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苏47、苏48井区气井水平井钻井液技术
摘 要：苏47，苏48井区位于鄂尔多斯前旗，此区块目的层埋藏深，地层可钻性差，刘家沟有砾岩，水平段岩性非均质性强，夹杂泥岩较多，且普遍存在地层承压能力低，因此本区块施工难度大。本文即针对此区块施工难点，提出相应的解决方案，结合现场应用，在复合盐钻井液体系基础上强化封堵，突出化学防塌，保持井壁稳定，达到了斜井段、水平段防塌防漏的目的。
关键词：防塌 防漏 井壁稳定 强化封堵，化学防塌
一、前言
苏47，苏48井区是苏里格区块中较为复杂的井，在表层施工中流沙层较厚，钻井中易发生流沙层垮塌。二开至造斜段井深，地层非均质性强，机械转速较低，施工周期长，本段使用聚合物体系钻进，井壁稳定问题突出；自造斜段至入窗，石千峰石盒子组泥岩较厚，滑动效率不高，且易发生钻头泥包。并且石盒子地层还包含硬脆性泥岩，遇水极易发生膨胀，影响井壁稳定。水平段钻遇泥岩率高，势必要提高泥浆比重和抑制性，但提比重的同时地层承压能力较低，易发生井漏。因此再此区块施工一定要处理好井漏与井壁稳定的问题，同时强化封堵，及时封堵地层裂缝，并加大有机无机盐含量，提高化学防塌，进一步增强体系抑制性，降低地层坍塌压力，达到低密度钻井的目的。
二、施工难点分析
1.表层段流沙层较厚，导管未下入石板层，易发生流沙层垮塌。
2.安定、直罗、延长底部组易发生垮塌，延长上部易发生缩径。
3.刘家沟地层承压能力低，但是在斜井段，为了有效平衡地层压力必须提高泥浆比重，防漏问题就比较突出。
4.造斜段刚好位于石千峰泥岩段，且为棕红色泥岩，如果泥浆固相含量高滑动时易发生粘卡等。并且石千峰和石盒子地层属于水敏性地层，并存在微裂缝，吸水膨胀，容易使井壁失稳。
5.水平段钻遇泥岩率高，需将泥浆比重提高至1.301.25g/cm3以上来平衡地层坍塌压力，可石盒子组的地层承压能力较低，比重提至1.25g/cm3会发生漏失。
三、钻井液体系确定
1.直井段采用聚合物体系，配方：0.15%K-PAM+0.2%Z NP-1+0.1ZNP-1，以防塌、安全快速钻进为目的
2.斜井段使用强抑制无土相复合盐体系，配方：原浆+0.2-0.3%PAC +2-3% GD-K +0.2-0.3%JT-1 +1.5-2%SFT-1+3- 4%ZDS +0.1%NaOH +5%工业盐+3-4%甲酸钠。保证钻井液应具有良好的润滑性，携砂性能强，保证井壁稳定。
3.水平井段采用无土相酸溶暂堵完井液体系，配方为：0.1% PAC（CMC） +3-4%GD-K+ 2-3%SFT-1+4-5%ZDS +0.1%烧碱+甲醛适量（200kg）+ 15T工业盐+15T甲酸钠，通过钻井液粘切控制，提高携岩洗井的能力。
四、钻井液技术
1.表层施工技术
1.1导管一定下直，并且使用水泥回填好，表层流沙层采用白土浆钻进，要求粘度在50S以上，用白土浆打钻至进入石板层后开始转为低固相钻进，之后慢慢转化为聚合物钻进。
1.2表层打完后先用稠浆清扫，循环好后用预配好的滴流状白土浆封堵全井段，起钻时并连续灌浆，在起至导眼处时一定要慢，防止挂起导管。
2.直井段防塌
2.1安定，直罗，延长底部井段复配CWD-1和XL-007，并且加大聚合物K-PAM和ZNP-1的用量。泥浆性能保持在粘度30—32S，比重1.01—1.02g/cm3。
2.2对于延长上部易缩径井段，泥浆性能适当放开，粘度28—30S即可，并且适当加2吨KCl。
3. 斜井段刘家沟防漏。
3.1转化泥浆后随时观察泥浆消耗量情况，一发现有渗漏，及时补充DF-A进行随钻堵漏。
3.2在加入DF-A的同时可随钻缓慢加入石灰石粉和ZDS，增强封堵粒子的含量。
4. 斜井段井壁稳定
4.1 本区块井比较深，造斜点一般在3150米左右。所以应该在造斜之前将泥浆转化为复合盐体系。
4.2本区块泥岩段较长，钻进中一定要提高泥浆的抑制性。一方面保持井壁稳定，另一方面可以防止钻头泥包。具体方法为：
1）加入K-PAM、CWD-1增强体系的抑制性，特别是在易造浆的石千峰地
层要加大用量。
2）增大钻井液中无机盐和有机盐含量，使钻井液的矿化度远大于地层水的矿化度，有效的降低钻井液中水的活度，提高钻井液对地层的抑制能力。
5.强效封堵
由于石千峰石盒子井段有大段泥页岩，并且还有很多微裂缝，泥浆滤液由于毛细作用和压差作用进入这些裂缝，开始对泥页岩进行缓慢水化，在井壁内部形成较大的膨胀压，导致井壁周期性的剥落、坍塌，因此“双石层”强效封堵很是关键。对于本区块强效封堵体现很是明显，通过加入1.5% -3%SFT-1、3%-4%ZDS，1.5% -3%SMP-2对地层进行有效封堵，再复配加入2%XCS-3，聚合醇具有浊点，井底温度高时，以乳滴形式吸附于井壁上，不仅可以形成一层隔水膜，还可以再次对井壁微裂缝进行胶结、封堵，达到稳定井壁目的。并且通过强化封堵，可以使地层的承压能力进一步增强。
6.强化化学防塌，提高抑制性，降低地层坍塌压力，进而达到防漏防塌的目的
本区块地层承压能力都偏低，依靠物理防塌，提高钻井液比重维持地层坍塌压力会使井漏的风险加大，从苏47-2-34H、苏47-12-60H1、苏48-19-65H1、苏48-18-67H1施工情况看，这两个区块斜井段施工比重提至1.25 g/cm3以上时漏速都在3-5方/h，因此提比重一定要慎重，但是为了平衡地层地层坍塌压力，化学防塌就显得十分关键，现场中一定要做到：1）加大工业盐和甲酸盐含量，增强体系抑制性，降低钻井液体系中水的活度，保持钻井液矿化度大于地层流体矿化度，使地层水向井眼流动，这样泥页岩失水，强度增强，达到稳定井壁的目的。
2）斜井段使用的无固相复合盐体系首先突出的就是抑制性，在此基础上，再加入KCl，防止泥页岩中蒙脱石水化分散，进一步增强体系防塌能力。
7. 水平段防塌防漏
本区块水平段钻遇泥岩率高，为了保证井下正常和快速钻进的需要必须做到：1）在进入水平段钻进时必须在钻井液中提前加入4%—5%的NaCl和2%--4%的KCl，增强体系的抑制性。
2）砂岩地层钻进一定进尺可适量补充KPAM增强体系的抑制能力和润滑性；若伽马值大于120，钻遇泥岩超过30米，加入6-8%KCL，同时提高密度至1.25-1.30g/cm3；若伽马值大于120，钻遇泥岩段超过100米，则加入8-10%KCL，同时提高密度至1.40-1.45g/cm3，同时补充0.6%CWD-1，同时加重时控制固相含量。
3）如果在水平段发生漏失，漏速在1—3方/h时，可在体系中加入1—2?—A来进行封堵，漏速较大，加入DF-A效果不明显情况下，在体系抑
制性跟上前提下逐渐降低钻井液密度。苏47-10-58H水平段发生漏失，钻井液比重从1.30降为1.28后，泥浆消耗正常。
五、现场应用实例
苏48-18-67H1长庆定向井公司负责施工的一口水平井，直井段760-3150米，钻遇地层安定、直罗、延安、延长、纸坊、和尚沟、刘家沟、石千峰：斜井段3150---3779米，段长629米，钻遇地层：石千峰 、石盒子
1.直井段井壁稳定措施：安定，直罗，延长底部井段加入CWD-1和XL-007各300kg，并且在这些层位加大K-PAM和ZNP-1的含量，直井段钻进正常。
2.斜井段井壁稳定措施如下：
再造斜之前将泥浆转化为复合盐体系，具体加量如下
基浆300方+ 450kgCMC+ 5tCMS（淀粉）+ 400NaOH +5.5t SFT-1 +1tJT-1（降失水剂）+ 13t工业盐+8t甲酸盐+7t ZDS（超细）转换后钻井液性能为：
ρ：1.06-1.08g/cm3，漏斗粘度：40-44S；APIFL：5-6ml；pH8-9。
3.造斜后由于本区块泥岩段长，且为棕红色泥岩，吸水膨胀性强，在下入PDC之前将泥浆抑制性再次提高，具体方法为：
1）一次性加入CWD-1 2吨，提高泥浆的抑制性。
2）加大无机盐和有机盐含量，NaCl的加量在10%左右，WT-1的加量在5%左右。
3）每次补充钻井液量时，先预配30m3新浆，盐的加量保持在15-20%，确保补充的钻井液有强抑制性。
4）井斜在40°之前，提高泥浆比重主要靠有机盐和无机盐。
4.强效封堵，提高地层承压能力，处理好防漏与防塌的矛盾
该井在转换体系后，钻井液密度1.08g/cm3，出现漏速为1m3/h的漏失，及时加入1?-A进行随钻堵漏，并且加入1%SFT-1+2%ZDS+1%XCS-3对裂缝进行胶结、封堵；在进行化学封堵的过程中，依据井斜提高钻井液密度，井斜30°时达到1.13-1.15g/cm3，45°时达到1.23g/cm3，60°时达到1.25g/cm3以上。根据现场施工情况，密度超过1.25g/cm3，漏失量将增大，加入DF-A和QS-4后，体系承压能力增强，再根据起下钻井下情况，在密度1.27g/cm3时，起下钻顺利，无掉块、遇阻现象，因此确定钻井液密度上限为1.27g/cm3。