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飽和鹽水鉆井液的行業(yè)用途和示范

飽和鹽水鉆井液

 
  學(xué)科:鉆探工程
 
  詞目:飽和鹽水鉆井液
 
  英文:saturated salt-water drilling fluid
 

  釋文:用氯化鈉配制的飽和鹽水溶液。它的凍結(jié)溫度低(在攝氏零度以下),用以鉆進(jìn)永凍層;在巖鹽層鉆進(jìn)時,已飽和的鹽水溶液可以防止對井壁和巖心的進(jìn)一步溶解。在鉆進(jìn)其他鹽層,如光鹵石(鉀、鎂的氯化物)層時,要用飽和鉀鹽溶液;鉆進(jìn)石膏層時,用飽和的石膏(Cas04)溶液;鉆進(jìn)芒硝層時,則用Na2So4溶液;其他亦用相應(yīng)的飽和溶液進(jìn)行鉆進(jìn)。[1]?

  前言:采用連通井開發(fā)地下鹽,即在鹽層段進(jìn)行水平鉆井,鉆井液技術(shù)更顯得重要。針對舞陽、葉縣地區(qū)泥頁巖吸水膨脹、縮徑、坍塌、鹽膏層段鹽溶問題,研究出了一套以抗鹽聚合物A為主劑,適應(yīng)于連通鹽井鉆井的飽和鹽水鉆井液。對該鉆井液配方的優(yōu)選及性能評價表明,飽和鹽水鉆井液流變性好,濾失量低,抗污染能力強(qiáng),有利于井壁穩(wěn)定?,F(xiàn)場應(yīng)用表明,飽和鹽水鉆井液能抑制鹽層溶解、泥頁巖水化膨脹縮徑和砂巖段形成厚泥餅,利于水平井井眼軌跡控制;并且抗鹽能力強(qiáng),抑制效果好,攜帶能力強(qiáng),有利于水平井巖屑床的清掃,解決了因井徑擴(kuò)大導(dǎo)致起下鉆遇阻卡、事故頻發(fā)、主力開發(fā)鹽層撈不到鹽樣、水平段井眼軌跡不易控制及固井質(zhì)量差等問題,壓裂連通成功。
 

飽和鹽水鹽層水平井鉆井液技術(shù)
何振奎  鄧新華  孟懷啟  張國新
(中石化河南油田分公司工程技術(shù)研究院,河南南陽)
【摘  要】  鉆井液是鹽層鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一,它直接影響鉆井作業(yè)的成敗。采用連通井開發(fā)地下鹽,則在鹽層段要進(jìn)行水平鉆井,鉆井液技術(shù)更為顯得重要。通過近年來對舞陽、葉縣鹽業(yè)開發(fā)的現(xiàn)狀調(diào)查及室內(nèi)試驗,研究出一套以護(hù)膠降濾失劑A為主劑的適應(yīng)于連通鹽井鉆井的飽和鹽水鉆井液,并對其進(jìn)行了配方優(yōu)選、配方性能評價包括抑制性評價、潤滑性評價、抗污染評價?,F(xiàn)場試驗一組井,其中一口直井一口水平井,成功解決了泥頁巖吸水膨脹、縮徑、坍塌、非開發(fā)鹽膏層段鹽溶導(dǎo)致井徑擴(kuò)大起下鉆遇阻卡、事故頻發(fā)、主力開發(fā)鹽層撈不到鹽樣、水平段井眼軌跡不易控制及固井質(zhì)量差等問題。通過壓裂連通成功。
【關(guān)鍵詞】  飽和鹽水水平井鉆井液  處理劑優(yōu)選  配方性能評價  鉆井**  鉆井周期縮短

河南油田八、九十年代在葉縣、舞陽地區(qū)鉆井10多口,其中6口在H1-H2段上部1100~2200m鉆遇鹽巖層。大部分應(yīng)用聚合物抗鹽如聚丙烯酰胺-鐵鉻鹽、PAC141聚合物系列等鉆井液鉆井。井眼溶蝕嚴(yán)重,鹽層井徑擴(kuò)大率大于50%,有的井則更高,如舞4井的鹽膏層段1450~2410m的井徑擴(kuò)大率30%~120%,舞5井的鹽膏層段1450~2410m的井徑擴(kuò)大率為20%~74%。
2000年在該區(qū)塊重點(diǎn)探井田一井施工中,實施了欠飽和鹽水聚合物鉆井液技術(shù)。該體系具有較強(qiáng)的抑制性強(qiáng),抗污染效果較好,具有一定的防卡、防塌能力,保證了該井順利鉆探。基本滿足了鉆井的要求,但鹽膏層的井徑擴(kuò)大率等不盡如人意。
飽和鹽水鉆井液體系在河南油田的研究與應(yīng)用尚屬,利用飽和鹽水鉆井液開采鹽,而且在鹽層段應(yīng)用水平井技術(shù)鉆井更是一大新的課題。葉縣、舞陽境內(nèi)地下蘊(yùn)藏豐富的氯化鈉,利用直井或定向井開采其效果都不如利用水平連通井開發(fā)好。連通井有時采用一直一水平井,有時是兩口水平井,通過壓裂形成連通。在鹽層鉆井即要抗鹽污染,又要防止鹽層段鹽溶井徑擴(kuò)大,還要防止鹽層塑性流動(蠕動)縮徑造成卡鉆。
地下豐富鹽層的發(fā)現(xiàn)有力的支援了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)在兩地正在大規(guī)模開發(fā)。
1  存在的問題及鉆井液體系的確定
2004年葉縣所鉆的一口直井XL3-2井,應(yīng)用欠飽和鹽水鉆井液,當(dāng)鉆至設(shè)計井深1560m時發(fā)生粘卡,由于鉆頭水眼堵無法用解卡液解卡,采取各種措施撈出鉆桿31根,挽回了較大的經(jīng)濟(jì)損失,但終因下部環(huán)空固化無法倒扣套銑而報廢。損失時間113d,還有大量沒撈出的鉆具,經(jīng)濟(jì)損失巨大。
目前葉縣、舞陽施工的大部分井幾乎都采用欠飽和鹽水鉆井液,濾失量大,經(jīng)常出現(xiàn)井下復(fù)雜情況,如卡鉆、井塌劃眼、電測卡電纜、起下鉆遇阻卡、下套管不到底等情況。巖樣錄井總是撈不到鹽樣,事故多,鉆井周期長,嚴(yán)重影響了鹽礦的開發(fā)進(jìn)度。
因為要鉆的是鹽層厚度較大的直井或鹽層水平井,根據(jù)國內(nèi)外鉆鹽膏層的技術(shù)現(xiàn)狀,結(jié)合舞陽孟寨鹽礦的地層特點(diǎn),決定使用飽和鹽水鉆井液體系,其理由如下:
孟寨鹽礦采用連通井開采,一口直井一口水平井或兩口水平井對接,不管是哪一種都要鉆穿上部大段的鹽膏層、泥巖層夾層。如果使用淡水抗鹽鉆井液體系或欠飽和鹽水鉆井液鉆井,則在十多層甚至幾十層鹽膏層處會使鹽膏大量溶解,形成“大肚子”井眼,而在泥巖層又會使其吸水膨脹、剝落掉塊,結(jié)果給鉆井工作帶來很大的問題,也會導(dǎo)致固井質(zhì)量不合格。
使用飽和鹽水鉆井液則可完全避免上述問題。由于鉆井液濾液中NaCl或Cl-含量達(dá)到飽和,鉆遇鹽膏層時阻止其溶解,不會形成“大肚子”。另外由于飽和鹽水鉆井液具有很強(qiáng)的抑制性,當(dāng)鉆遇泥巖段時能夠抑制其膨脹、分散,保證井徑規(guī)則,井徑擴(kuò)大率小,起下鉆暢通、鉆井速度提高、水平段井眼軌跡易于控制并能保證固井質(zhì)量合格。
2  地理、構(gòu)造位置、地質(zhì)分層及巖性
礦區(qū)位于孟寨鄉(xiāng)境內(nèi),是一個以舞陽凹陷區(qū)域構(gòu)造背景,地層傾向為北偏東23º、傾角為6 º的單斜構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)斷層,礦體多層復(fù)式礦床,內(nèi)部礦層對比性好,厚度變化小,為典型的碎屑巖系硬石膏—石膏型礦床。該地區(qū)位于北緯30 º30´,東經(jīng)113 º37´,磁偏角為3.45º。主要開采層位是核1段22鹽群。
平原級+上寺組
上部淡黃色、灰黃色流砂層。下部淺黃色、灰白色、雜色細(xì)砂巖,礫狀砂巖與灰黃色、棕紅色泥巖呈不等厚互層,成巖性差。
廖莊組
頂部雜色礫狀砂巖,含礫砂巖夾棕色泥巖呈略等厚互層,局部夾雜色礫狀砂巖和棕紅色泥巖。下部雜色礫狀砂巖,淺灰色含礫砂巖與與棕紅色、灰黃色泥巖呈不等厚互層,局部夾淺灰色粉砂巖。
核1段
頂部雜色礫狀砂巖,含礫巖夾棕色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖。上中部為棕色、灰色泥巖與灰色含石膏泥巖,石膏巖,夾灰色泥巖,褐灰色頁巖,灰質(zhì)泥巖和含膏鹽泥巖。下部為灰色泥巖夾白色鹽巖為主要含鹽巖井段。
3  室內(nèi)研究
3.1  抗鹽鉆井液處理劑的優(yōu)選
(1)淡水基漿:在5000mL水中加入200g安丘產(chǎn)鈣膨潤土和12g碳酸鈉,高速攪拌20min,于室溫下養(yǎng)護(hù)24h備用。
(2)飽和鹽水基漿:在5000mL4%的膨潤土基漿中加入26%NaCl,高速攪拌20min,于室溫下養(yǎng)護(hù)24h備用。
將所需樣品加入基漿中,高速攪拌20min,于室溫下養(yǎng)護(hù)24h或室溫養(yǎng)護(hù)24h后再在一定溫度下滾動16h,在室溫下高速攪拌5min,用ZNS型失水儀測定鉆井液的API濾失量,用ZNN-D6型旋轉(zhuǎn)粘度計測定鉆井液的流變性。
(3)聚合物A、PAC141、FA367在飽和鹽水漿中的性能對比
在飽和鹽水基漿中分別加入A、PAC141和 FA367,實驗結(jié)果見表1。由表1可以看出,A的提粘效果和降濾失效果比PAC141、FA367好,粘度隨著加量增加而增加,濾失量隨著加量增加而降低,A濃度控制在0.7%~1.0%較好。
3種處理劑的飽和鹽水漿在80℃條件下養(yǎng)護(hù)16h測性能,結(jié)果見表2。兩種溫度條件下A體系的粘度和濾失量變化不大,而PAC141、FA367體系隨溫度增高粘度明顯降低,濾失量明顯升高,說明A的抗溫效果比PAC141、FA367強(qiáng)。
表1  聚合物A、PAC141、FA367在飽和鹽水漿中的性能對比
處理劑        加量/%        PV/mPa?s        YP/Pa        θ10″/Pa        θ10′/Pa        FL/mL
PAC141        0        6.0        2        0.5        1.0        158
        0.3        8        3        0.5        1.5        32
        0.5        11        3        1.0        1.5        29
        0.7        13        4        1.0        2.0        27.5
        1.0        16        5        1.5        2.5        18
FA367        0.3        9        3        0.5        1.0        31
        0.5        11        4        0.5        1.5        28
        0.7        14        4        1.0        2.0        27
        1.0        17        6        1.0        2.0        16
A        0.3        13        4        0.5        0.5        25
        0.5        19        6        0.5        1.0        12
        0.7        26        8        1.5        2.0        10
        1.0        30        11        1.5        2.5        9
表2  抗溫能力對比(80℃)
泥漿類型        溫  度        PV/mPa?s        YP/Pa        FL/mL
飽和鹽水基漿+1.0%PAC141        室  溫        16        5        18
        80℃        13        3        23
飽和鹽水基漿+1.0%FA367        室  溫        17        6        16
        80℃        14        2        21
飽和鹽水基漿+1.0%A        室  溫        30        11        7
        80℃        29        9        8
三種體系的抗溫降濾失性能如圖1。













圖1  降濾失性抗溫能力對比
(4)頁巖滾動回收率試驗
表3  頁巖滾動回收率評價結(jié)果
處理劑        溶液濃度    %        0.42mm篩回收率    %
清  水        0        15.4.
PAC141        0.7        68.1
FA367        0.7        73.6
A        0.7        88.7
試驗條件:在80℃下滾動16h

頁巖滾動回收率如圖2所示。










圖2  頁巖在三種處理劑溶液和中清水中的回收率
試驗采用舞5井1680m井段6~10目巖樣,用《泥頁巖理化性能試驗方法》進(jìn)行試驗,試驗結(jié)果見表3。由表3得知,相同溶液濃度條件下A的巖巖回收率明顯高于其余兩種處理劑,說明A的抑制性比PAC141、FA367的效果好。
綜合上述試驗結(jié)果,選A為飽和鹽水鉆井液體系主處理劑。
3.2  抗鹽鉆井液配方優(yōu)選
舞陽鹽層在1460m以下,0~1460m采用淡水鉆井液,飽和鹽水鉆井液是用上部地層淡水鉆井液轉(zhuǎn)化而成。上部地層淡水鉆井液基本配方:4%膨潤土+0.2%HPAM+0.2%MMH+0.5%SJ-2+0.4%DSJ-2,后面簡稱基漿。選擇A、SMP、HV-CMC進(jìn)行復(fù)配將基漿轉(zhuǎn)化成飽和鹽水鉆井液體系,實驗結(jié)果見表4。在配方1#淡水漿中加入鹽后,失水大幅度上升,性能變差。加入抗鹽增粘降失水劑A、抗鹽降濾失劑SMP、護(hù)膠增粘劑HV-CMC等,通過調(diào)整加量得到配方4#。該配方流變性好,濾失量低。
基漿:4%膨潤土+0.2%HPAM+0.2%MMH+0.5%SJ-2+0.4%DSJ-2
1#  基漿+26%NaCl
2#  1#+0.7%A+1%SMP
3#  2#+0.5%HV-CMC
4#  3#+1.0%A
5#  4#+0.5%RH-3
表4  飽和鹽水配方優(yōu)選試驗
配方        ρ
g/cm3        AV
mPa?s        PV
mPa?s        YP
Pa        Gel
Pa        APIFL
mL
基漿        1.03        37        26        11        2/5        5.0
1#        1.25        22        17        5        0.5/1        15
2#        1.25        31        22        9        0.5/3        7
3#        1.25        34        23        11        0.5/3        6
4#        1.25        36        26        10        0.5/4        4.6
5#        1.25        36        26        10        0.5/4        4.5
3.3  配方性能評價
3.3.1  抑制性評價
用舞5井1680m井段6~10目巖樣進(jìn)行試驗。分別稱取巖樣50g置于裝350mL溶液的養(yǎng)護(hù)罐中,在80℃條件下滾動16h后用0.42mm篩回收烘干測頁巖回收率,結(jié)果見表5。由表2.5可知,配方4#、5#的回收率*高,反映其抑制性*好。

表5  頁巖滾動回收率實驗結(jié)果
配  方        基漿        1#        2#        3#        4#        5#
巖樣
質(zhì)量        養(yǎng)護(hù)前        50.00        50.00        50.00        50.00        50.00        50.00
        養(yǎng)護(hù)后        25.10        36.15        39.35        39.80        44.60        44.70
滾動回收率  %        50.2        72.3        78.7        79.6        89.2        89.4
3.3.2  潤滑性評價
利用極壓潤滑儀和泥餅粘滯系數(shù)測定儀,評價了以上的潤滑性能,結(jié)果見表6。由表6可以看出,淡水基漿的潤滑性好,轉(zhuǎn)化成飽和鹽水后潤滑性變差,不利于水平段鉆井。加入潤滑劑RH-3后潤滑性明顯好轉(zhuǎn),潤滑系數(shù)達(dá)到鉆水平井的要求。
表6  潤滑性評價結(jié)果
配  方        基漿        1#        2#        3#        4#        5#
潤滑系數(shù)        0.1384        0.3172        0.2899        0.2657        0.2493        0.1391
泥餅粘滯系數(shù)        0.0855        0.1228        0.1191        0.1083        0.1089        0.0663
3.3.3  抗污染評價
由上述試驗結(jié)果得知,配方5#性能優(yōu)于其它配方。用舞5井1680m井段過100目篩巖樣粉對配方5#進(jìn)行污染試驗。在配制好的泥漿中加入頁巖粉,經(jīng)過80℃、16h滾動老化后測泥漿性能,實驗結(jié)果見表7。由表7可知,隨著頁巖加量的增加,泥漿的流變性變化不大,數(shù)值波動在允許的范圍內(nèi),說明體系的抗污染能力、抑制能力強(qiáng)。
表7  飽和鹽水鉆井液體系抗污染評價結(jié)果
序  號        頁巖粉
%        AV
mPa?s        PV
mPa?s        YP
Pa        APIFL
mL
1        0        38        27        11        5
2        3        39        27        12        5
3        5        41        30        11        4.5
4        10        43        31        12        4
4  小結(jié)
(1)選擇A為飽和鹽水主處理劑,其抗能力強(qiáng),抑制效果好,加量控制在0.7%~1.0%之間.
(2)優(yōu)選出的飽和鹽水鉆井液配方流變性好,濾失量低,抗污染能力,有利于井壁穩(wěn)定,滿足舞陽鹽層鉆井的需要。直井用配方:基漿+26%NaCl+0.7%~1.0%A+1%SMP+0.5%HV-CMC,水平井用配方:基漿+26%NaCl+0.7%~1.0%A+1%SMP+0.5%HV-CMC+0.5%RH-3。
5  現(xiàn)場試驗
5.1  JX1井飽和鹽水鉆井液試驗
構(gòu)造位置:舞陽凹陷孟寨次凹南部斜坡帶;設(shè)計井深1780m(垂深);目的層:核桃園組一段;完鉆原則:鉆穿22鹽群進(jìn)入底板5~10m完鉆;完鉆層位:核一段。
5.1.1  一開簡況
一開使用φ375.65mm鉆頭,鉆至井深259m,φ273mm表層套管下至井深257.90m。
一開使用膨潤土+CMC淡水鉆井液。鉆井液密度1.10g/㎝3,漏斗粘度FV50~60s。鉆進(jìn)順利,下套管順利。

5.1.2  二開鉆井液體系及維護(hù)
5.1.2.1  259~1460m井段
鉆具組合:φ241mm鉆頭+φ196.8mm鉆鋌×9.05m+φ203mm鉆鋌×54.82m+φ178mm鉆鋌×84.43m+φ127mm鉆桿至井口。鉆井參數(shù):鉆壓120kN,轉(zhuǎn)速90r/min,泵壓10MPa。鉆井液體系:MMH+聚合物鉆井液。維護(hù)與處理:在一開鉆井液基礎(chǔ)上,將MMH、水解聚丙烯酰胺按1:1的比例配制成0.4%的水溶液鉆進(jìn)時均勻加入,以控制上部泥巖地層造漿,提高鉆井液體系的抑制性,改善鉆井液流變性。將降濾失劑SJ-2T和DSFJ-2配制成5%(2:1)的水溶液隨鉆加入鉆井液中,以控制鉆井液濾失量、形成薄而致密的泥餅,以避免泥巖膨脹、剝落,避免在砂巖地層形成厚泥餅導(dǎo)致起下鉆遇阻卡。鉆井過程中保持振動篩、除砂器、離心機(jī)長期運(yùn)轉(zhuǎn),以*大程度地**鉆井液的有害固相,防止粘卡事故的發(fā)生。
鉆井液性能(如表8)。
表8  259~1460m井段鉆井液性能
密度
g/cm3        Funnel FV
s        中壓失水
mL        PV
mPa?s        YP
Pa        泥餅
mm        pH        含砂量
%
1.05~1.18        45~55        6        27        11        0.5        8~9        0.3
鉆進(jìn)過程中井下沒有發(fā)生復(fù)雜情況,如井塌、卡鉆、井漏、井涌井噴等。起鉆順利下鉆到底,開泵一次成功。
5.1.2.2  飽和鹽水井段1461~1750m
鉆具組合:φ241mm鉆頭+φ196.8mm無磁鉆鋌×9.05m+φ178mm鉆鋌×137.56m+φ127mm鉆桿至井口。φ178mm技術(shù)套管下至1565m。電測井徑平均井徑擴(kuò)大率為3.40%。鉆井起下鉆暢通無阻,各趟電測均順利到底,沒有卡電纜現(xiàn)象,下套管順利,固井質(zhì)量合格。
鉆井參數(shù):鉆壓120~160kN,轉(zhuǎn)速90r/min,泵壓10MPa。鉆井液體系:飽和鹽水聚合物鉆井液。維護(hù)與處理:
根據(jù)地質(zhì)設(shè)計,井深1465m將鉆遇**層膏鹽層,因此從1461m開始鉆井液體系的轉(zhuǎn)化。即從淡水聚合物鉆井液轉(zhuǎn)換成飽和鹽水聚合物鉆井液。
首先在鉆井液中加入0.7%~1%的抗鹽護(hù)膠降失水劑A,加入1%的抗鹽降失水劑SMP?,F(xiàn)場用管線接入了Cl-含量達(dá)120000mg/L的鹽水,此時將該鹽水加入鉆井液中,隨著鹽水的加入,鉆井液粘切上升、失水量增大,進(jìn)一步加入后粘切不斷下降,此時鉆井液中的Cl-約為120000mg/L,還沒有達(dá)到飽和,繼續(xù)向鉆井液中加入工業(yè)NaCl,檢測鉆井液濾液中Cl-的含量,當(dāng)達(dá)到189000mg/L時開始恢復(fù)鉆井。當(dāng)鉆至井深1468m時振去篩下可見白色石膏巖屑。
鉆井過程中要不斷地加入NaCl,使其始終達(dá)到飽和。不斷用0.7%~1%的A和1%的SMP控制鉆井液濾失量,將鉆井液濾失量維持在6~8mL,以防止泥巖膨脹縮徑垮塌和砂巖層形成厚泥餅。當(dāng)鉆井液粘度低于45s時,加入0.2%CMC(HV)水溶液將粘度調(diào)整至50s以上。飽和鹽水鉆井液pH值易下降,當(dāng)pH值下降至7.5鉆井液池面有氣泡時用1%NaOH水溶液提高pH值至9~10。
鉆井過程中要保持振動篩、除砂器、離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
工程措施上,每鉆進(jìn)100m進(jìn)行一次短程起下鉆,以破壞泥巖段的縮徑和砂巖層形成的厚泥餅。鉆井液性能(如表9)。

表9  1461~1750m井段鉆井液性能
ρ
g/cm3        Funnel
FV
s        中壓
失水
mL        泥餅
mm        pH        PV
mPa?s        YP
Pa        含砂量
%        摩阻系數(shù)
1.28~1.30        55~65        6~8        0.5        9~10        26        9        0.3        0.1423
1565~1750m為主要鹽層開發(fā)段,裸眼完井。
鉆井液流變性較好,其它性能也很好地滿足了井下實際要求。從撈得的巖樣看,10多層膏鹽和鹽巖層與所夾的泥巖層巖樣錄井清晰,特別是22鹽群鹽層厚達(dá)14m,而其它的兩個互隔1km的鉆井隊由于沒有使用飽和鹽水鉆井液,在巖樣錄井中沒有見到石膏和鹽巖。與井深、井型相同的鄰井相比,鉆井周期節(jié)約5d。
5.2  JX2水平井飽和鹽水鉆井液試驗
地理位置:舞陽縣孟寨鄉(xiāng)黑龍廟村北;構(gòu)造位置:舞陽凹陷孟寨次凹南部斜坡帶;設(shè)計井深1780m(垂深);測深1927m;目的層:核桃園組一段;完鉆原則:在22鹽群底板上140m處開始造斜,造斜半徑不大于140m。完鉆層位:核一段。
5.2.1  一開簡況
一開使用φ394.0mm鉆頭,鉆至井深251m,φ273mm表層套管下至井深250m。一開使用膨潤土+CMC淡水鉆井液。鉆井液密度1.10g/㎝3,漏斗粘度FV50~60s。鉆進(jìn)順利,下套管順利。
5.2.2  二開鉆井液體系及維護(hù)
5.2.2.1  251~1200m井段
鉆具組合:φ241mm鉆頭+φ197mm無磁鉆鋌×9.05m+φ203mm鉆鋌×55.84m+φ177.8mm鉆鋌×77.4m+φ127mm鉆桿至井口。鉆井參數(shù):鉆壓150kN,轉(zhuǎn)速90r/min,泵壓10MPa,排量30L/s。鉆井液體系、維護(hù)與處理同JX1井。
鉆進(jìn)過程中井下沒有發(fā)生復(fù)雜情況,如井塌、卡鉆、井漏、井涌井噴等。起鉆順利下鉆到底,開泵一次成功。
5.2.2.2  飽和鹽水直井段1201~1866m
(1)鉆具組合1201~1568m
φ241mm鉆頭+φ197mm無磁鉆鋌×9.05m+φ203mm鉆鋌×55.84m+φ177.8mm鉆鋌×77.4m+φ127mm鉆桿至井口。鉆井參數(shù):鉆壓150kN,轉(zhuǎn)速90r/min,泵壓10MPa,排量30L/s。
鉆具組合1568~1866m
φ152.4mm鉆頭+φ120mm單彎螺桿+φ88.9mm無磁抗壓鉆桿×9.5m+φ88.9mm鉆桿。鉆井參數(shù):鉆壓40kN,泵壓15MPa,排量10L/s。
(2)鉆井液體系
飽和鹽水聚合物鉆井液。
(3)維護(hù)與處理
維護(hù)處理方法與JX1井相同,鉆井液性能控制也與JX1井相同。本段平均井徑擴(kuò)大率為2.67%,起下鉆正常,固井質(zhì)量合格。
5.3  飽和鹽水水平段1866~1927m
5.3.1  鉆具組合
φ152.4mm鉆頭+φ120mm單彎螺桿+φ88.9mm無磁抗壓鉆桿×9.5m+φ88.9mm錐度鉆桿×300m+φ88.9mm鉆桿。
5.3.2  鉆井參數(shù)
鉆壓20~60kN,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速20~60r/min,泵壓15MPa,排量10L/s。
5.3.3  鉆井液體系
飽和鹽水聚合物鉆井液。
5.3.4  維護(hù)與處理
根據(jù)地質(zhì)設(shè)計,井深1265m將鉆遇**層膏鹽層,因此從1200m開始用飽和鹽水聚合物鉆井液。
用0.3%的抗鹽護(hù)膠降失水劑A,加入1%的抗鹽降失水劑SMP。將鉆井液濾失量維持在5~9mL,以防止泥巖膨脹縮徑垮塌和砂巖層形成厚泥餅。當(dāng)鉆井液粘度低于45s時,加入0.2%CMC(HV)水溶液將粘度調(diào)整至50s以上,將鉆井液粘度、切力調(diào)整到設(shè)計范圍,充分?jǐn)y帶巖屑,防止巖屑床形成。飽和鹽水鉆井液pH值易下降,當(dāng)pH值下降7.5鉆井液池面有氣泡時用1%NaOH水溶液提高pH值至9~10。每天檢測鉆井液中Cl-含量,當(dāng)其含量低于189000mg/L時繼續(xù)向鉆井液中加入工業(yè)NaCl,直至飽和。開始造斜時還要加入0.5%的潤滑劑RH-3,提高鉆井液的潤滑性,以防止粘卡事故的發(fā)生。
鉆井過程中要保持振動篩、除砂器、離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
工程措施上,每鉆進(jìn)50~80m進(jìn)行一次短程起下鉆,以破壞泥巖段的縮徑和砂巖層形成的厚泥餅。
5.3.5  鉆井液性能(如表10)
表10  飽和鹽水段1200~1927m鉆井液性能
ρ
g/㎝3        Funnel FV
s        中壓失水
mL        泥餅
mm        pH        PV
mPa?s        YP
Pa        含砂量
%        摩阻系數(shù)
1.28~1.30        55~65        6~8        0.5        9~10        28        11        0.3        0.1066
5.3.6  井下情況
鉆井起下鉆暢通無阻,鉆井液流變性好,攜帶能力強(qiáng)無巖屑床形成。全井鉆井液材料費(fèi)用:27.56萬元,鉆井液成本:138.28元/m。兩口井經(jīng)壓裂后連通成功。
6  結(jié)論與認(rèn)識
(1)研制的飽和鹽水鉆井液體系,成功完成兩對連通式鹽層水平井。
(2)在飽和鹽水鉆井液中優(yōu)選使用了抗鹽護(hù)膠能力強(qiáng)的A主處理劑,其抗鹽能力強(qiáng),抑制效果好,攜帶能力強(qiáng)有利于水平井巖屑床的清掃。
(3)研究開發(fā)的鹽井直井飽和鹽水鉆井液和鹽井水平井飽和鹽水鉆井液體系,滿足了現(xiàn)場鉆井要求,所用處理劑少。體系簡單、易維護(hù)。
(4)井下**無事故:起下鉆暢通、電測、下套管順利。
(5)有利于巖樣錄井,砂、泥、膏鹽、巖鹽層位分明,解決錄井撈不到鹽樣的問題。
(6)抑制鹽層溶解、泥頁巖水化膨脹縮徑和砂巖段形成厚泥餅,有利于水平井井眼軌跡控制和固井質(zhì)量合格。
(7)與相鄰的其它鉆井承包商所鉆的同類型井相比鉆井周期縮短4.5~5d。
參考文獻(xiàn)
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