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1、泥浆技术服分务公司滨海油田中深层是大港油田公司勘探的主战场，针对滨海油田地层特性和控压钻井技术对钻井液的要求，我们对钻井液体系和现场施工技术进行了优化，优选既能保证安全钻井，又有利于发现和保护油气层的抗高温盐水钻井液体系。室内评价和现场应用表明：抗高温盐水钻井液体系性能稳定，能够满足砂泥岩地层控压钻井时井壁稳定和抗地层流体污染的需要，取得了较好的效果。 一、滨海油田地层特点 二、井身结构及技术难点 三、钻井液体系评价 四、现场应用 五、效果评价 六、认识与建议 一、滨海油田地层特点 滨海油田北大港构造带是大港油田公司勘探的重点区块，所钻遇地层为上第三系和下第三系，主要目的层为沙河街组，其沙一段
2、地层主要以深灰色泥岩，砂质泥岩为主，夹细粉砂岩及泥质砂岩，泥质粉砂岩，成岩性较好，层理和微裂缝发育；沙二段地层以深灰色泥岩，灰色砂质泥岩，细砂岩为主，夹少量泥质粉砂岩，灰色砂岩；沙三段地层主要为深灰色泥岩夹浅灰色细砂岩。二、井身结构及技术难点 1）井身结构滨海油田所施工井多数为定向井，如果目的层为 沙一段，则为三开井；如果完钻层为沙三段，则为 四开井，三开封沙一中的低压层。2）技术难点为了及时发现并保护油气层，从2007年开始，滨 海油田部分中深层探井在目的层井段采用控压钻井 施工，因此，钻井过程中的井壁稳定、抗地层流体 污染、钻井液高温稳定性及储层保护成为钻井液技 术必须解决的难点。 井壁稳
3、定由于东营组地层和沙河街组地层全部采用控压钻井技术施工，要 求钻井液密度略小于地层孔隙压力，而该地层泥岩成岩性较好，层理 和微裂缝发育，因此，很容易发生井壁失稳。 抗地层流体污染由于采用控压钻井，钻井施工过程中地层流体会不可避免地侵入 井筒内，而地层流体中含CO2、HCO3-、CO32-和可溶盐，如果钻井液与 地层流体不配伍，地层流体对钻井液性能造成破坏，影响钻井液的稳 定性，导致井下发生事故与复杂。 钻井液抗温稳定性由于滨海油田地层温度梯度较高，一般井深达4000m时，井底温 度达到160-170，加之控压钻井条件下钻井液被侵污，因此，钻井 液的热稳定性成为中深井施工过程中的技术难点。 储层
4、保护由于所钻井全部为探井，储层资料不足，虽然钻开储层时采用控 压钻井，但完井和起钻时都必须压稳储层，因此，钻井液的固相和液 相进入储层是不可避免的，从而造成储层损害。2）技术难点 三、钻井液体系评价 基于滨海油田的地层特性和钻井方式对钻井液体系的要求，在对比分析不同钻井液体系特性的基础上，初步确定抗高温盐水聚合物钻井液体系为控压钻井井段钻井液。由于储层资料欠缺，因此，将成膜封堵油层保护技术用于滨海油田。配方1：4%膨润土浆（300ml） 1.0%SDT108 4%SD-102 3%SD -201 3.0%SDT109 3%磺化沥青 1%SD-505 7%KCl（重晶石 加重至1.8g/cm3）
5、配方2：4%膨润土浆（300ml） 1.0%SDT-108 5%SD-102 3%SD-201 4.0%SDT109 3%磺化沥青 1.0%SF260 3%白油 17%KCl（重晶石加重至1.8g/cm3）配方3：3%膨润土浆（300ml） 1.2%SDT108 5%SD101 4%SD -201 3.0%SDT109 3.5%磺化沥青 1.0%SF260 3%白油 0.3%Span-80 1%QS-2 7%KCl（重晶石加重至1.8g/cm3）配方4：4%膨润土浆（300ml） 1.2%SDT108 6%SD101 3%SD -201 3.0%SDT109 4.0%磺化沥青 1.5%SF26
6、0 3%白油 7%KCl（重晶石加重至1.8g/cm3）1）配方优选及抗温性实验 由表1实验表明：配方3老化前后流变性、滤失性相对最好，能够 满足现场施工，因此，该配方为现场实验基本钻井液配方。1）配方优选及抗温性实验 2）抑制性评价 采用滚动回收的方法确定体系抑制性强弱，采用沙河街岩 心180、16h滚动回收评价结果见表。钻井液体系中加入一定量的KCl可以大大的提高体系的抑 制性，提高了体系的防塌能力。3）抗污染试验 由于体系用于控压钻井，因此，污染物主要来源于地层中 碳酸根污染以及岩屑粉污染，体系对两种污染进行了评价， 结果见表3.实验表明：体系抗钻屑污染能力和抗碳酸根污染能力均比较 强，
7、能够满足现场钻井施工要求。4）储层保护试验 采用港339井沙河街天然岩心进行保护油气层效果评价， 在动态污染的条件下进行渗透率恢复值的测试，测试效果见 表4、表5。体系实验结果表明动滤失效果较低，渗透率恢复至达到 80%以上，油气层保护较好效果。四、现场应用 自2008年1月至2009年3月在歧口凹陷中深层累计开钻探井35口，完井33口，其中定向井30口，最大井斜59.48，最大井底位移2642.98m。完成井中采用抗高温盐水聚合物钻井液施工了6口井，在目的层井段采用了控压钻井技术，平均井深5003m，最深井达到5583m，较好地实现了发现并保护油气层的目的。一开井段采用预水化膨润土浆,钻完设
8、计井深后必须大排量洗井,起钻前 注入粘度为50-60s的稠浆,以利于表层套管的下入。二开井段采用聚合物钻井液。对于存在流沙层的地区可以用一开膨润土 浆钻完水泥塞后全部替掉,然后再用优质预水化膨润土浆进行二开 预处理;对于其它地区可以直接用一开膨润土浆进行预处理。每钻进1m补充2-3kg聚合物,保持钻井液具有强的抑制地层造浆 能力, 控制粘度为30-45s,明化镇地层井段适当放宽滤失量，馆陶 组地层钻井液控制滤失量小于8ml，定向前加入适量低荧光润滑剂 ,控制钻井液摩阻小于0.10,以满足造斜、增斜、稳斜井段各种施 工的需要。1）各井段钻井液技术措施 三开和四开井段配浆准备：检测原井浆的膨润土含
9、量，依据现场钻井液总量预留适量 井浆，其它井浆全部放掉，并将循环罐和井筒全部替换为清水。钻井液配制：加药顺序为盐、大分子聚合物、防塌材料、提粘剂、降滤失剂和润滑剂等处理剂，然后按比例混入井浆或膨润土浆。要求：控制体系的膨润土含量为15-20g/l，最后加重至所需密度，调 整好钻井液性能，再循环6-8小时，使钻井液性能稳定后在开钻。如果不 能满足一次完成钻井液配制，可分批配制，分段顶替换浆，但开钻前必须充分循环、陈化新浆。 1）各井段钻井液技术措施 三开和四开井段钻进过程中根据钻井进尺和钻井液消耗量，按配方配制钻井液， 满足钻井施工需要；如果钻井液性能不能满足井下施工，可根据实际情况补充相应的
10、处理剂，调整钻井液性能；控制钻井液动塑比大于0.35Pa/mPas,钻进时若携砂效果仍不理 想,可用稀或稠段塞钻井液洗井；钻进时若转盘负荷大,起下钻附加拉力大,可在钻井液中加入0.5- 1%塑料微珠或0.5-1%极压润滑剂,以保证井下安全。1）各井段钻井液技术措施 每次起钻前必须进行短起下钻，检测油气上窜速度，以此作 为钻井液密度调整的依据。提高钻井液密度后，必须起钻至技套 内静止一个起下钻及其它作业周期，然后再下钻循环，检测油气上窜情况，检验该密度能否满足安全起下钻及从事其它作业的需 要，如果不能，则必须提高钻井液密度，再重复前述步骤，直到 满足安全施工要求。下钻到底后，按安全操作规程开泵，
11、循环正 常后启动离心机，降低钻井液密度，达到控压钻井要求后，再恢 复钻进。1）各井段钻井液技术措施 进入目的层前对钻井液进行改造，降低钻井液中的固相含量 ，降低钻井液的滤失量，控制中压滤失量小于5ml，控制高温高 压滤失量小于15ml，加入成膜封堵剂等油层保护添加剂，将钻井液转化为保护油层钻井完井液。钻进过程中控制钻井完井液密度，在保证井壁稳定的前提下 ，尽量走低限，满足探井发现油气层的要求；根据钻井速度和 钻井液消耗量补充油层保护剂和其它处理剂，保持良好的钻井 完井液性能，减少事故复杂的发生，加快钻井、完井速度，缩 短油层浸泡时间。2）储层保护措施 中途完井及完钻前50-10Om对井浆进行全
12、面分析,补充各种相 应处理剂，调整好钻井液性能；钻达设计井深后提高排量循环 洗井，根据实际情况采用稀段塞或稠段塞洗井，并进行短起下钻，检验钻井液密度能否压稳地层，井眼状况能否达到电测要 求，如果不能满足井控及电测要求，必须进行反复调整；起钻 电测前根据井眼情况决定裸眼井段钻井液粘度和打封闭钻井液 的配方,以利于电测。下套管前采取同样措施,保证下套管顺利 。3）中完及完井措施 五、效果评价 1）井壁稳定效果好使用抗高温盐水钻井液的6口井，通过体系 中KCL镶嵌和大分子聚合物包被抑制协同作用， 确保钻井液的强抑制性，较好的控制了泥岩的 坍塌，施工中没有掉块和缩径现象，各井的多 次起下钻均畅通无阻，
13、完井电测顺利，平均井 径扩大率小于8.79%。五、效果评价 2）高温稳定性强维持钻井液中KCl的有效含量在5-7%，并通 过使用SMP-II配合抗高温抗盐降滤失剂来控制 钻井液的滤失量，使钻井液具有较好抗高温稳 定性，流变性能易于调整，每次下钻到底钻井 液的粘度、切力、流变参数变化幅度小，钻进 的过程中返砂正常。起下钻、电测等长时间静 止后下钻中途开泵顺利，没有憋高压现象，没 有高温增稠、减稠现象，高温高压滤失量控制 在15-18 ml。五、效果评价 3）抗污染能力滨深1井和滨深24井原设计在控压井段采用淡水钻 井液体系，钻遇高压盐水层时钻井液被严重污染，经 过多次处理无效，被迫将钻井液体系更
14、换为抗高温盐 水钻井液，施工过程中虽然地层流体继续侵入井筒内 ，现场井浆CO32-浓度最高达到12896.85mg/l，未对钻 井液性能造成影响，钻井液性能稳定，仍能保持一定 的负压差继续控压钻进。在此后的几口井施工中，再 未发生钻井液被地层流体污染而导致钻井停工的现象 ，这表明：抗高温盐水聚合物钻井液抗污染能力强， 能够满足控压钻井的需要。五、效果评价 4）储层保护效果好在钻井液中加入成膜封堵剂，减少了钻井液滤 液和有害固相的侵入，完成井平均渗透率恢复值 86.45%。钻进时见到良好的油气显示，四口井实现 钻进点火成功，两口井实现下钻循环测后效期间放 喷点火成功。经电测解释，也获得勘探成果，
15、其中 滨深1井发现16.5m/6层油气层，经试油获得工业油 流，滨深31井完井试油获得高产工业油流。六、认识与建议 1）抗高温盐水钻井液体系的整体抗温性能达到180，满 足5000m左右深井的钻井施工要求。2）抗高温盐水钻井液体系抗盐、钙污染能力强，能够满足 滨海油田控压钻井对钻井液的要求。3）抗高温盐水钻井液抗CO32-、HCO3-污染能力强，现场井 浆CO32-、HCO3-含量最高达到12896.85mg/l时，钻井液性 能能够保持稳定。4）抗高温盐水钻井液技术成功应用，解决了沙河街长裸眼 段砂泥岩地层实施欠平衡控压钻井井壁稳定的技术难题 ，对探井控压钻井起到了保障作用，建议在滨海油田中 深层井广泛推广使用。泥浆技术服务分公司
