0 引言
花107 區塊地層中, 上第三系以細砂巖為主, 滲透性強, 鉆進時鉆井液消耗量大;潿洲組尤其是潿三段則以紫紅色、綠灰色泥巖為主, 該處泥巖吸收鉆井液中的自由水及化合水易膨脹、分散, 造漿極其明顯, 且該層位可鉆性強、滲透性好, 易形成虛厚泥餅導致短起下和起下鉆困難;流沙港組一般為巨厚層狀的黑色泥巖, 該處泥巖地質埋藏深度大、大段聚集在一起在外界因素刺激下極易垮塌。在這一區塊的前期鉆井施工中多次出現縮徑、起下鉆具拔活塞, 嚴重到一定程度出現過大段劃眼等復雜情況, 對鉆井效益及井下安全產生了很大的傷害。針對這一實際情況, 要求所選用鉆井液體系能很好地克服上述問題, 實現安全、高效鉆井, 并保證施工時各項技術指標優良。作為磺化聚合物鉆井液的主體, 聚合物一般具有較大的分子量, 能有效的選擇性絮凝和抑制巖屑分散, 表現出較強的剪切稀釋性、觸變性和適宜的流型, 懸浮、攜帶鉆屑能力強, 洗井效果好, 能合理控制流型、減小對井壁的沖刷[1];在鉆井深度變大后及時采取磺化處理, 能有很好的抗高溫性能, 對下部地層安全施工有很大的保證性。綜上所述, 采用磺化聚合物鉆井液復配其他處理劑能優質、高效地完成該區塊的鉆探任務。
1 地質構造
本文中作為現場試驗的花107 區塊位于海南福山油田福山凹陷花場構造帶花107 斷塊;從地質分層上來講, 鉆井過程中從上而下鉆遇望第四系, 上第三系 ( 望樓崗組, 登樓角組, 角尾組, 下洋組) , 下第三系 ( 潿洲組, 流沙港組) 。
2 技術難點與應對方法
2.1 泥巖造漿率高
花107 斷塊潿洲組下部和流沙港組存在泥巖水化作用強, 粘土水化膨脹、分散現象嚴重的問題。這將導致大量的巖屑分散在鉆井液中, 引起粘度升高、固含增大, 嚴重時會造成粘連鉆具, 起下鉆困難。
對此, 我們采用高分子聚合物鉆井液, 其中的主聚物PAM的分子鏈中含有陽離子基團能夠以靜電方式中和鉆屑表面上部分負電荷, 從電荷理論著手減免粘土顆粒水化現象的發生, 增強鉆井液整體的抑制性;配合強力包被劑COATER, 使其強力吸附于鉆屑表面上, 有助于遏制大部分巖屑的水化分散, 從而達到清除有害固相的最終目的, 維持鉆井液的低固相。此外, 必要時還可以加入甲基硅油解決造漿率高之后粘度升高的問題。
2.2 鉆井液加重及壓差卡鉆
在外部市場鉆井一直把安全看的尤為重要, 為了使鉆井液的液柱壓力能很好的平衡地層壓力, 就需要大量且頻繁投入加重材料來提高密度, 這也是每口井的后期工作重點。由于頻繁投入加重材料導致固相含量偏高, 造成粘度、切力等相應增大, 潤滑性變差;而且隨著井深、井斜的不斷增加, 井底位移也在不斷加大, 井下虛泥餅增厚, 導致鉆具與井壁粘附和靜液壓差造成壓差卡鉆。
為應對這一復雜情況, 采取加入潤滑劑的方法, 調節潤滑性, 防止壓差卡鉆。通過分幾次加入極壓潤滑劑或聚合醇潤滑劑, 利用潤滑劑之間的協同兼備作用, 最終讓回轉鉆具與巖石之間的摩阻力有明顯的降低。
2.3 保護油氣層
鉆開油氣層的鉆井液, 既要滿足鉆井方面的基本訴求和地質勘察的精細要求, 也要滿足對脆弱油氣層的保護。
為滿足這一系列要求, 我們在即將鉆達儲層時, 投入油氣層保護劑——多架橋復配暫堵劑和低滲透成膜處理劑;加強對四級固控設備的使用, 防止因固相顆粒堵塞而造成油氣層損害;嚴格控制鉆井液中自由水的含量, 減少油氣層中侵入的濾液量。
2.4 提高鉆速
鉆井液性能對機械鉆速的影響很大, 大量無用固相的存在和固相含量持久居高不下會降低機械鉆速并縮短鉆頭的使用壽命。在鉆至泥頁巖地層, 鉆屑的水化作用也會導致鉆速下降。
因此我們通過合理地使用固控設備、勤放沉砂罐、降低固相含量、清除無用固相, 使其在全井中保持較高的機械鉆。另外, 通過降低塑性粘度、提高動塑比, 來減小噴嘴處的紊流流動阻力、增強流液對井底沖擊力等一系列措施也能對高機械鉆速提供可靠的技術保障。
3 現場應用
我隊在花107 區塊開鉆五口井, 目前已完井四口, 這五口井均采用磺化聚合物鉆井液, 其基礎數據如表1 所示。
通過上表可看出:采用上述鉆井液措施, 施工井鉆井順利, 鉆井周期普遍較短, 電測一次成功率較高, 提速提效效果明顯, 表明該鉆井液技術比較適合該區塊的鉆井施工。
4 結語
(1) 磺化聚合物鉆井液具有較強的包被、抑制性能、井眼凈化能力, 協同防塌劑具有良好的防塌能力, 滿足該區塊各層位的鉆井需要。
(2) 磺化聚合物鉆進液的性能較好調控;通過加入一些處理劑就可滿足全井中不同層位的各自需求。
(3) 現場應用中還是存在這樣一些問題:鉆探過快時, 無用固相不能及時清除, 難以維持低固相, 在潿洲組這類強造漿井段尤為厲害;而在強分散地層, 抑制力不能得到很好地滿足。
(4) 防塌的主要工作集中在流沙港組, 重中之重就是防止大段巨厚層狀泥巖的分解、剝離。因此進入流沙港組前, 復合型防塌劑、抗高溫降失水劑和多種潤滑劑的加入量一定充足, 并且做到及時, 這樣才能保證鉆井液具有良好的防塌、抗溫和潤滑性。
摘要：本文主要根據在現場實際中的應用, 對磺化聚合物鉆井液體系在福山油田花107區塊的應用有一個直觀的感受, 便于進一步優化磺化聚合物鉆井液體系。簡述了這一體系在現場施工的應用方法與技巧, 探討其在應用中的優缺點。通過現場應用其優點有:材料使用較為節省, 性能發揮較為穩定、現場應用性強, 鉆井速度快, 能較好地控制鉆井液總量, 對油氣層的損害小, 可防止井漏發生。此外也有不足之處, 如在鉆時過快時, 難以維持低固相;在強分散地層, 有時抑制性稍顯不足。
關鍵詞：磺化聚合物鉆井液,花107塊,低固相,抑制性
參考文獻
[1] 鄢捷年.鉆井液工藝學[M].山東東營:中國石油大學出版社, 2006, 178-179.