水基高效清洁钻井液技术在大位移水平井中的应用

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的;随着水平段的延长,钻井液注意了提高铵盐、KFT、磺化酚醛树脂等防塌降失水剂的适时加入,保持钻井液低失水及优质的泥饼,在保证钻井液合理流变性的基础上提高钻井液的护胶、造壁能力,并配合各种润滑剂以降低摩阻。上部井段中间起下钻前采用生物聚合物XC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。

4)二开钻井液润滑性的控制是该井钻井液施工的重点,在施工前期调研及室内实验的基础上,结合现场施工实际情况,该井段的钻井液润滑性控制立足在合理流变性基础上,以较高液相粘度、高质量泥饼配合足量高效润滑剂BM-1(加量在5%至15%)得以实现,全井段钻井液粘附系数控制在左右,完全满足了该井的施工。保证了大井眼长水平段套管的顺利下入。 (3)三开

三开钻穿的地层有:中生界(青山组、王氏组) 三开钻井液主要技术措施:

本井三开水平井段主要位于青山组和王氏组:为灰色、棕色、棕红色含砾砂岩、细砂岩、凝灰质砂岩与紫红色泥岩、砂质泥岩夹紫红色泥岩、紫红色泥质砂岩为主。由于该段是水平段,要求钻井液具有良好的抑制、润滑、防塌、携岩能力。

三开于2010年1月23日开始,依据施工方案将二开钻井液逐步转化为高效清洁钻井液体系。由于该井水平段长,摩阻大,钻屑遇水易于分散,对钻井液质量提出了较高要求,解决钻井液润滑防卡、强抑制和井壁稳定是技术关键。现场施工采用以下钻井液技术:一是选用高效清洁钻井液体系较好的满足了施工井段的抑制防塌性能;二是采用高效复合润滑技术有效地解决了长水平段水平井的润滑问题;三是采用钻井液与工程措施配合的短起下井眼修复技术,保证了起下钻畅通;四是钻井液粒度级配与固相控制技术,保证了遇水易分散松软地层的井壁稳定和钻井液性能稳定问题;五是室内与现场有机结合的钻井液性能检测跟踪控制技术,使钻井液性能满足了水平井的钻井要求。通过以上技术的实施,保证了该井的顺利完成。

具体现场钻井液施工措施为:

1)通过聚丙烯酰胺、胺基聚醇等不同分子量的聚合物在钻井液中的合理加

量以提高钻井液的整体抑制性,保持聚胺的含量在%以上,胺基聚醇含量在%以上,并随着水平段的不断增加,相应聚合物浓度适当提高来提高钻井液的抑制性,减少所钻钻屑的过度分散,配合稳定的pH值,以保证钻井液的稳定性。

2)、配合固控设备将钻井液固相控制在10%以下。钻井液密度控制在1.15g/cm3以保证钻井液性能的稳定,防止地层流体侵入钻井液,维持现场钻井液漏斗粘度在60S左右,保持较高的切力,根据现场振动筛返砂情况及摩阻变化,进一步提高钻井液的切力,以达到悬浮携带钻屑、减少岩屑床形成的目的,从而降低摩阻。

3)、在保证钻井液具有强抑制性的前提下,通过预水化膨润土浆、铵盐、硅氟稀释剂、GHM、磺化酚醛树脂等处理剂的合理使用,保证钻井液的胶体稳定性及防塌、造壁能力,调整钻井液漏斗粘度在65S以内,初终切力控制在3-5/10-12Pa左右,保证钻井液悬浮携带钻屑及清洁井壁的能力。

4)、在保证钻井液具有低失水、高质量泥饼的同时,通过高效润滑剂BH-1与BM-1的协同作用以降低钻井液的润滑系数,配合高质量的泥饼及钻井液较高的液相粘度以保证钻井液优质的润滑性。保证钻井液中各种润滑剂含量达到20%以上,配合固体润滑剂塑料大球与石墨粉以达到降低井下摩阻及扭矩的目的。

5)、保持现场固控设备全效运转,配合工程的短起下、通井等措施破坏岩屑床、键槽等井眼不利因素,保证了施工的顺利,后期有效降低了摩阻、扭矩。 通过以上措施的严格执行,高平1井三开顺利钻至4535m,期间起下钻均正常,在4014m井段,水基钻井液体系、常规定向钻具组合仍能实现滑动钻进,调整井斜、方位,足以证明三开钻井液施工的成功。 4.主要创新点

(1)研制的高效润滑剂BH-1,提高了钻井液体系的润滑性,大大地减少施工过程中钻井摩阻,采用的高效复合润滑技术有效地解决了该井的润滑问题,满足了大位移水平井的钻井要求。

(2)胺基聚合物有利于抑制粘土分散和钻屑的清洁,有利于保持钻井液的稳定性,减少或避免粘卡事故的发生。

(3)水基高效清洁钻井液具有良好的润滑抑制性、稳定性,也具有良好的携岩能力,清洁了井眼,保证了该井起下钻畅通,施工顺利,较好地满足大位移水平

井的钻井要求。

(4)成功地实现了二开大井眼一次将的技术套管下深,其中水平段长 (5)不但刷新了金平1井的纪录,还创出国内水平段最长3462.07 m,陆上油田水平位移、位垂比最大的两项最高纪录。该井的顺利实施体现了胜利油田大位移水平井的的实力。 5.推广应用前景

室内和现场应用的综合评价表明,研制的水基高效清洁钻井液体系具有优良的抑制性、润滑性、具有较强的抗污染性能,同时也具有良好的携岩清洁能力,满足了大位移水平井的钻井要求;同矿物油基钻井液相比降低了投资成本,减少了环保污染;施工井的成功实施也为海油陆采井的实施提供了技术支撑,有利于降低海油陆采钻井综合成本,具有广阔的应用前景。

6.主要研究人员

主要研究人员名单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

姓名 张 斌 张 妍 王 萍 吕照龙 张守文 乔 军 明玉广 刘从军 技术职称 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 高级工程师 助工 工程师 工作单位 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院 胜利石油管理局钻井院

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