造斜点后，进一步控制地层造浆，逐渐加入润滑剂，增加钻井液的润滑性；加入降滤失剂控制钻井液滤失量，改善泥饼质量，保持钻井液性能稳定。随井深增加，井斜增大，及时补充润滑剂量。合理地使用固控设备，减少有害固相在钻井液中的含量，最大限度地清除钻井液中的无用固相。加强工程措施，依井下情况，定时定长进行短起下作业，避免岩屑床的形成，确保井下安全。二开结束提高粘切，充分循环，确保套管顺利下入。 （3）三开井段（～）：
三开为水平段，水平位移大。随着井深增加，岩屑携带难度增加，摩阻、扭矩逐步增大，因此保持井底清洁、提高钻井液润滑能力，降低钻井过程中的摩阻和扭矩是施工的关键。在室内实验的基础上选用乳化润滑钻井液体系。具体施工过程如下。 ① ～1450 m
调整二开钻井液，控制粘度40s左右，进行三开钻进。钻进30m以后，逐步补充防塌剂、降失水剂，严格控制在失水5mL以内。
井深钻进至1036 m后开始出现大段紫红色泥岩，造浆及缩径严重，再加上进尺较快，劣质固相来不及清除，钻井液粘度、切力上升，流型差，给钻井液处理维护带来很大难度，我们加入高浓度高分子聚合物及高分子絮凝剂增强钻井液抑制性抑制地层造浆，加入铵盐调节钻井液流型对井壁进行有效冲刷，并开启四级固控设备清除固相，确保正常钻进。 ② 1450～2128m
随着水平段长逐渐增加，我们逐步提高乳化润滑剂BH-1含量至3%以上，进一步提高钻井液的润滑性，适当控制钻井液的粘度、切力和流变参数，使钻井液具有较强的携砂能力。钻进时坚持做好短程起下钻，配合工程采用2柱一短起，4柱一长起的措施，清除岩屑床，保持井眼清洁。
随着水平段的进一步增加，润滑问题显得更加突出，钻井液保持润滑剂BH-1的含量达到5%，提高钻井液的润滑性能，降低摩阻和扭矩，控制极压润滑系数<，保证起下钻作业摩阻在设计范围内，确保每一次起下钻能够顺利进行。 加强一级固控，充分使用三级固控设备，振动筛使孔径为 （100目）的筛网，
保持固相在设计范围内。为保证测井成功率，通过短程起下钻消除水平段岩屑床，保持井眼清洁。顺利完成了该井的施工。创当时陆上石油位垂比最大纪录。 在高平1井的应用
高平1井是胜利油田2009年所布的一口重点预探井，该井为浅层大位移超长水平段水平预探井，该井自2009年11月29日一开至2010年3月15日完钻，历时108天，采用水基高效清洁钻井液体系，最终钻至加深井段4353米井深，创国内陆上水平钻井三项指标： 1).技术套管下深水平段最长记录：米。 2).水平段最长记录：米。3).位垂比最大记录： 技术难点
1）高平1井为浅层大位移水平井，水平段长、位垂比大，携岩问题是本井的难点之一；
2）润滑问题是该井的又一技术难题，如何保证钻井液体系的润滑性，保证井下安全，成为本井的技术难点；
3）流变性控制技术。本井上部地层易于造浆，邻井资料显示，该井地层松软，极易分散，不利于钻井液流变性的控制。要求钻井液具有良好的抑制性，有效抑制粘土的水化分散，有利于固相清除。 现场钻井液施工情况 （1）一开
一开次钻穿的地层：平原组。一开钻井液主要技术措施：
一开采用混浆开钻，井深超过200m后用纯碱促使粘土水化分散，控制流型，使用好固控设备,搞好钻井液净化。
钻完一开井深，充分循环洗井，起钻前可加入%的LV-CMC增粘剂提高钻井液粘切，使钻井液粘度维持在45s以上，保证了表层套管顺利下入井底。
性能：密度～1.08 g/cm3，漏斗粘度：40～50s。 （2）二开
二开次钻穿的地层有：平原组、明化镇、馆陶组、中生界 二开钻井液主要技术措施：
该井段钻遇明化镇组、馆陶组、青山组。地层成岩性差，泥岩较软且砂层发育，易缩径，易粘卡；钻井液主要以抑制地层造浆、携带岩屑、润滑为主，确保安全钻进为目的。井眼大，岩屑携带困难，容易形成岩屑床。
高平1井二开施工期间，采用高性能清洁钻井液体系，钻井液处理本着低固相、强抑制、优良润滑性、合理流变参数的原则，以小型试验为先导，以工程工况表象及所钻地层岩性为依据，在全效使用现场固控设备的前提下，确定钻井液各项性能参数，钻井液处理立足于上部30°以前井段低粘低切，中后期井段立足于低粘、适当切力及良好的润滑性，下部井段在进一步提高润滑性的基础上适当控制失水以保证井壁稳定。施工期间钻井液处理及时、得当，注意钻井液处理剂的合理搭配，保持钻井液各种处理剂的有效含量并及时补充，钻井液各项性能均稳定，克服了长水平段携岩、润滑及井壁稳定问题，上部井段中间起下钻前采用较高浓度膨润土浆、生物聚合物XC、LV-CMC及烧碱封井提高钻井液粘切的办法以利悬浮钻屑，确保起下钻畅通。在工程措施的配合下，克服了斜井段及以上井段缩径、键槽现象，保证了起下钻畅通，目的层中生界井段部分岩性含有硅铝酸盐及硫化氢，经过有针对性的处理，保证了钻井液优良的流变性能。钻完进尺后，通过调整钻井液性能，适当降低钻井液粘切、提高钻井液润滑性等工作保证了中完电测的顺利，下套管前通井时调整钻井液性能，采用1%润滑剂、2%塑料大球封水平段的方法，确保大尺寸技术套管的顺利下入。 实施的具体措施为：
1）二开上部井段采用不同分子量聚合物合理搭配，保持聚丙烯酰胺、天然高分子絮凝剂、胺基聚醇及有机胺等高效抑制剂在钻井液中的有效含量，全面提高钻井液的整体抑制性及抗粘土能力，随着井深增加，适当提高钻井液中聚合物的有效含量，提高钻井液的抗污染能力及辅助润滑能力。
2）、高效使用四级固控设备，振动筛采用120到150目筛布，至二开后期采用180目筛布，配合聚合物的包被絮凝以达到严格控制钻井液固相含量的目的；二开井段所钻地层钻时快，钻屑侵入量大，中后期随着水平段的不断增长，钻屑重复研磨，增加了钻井液固相控制的困难，在现有的固控设备无法满足施工需要时，采用适当置换部分钻井液的方式保证了钻井液性能保持强抑制条件下的低粘低切。
3）二开钻井液流变性的控制立足在合理聚合物浓度、较低土相含量基础上，采用铵盐、硅氟稀释剂等处理剂使二开上部钻井液保持低粘、低切，中后期适当增加钻井液切力，配合高排量、工程短起下以达到清洁井眼、悬浮携带钻屑的目