肯基亚克油田钻井液技术

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1、1肯基亚克油田钻井液技术肯基亚克油田钻井液技术范作奇 1 逯登智2 林建强3（青海油田井筒服务公司 甘肃敦煌）摘要摘要：西哈萨克斯坦滨里海盆地东缘肯基亚克构造带上的肯基亚克油田，因地址情况 极为复杂，喷、漏、塌、卡等复杂事故频繁发生，钻井成功率极低。选用两性离子聚合物 （聚磺）钻井液体系及配套技术，克服了大尺寸井眼大段泥岩的造降、井壁稳定、高密度 盐水钻井液的流变性控制、漏喷同层的压力控制等复杂问题。 关键词：关键词：管理 技术 高密度 复杂 一、引言一、引言 根据所钻哈萨克斯坦肯基亚克油田区域的地层特点，对于钻井和泥浆工艺可能存在的 潜在隐患：巨厚盐层溶解、塑性变形及硬石膏吸水膨胀所带来的井

2、眼失稳及盐、石膏对 泥浆性能的破坏；斜井段钻具贴靠井壁与高压差引起的压差卡钻；高密度、高矿化度 条件下泥浆流变性调整和大斜度井眼钻屑的携带；漏喷同层安全密度的控制（防漏、防 喷）和油气层保护；硫化氢对钻具的腐蚀。 鉴于上述问题，要求选用的泥浆体系突出下述技术特性：强的抗盐、钙能力和良好 的抑制性；优异的润滑防卡能力；优异的流变特性，避免斜井段岩屑床的形成；合 理的颗粒粒级分布，良好的封堵能力，以实现保护油层的屏蔽暂堵功效；良好的防硫除 硫特性及对钻具的防腐；高密度、高矿化度条件下良好稳定的综合性能，避免泥浆密度 的大幅波动诱发漏、喷等复杂情况。 为此，选用具备上述特性的“两性离子聚合物泥浆+两

3、性离子聚磺（饱和）盐水泥浆” 体系。二开前将泥浆转化为含盐量饱和的盐水泥浆，保持下部井径规则，避免盐溶形成 “大肚子”井眼。通过在体系中加入封堵防塌剂增强体系的防塌能力。采用液体润滑防卡 剂与固体润滑剂复配使用，强化泥浆的润滑防卡能力。油层前采用屏蔽暂堵技术改造井浆 为保护油层的钻井完井液。体系方案如下：井眼尺寸 （mm）层位井段(m)泥浆密度(g/cm3)泥浆体系660.4Q+K0-601.05-1.12两性离子聚合物泥浆444.5K+J +T160-6501.05-1.15两性离子聚合物泥浆311.1下二叠P1K650-37811.25-1.85两性离子聚磺饱和盐水泥浆215.9下二叠 K

4、T-I+石炭KT-3781-45331.92-2.02两性离子聚磺盐水屏蔽暂堵 防卡泥浆二、施工方案二、施工方案 1、导管（0-60 米） 1.1 般土浆的配制： 开钻前配制 100m3般土浆。配方为：清水 100m3+纯碱 700kg+土 10T，充分循环均匀， 静置水化 24 小时。 1.2 泥浆预处理： 开钻前，必须对般土浆进行预处理。配方为：100m3般土浆+0.3%FA-367+0.3%XY-272处理方案为:50m3清水+500 公斤 FA-367+500 公斤 XY-27 与 100m3般土浆混合。 1.3 泥浆维护： 开钻后，用 FA-367：XY-27=1：1 的比例配成 1

5、%的浓度复配胶液处理。即：清水10m3+50kgFA-367+50kgXY-27 2、一开（60-650） 2.1 一开泥浆的准备 导管固井时要做好泥浆的防水泥污染和回收工作，用导管井浆进行一开。 2.2 一开泥浆维护 一开泥浆维护处理的重点是控制地层造浆及保持合适的流变参数。应充分发挥四级固 控设备的效能，控制劣土含量，为二开泥浆打下良好的基础，处理上采用等浓度处理法， 保持泥浆中各种处理剂的有效浓度，尤其是胶液中的 FA-367 浓度不能低于 0.5%。 胶液配方为：FA-367：XY-27=1：1（1%浓度）或 FA-367：XY-27：JT-888=1：1：1（1.5% 浓度） 即：清

6、水 10m3+50kgFA-367+50kgXY-27 或清水 10m3+50kgFA-367+50kgXY-27+50kgJT-888 3、二开（6503781 米） 3.1 二开饱和盐水泥浆的准备二开后，很快就进入下二迭孔谷组盐层，为防止盐层大量溶解，上部泥岩、砂岩地层失 去依托而垮塌，二开前应在一开泥浆基础上，加盐将其转化为饱和盐水泥浆。方法是：二 开前，下钻至套管鞋处循环泥浆，泥浆总量约为 150 方， 在循环过程中加入胶液 30 方，胶液配方为：清水 30 方+500 公斤 FA-367+500 公斤 XY- 27+500 公斤 JT-888。然后通过水力混合漏斗按循环周均匀加入 3

7、%即 6 吨 SMP-2。在此基础 上，加盐 35%使泥浆中含盐量达到饱和，加烧碱调整 PH 值，在加盐的过程中如粘度、切力 偏低，可干加 JT-888、CMC 护胶，干加 FA-367 提高粘度、切力。注意在转化前必须清理泥 浆罐。二开泥浆配方为：67%般土 + 0.2%纯碱+ 0.3%烧碱+ 0.81.0%FA-367 + 0.50.6%XY-27 + 1%JT-888 + 0.5%CMC + 3%SMP-2 + 35% NaCl； 转化后应达如下性能: 钻井液密度（g/cm3） 1.251.32 PH 7.08.0 漏斗粘度 (s) 6080 塑性粘度（mPa.s） 2030 屈服值 (

8、Pa) 810 总固含 (%) 20 MBT 般含（g/L） 4555 静切力(Pa) 13/310 API 滤滤失量量（ml/30min） 5 Cl-含量（ppm） 1710419104 3.2 二开泥浆的维护 二开井段主要为巨厚岩盐层夹石膏层，偶夹陆源碎屑岩，地层基本无造浆性，在钻进 过程中泥浆中的粘土颗粒会逐步消耗，同时泥浆中的粘土颗粒受电解质影响，胶体分散性 和聚集稳定性被削弱，情况严重时，泥浆失去结构特性，以至难以悬浮加重剂，因此维护 处理的重点是保护泥浆中粘土颗粒的胶体稳定性和保持泥浆中粘土颗粒的合适含量，提供 钻井泥浆必须的携带和悬浮能力。具体来说应通过保持泥浆中足够的处理剂含量

9、来提高泥 浆的抗盐、钙能力，并及时补充水化好的般土浆来弥补般土颗粒的消耗，保持或提高泥浆 密度、切力，保证在需要加重的井段能及时提高泥浆密度，以平衡深部盐层井段的变形压3力。顺利钻过下二叠统（P1）孔谷阶（P1K）的复杂盐层。 推荐维护处理配方和方法为： 正常维护：FA-367：XY-27：JT-888=1：1：1，2.03.0%浓度复配胶液； 护胶降失水：通过水力漏斗均匀干加 JT888、SMP-2、CMC； 提高粘度、切力：通过水力漏斗均匀干加 FA-367、CMC；补充泥浆量：充分预水化的般土泥浆（土含量至少 10%） ，加入前用 2%SMP-2、1%JT-888 护胶预处理； 3.3

10、预水化般土浆的储备 从地质设计（附表）来看，盐层厚度约为 3000 米左右，即使不考虑泥浆的正常耗损， 仅二开后井眼的填充，即需要泥浆体积 240 m3，因此二开井段需大量补充般土泥浆。为此 二开前应至少准备 100 方般土基浆备用(土含量为 10%).配方为： 清水 100 m3 + 纯碱 600Kg + 烧碱 100Kg + 般土 10 T 加入井浆之前，用 3%SMP-2、1%JT-888 护胶预处理； 34 提高泥浆粘度、切力的方法 在盐层中钻进，易出现泥浆粘度、切力低，加重困难，可采用补充 10%预水化土浆 (用 SMP、JT-888 护胶)，同时从水力混合漏斗干加 0.5%SMP-

11、2、0.2%CMC，0.3%FA-367 的方案处理。 在盐层或石膏层钻进，每天应加入适量烧碱和纯碱，以维持合适的 PH 值和沉除钙离子。35 泥浆密度的确定 泥浆密度以能够平衡盐层侧压力为原则,根据井下情况适时提高泥浆密度，但开始加重 的井深不应晚于 2200 米；加重前在泥浆中加入 2%的润滑剂 HY-203，降低摩阻系数，改善 泥浆润滑性，预防压差卡钻。 4、三开（37814533 米） 4.1 三开泥浆的准备 原则上用二开泥浆作三开基浆，但因二开泥浆工作周期较长，坂土含量高，不能适应 三开的高密度泥浆要求，根据二开泥浆情况用适量胶液作稀释处理，以保证三开深井段的 泥浆质量。具体方法是，

12、固井后，除套管内泥浆外（约 150 方） ，循环罐内泥浆全部转入储 备罐作备用泥浆并清罐，然后配制胶液。 4.2 胶液的配制 三开前配制 30-50 m3胶液。配方为： 清水 30 m3 + 225Kg FA-367 + 300Kg XY-27 +225Kg JT-888 4.3 三开泥浆预处理 按循环周加入胶液，并通过水力混合漏斗干加 1-2 吨 SMP，加重使密度达到 1.92 g/cm3。按设计要求调整最终的泥浆性能,然后三开 44 三开泥浆配方及性能 三开泥浆配方为： 34%般土 + 0.2-0.3%纯碱+ 0.2-0.3%烧碱+ 0.5-0.75%FA-367 + 0.6-0.8%X

13、Y-27 + 0.5-0.6%JT-888 + 3%SMP-2 +2%EP-1 +3%ZD-1 + 2022% NaCl； 三开泥浆性能为： 钻井液密度（g/cm3） 1.922.02 PH 79.5 漏斗粘度(s) 70120 塑性粘度（mPa.s） 6080 屈服值(Pa) 1020 总固含(%) 40 MBT 般含(g/L) 3040 静切力(Pa) 25/10204API 滤失量（ml/30min）4 Cl-含量（ppm） 1410415104 HTHP 滤失量（ml/30min）10 泥饼摩察系数 Kf 0.08 4.5 三开泥浆维护 三开泥浆维护处理的重点是保持泥浆在三高（高密度、

14、高温、高矿化度）条件下良好 稳定的性能，包括泥浆的热稳定性、防卡、防塌能力和流变性，避免因泥浆性能的大幅度 波动诱发漏、喷、塌等井下复杂事故。要保持泥浆性能的稳定，关键是作好以下三点： 1、保持泥浆中含盐量的稳定； 2、保持泥浆中各种处理剂浓度的稳定； 3、充分高效的使用机械固控设备，减少地层钻屑在泥浆中的积累； 为此三开泥浆必须采用等浓度维护处理法，即加入泥浆中的胶液，其含盐量和主要处 理剂的浓度应与泥浆中的含盐量和处理剂浓度相当,尤其是胶液中 FA-367 的含量应保持在 0.5%左右。同时强化振动筛的使用，筛布规格至少为 110 目或更细。 推荐的维护处理配方为： 清水 20 m3 +

15、4.0 吨 NaCl + 100Kg FA-367 + 200Kg XY-27 + （100 Kg JT-888） + 600 Kg SMP-2为此三开泥浆必须采用等浓度维护处理法，即加入泥浆中的胶液，其含盐量和主要处 理剂的浓度应与泥浆中的含盐量和处理剂浓度相当. 需要特别指出的是，FA-367 要连续使用，全井使用，并保持合理的含量。该处理剂既 可提高泥浆抑制性、包被钻屑，控制地层造浆，又可调节流型，保持泥浆良好的剪切稀释 特性和控制粘土颗粒处于适度的颗粒分布状态，抑制粘土颗粒高温分散引起深井阶段泥浆 流变性恶化。 三、复杂情况的预防及处理三、复杂情况的预防及处理 1、预防压差卡钻 在大斜度定向井施工中，因重力作用，钻具易贴靠在井眼下井壁上，形成大面积的接 触，在压差作用极易发生压差卡钻，因此斜井施工对泥浆的防卡能力有极高的要求。本井 三开后，泥浆密度高、压差大（约 8Mpa） 、固相含量高、裸眼井段长，尤其是斜井段较长 和井斜角接近水平，压差卡钻的几率极大，能否从泥浆工艺的角度解决压差卡钻问题，关 系到本井的成功与否。本井采取液体润滑剂与固体润滑剂复配的方式提高泥浆的润滑防卡 能力。具体方法是： 1.1 在直井段钻进，以液体润滑剂为主，加量为 2%。 1