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苏里格气井水平井钻井液技术方案.docx

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苏里格气井水平井钻井液技术方案.docx

上传人:前程似锦教育 2022/12/7 文件大小:54 KB

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苏里格气井水平井钻井液技术方案.docx

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苏里格气井水平井钻井液最关键的技术是井眼净化、 大斜度井段“双石层”和水平段泥
岩的垮塌、预防 PDC钻头的泥包、润滑性、产层保护等。
基本情况
直井段:保持了本区块直井、定向井钻井液方案。
斜井段:继续采用强抑制无土相复合盐钻井液体系。水平段:采用无土相酸溶暂堵钻井液体系。
技术难点
苏里格区块直井段安定底直罗组、延长底部纸纺组顶部易垮塌。
苏里格区块刘家沟组与石盒子组地层承压能力低,普遍存在渗透性漏失和压差性漏失。尤其是苏5区块漏失最为频繁。
“双石层”、煤层和水平段泥岩的垮塌,是导致水平井易发生复杂和故障的致命的因素。
如何优化钻井液体系、性能、组分, 通过钻头选型,水力参数优化,是预防 PDC钻头泥包
和提高斜井段机械钻速的关键。
如何通过改善泥饼质量,提高钻井液的润滑性是水平井钻井液防卡润滑的关键。
技术方案
表层技术方案
表层钻井液配方
表层及导管钻进严格按 《苏里格气田表层钻井液技术》 执行,打导管采用白土浆小循环,
导管打完后固定、找正、坐实、水泥回填,侯凝

2-3

小时,开钻过程中监控导管情况。
若流砂层未封住(流沙层

50米以上),采用白土浆钻井,

%CMC+5-6%白土,密度:

3

,
粘度:40-50s

;钻穿流沙层

50-80

米之后,采用低固相钻井液体系,密度

:,粘度:31-35s


若流砂层已完全封住,用清水聚合物钻井液体系,配方为

%CMP+%ZNP。-1钻井液性能:
密度:

3,粘度

:31-32s


下表层表套前技术措施
打完表层后配白土浆(约

40-50

方)密度:

-,粘度:

40-50s

,采用地面小循
环清扫井底后打入井里封固裸眼井段,

起钻连续灌白土浆, 确保井口流沙层段为白土浆,


止下表套过程中流沙垮塌。
二开直井段技术措施
二开提前预水化聚合物胶液
利用候凝搞井口期间提前预配聚合物胶液
300方,%K-PAM+%ZNP-1+%CMP。
二开进入安定组前50米钻井液上罐钻进,根据粘度高低适量加入
K-PAM、ZNP-1,每
钻进50-70米清洗1次锥形罐,性能达到:粘度≥31s,密度≤
3,钻进中分2-3
次加
入吨XL-007,钻穿直罗100米后下罐采用大池子循环,在延长组底部
100米钻井液再次上
罐钻进,分2-3次加入吨XL-007及其它化工,进入纸纺组100米后下罐采用大池子循环
(主
要针对苏里格)。
每班随时开振动筛观察返出岩屑,判断井下情况,及时作出处理,
补充新浆配方%K-PAM+%ZNP-1+%CMP,缓慢、分次混入,做好泵压变化记录,防止误判
断井下、钻具故障。
每天或起钻前稠浆、大排量清扫。
斜井段技术措施
斜井段钻井液配方及维护
直井段钻完后根据井下情况,可用稠浆清扫,保证井筒清洁,有利于滑动定向。
掌握转化时机。井斜达到15°左右转化钻井液体系(根据井下情况和井队加药品快
慢),转化时加入抗盐、抗高温处理剂,严禁加入不抗盐、不抗高温的其他处理剂,
转化
主处理剂为:GD-K、JT-1、PAC(CMC)、SFT-1、SMP-2、ZDS、WT-1及工业盐等。
钻井液体系转化配方:原浆++2-3%GD-K++%SFT-1+3-4%ZDS+%NaOH+5-10%工业
盐+3-4%有机盐
控制性能:密度: -,粘度:38-42s ,FL:6-4ml,PH:8-9,动切:5-10
Pa
加药顺序:按上述配方以循环周先后交替加入 PAC、GD-K、JT-1、SFT-1、ZDS,打
钻6-8小时再加入NaOH,WT-1及工业盐。在井斜30°的时加入2-3吨SMP-2(加入SMP-2,
可适当减少 GD-K、JT-1等降失水剂的含量)。
苏5井区和桃 7井区刘家沟钻穿必须做承压试验。
由于延长、刘家沟组易漏地层与“双石层”等易塌地层处在同一裸眼井段, 解决好易塌
层垮塌和易漏层承压能力是技术的关键。
为提高地层承压能力,做地层承压试验,做承压试验要求: (1)钻穿刘家沟组 50-100
米;(2)转化为强抑制无土相复合盐钻井液体系; (3)井斜达到 15°左右,钻井液密度大
;(4)钻井液当量密度大于 ;(5)配量:封刘家沟井段 +10m3;
(6)加量:5-8%DF-A(适用苏 5、桃7区块,其它区块暂不做要求。)
斜井段根据井斜提高钻井液密度:
1)在井斜30°时密度达到-。
2)在井斜45°时将密度达到-,(苏5及苏47、苏48等易漏的区块,,钻井液密度走下线,加入SFT-1及目数更小的超细碳酸钙提高封堵性能,同时加入
5-7%KCL、、%K-PAM,增加该体系的防塌抑制能力)。在斜井段不加入原油的情况下可加入
XCS-3增加体系的防塌润滑性。
(3)在井斜达

60°以上时将密度达到



3以上,(苏

5及苏

47、48等易漏的区
块,钻井液密度走下线);穿越下古煤层时要将钻井液密度提高到



3

以上。
(4)井斜小于 30°时尽可能采用工业盐、有机盐等提密度,以提高滑动增斜效率。
钻头泥包的原因分析及对策
1)PDC钻头泥包分析
钻井液性能:性能差,如抑制性、润滑性能差、失水大、滤饼厚、黏土含量高等。地质因素:泥岩地层、易吸水膨胀的地层或软硬交错的地层,易形成泥包。
钻井参数:钻进中排量较小,未能将钻屑及时带离井底, 造成重复切削。钻进中钻压不
均匀,钻时变慢后,盲目加大钻压。
钻头选型:选用中心孔流道较小的 PDC钻头,导致钻屑滞留在底部。
(2)预防PDC钻头泥包的技术对策
预防PDC钻头泥包的钻井液维护的核心是:一是通过无机盐、有机盐等强抑制剂的含
量,提高钻井液的抑制性,抑制泥岩地层分散、造浆。二是保持无土相、低活性固相含量。
(3)复合盐钻井液防 PDC泥包的维护。
首先确保体系中有足够的抑制剂含量,主要通过观测钻屑和钻井液的性能来掌握。具
体的:一是泥岩段的砂样成型好,不粘筛布。 二是钻井液的性能在泥岩段钻进变化不大,密
度、粘度、固含不升,性能稳定。
其次加强固控设备的使用,保持钻井液中低固相。
再次工程措施:一是 PDC钻头钻速快、钻屑多,必须要有足够的排量,避免钻屑重复
切削会形成淤泥而泥包钻头。要求环空上返速度达到 ;二是钻压合理,送钻均匀,
速度太快时要适当控制钻压; 三是尽量避免长时间、 长井段的滑动钻进, 四是下钻分段循环。
防煤层垮塌的钻井液措施
(1)泥浆措施:
由于煤层遇水极易分散, 防煤层垮塌的泥浆技术措施应从提高泥浆密度和控制泥浆 API
及HTHP失水入手。
进入山西组煤层前用密度为

-


采用

GD-K、JT-1、超细目碳酸钙粉等处理剂,使泥浆

API

失水控制在

4ml

以下,HTHP
失水控制在 15ml以下,并且可形成薄而韧、渗透率低的泥饼。
采用高粘度钻井液、 粘度控制在 60s以上,防止水力对煤层的冲刷、 工程在满足携砂的
前提下采用较低的排量钻进。
2)工程技术措施
在煤层钻进中,禁止采用滑动钻进方式,禁止在煤层段强增斜扭方位作业。煤层段严禁长时间循环,井下要出现遇阻要避开煤层循环。
斜井段完钻电测及下套管前的钻井液处理
完钻后配稠浆清扫,再大排量充分循环钻井液2-3
周,确保洗井彻底。
短程起下钻至造斜点附近,确保井眼畅通后把预配置
25方封闭润滑液(原浆中加
入1吨GD-2、1吨XCS-3),封闭大斜度井段。起钻过程中连续灌浆,确保井筒内液柱压力
足够。
电测期间,每测完一趟灌浆一次,确保钻井液液面在井口。
电测完按设计钻具组合、双扶正器通井,到底后大排量充分循环钻井液
2-3周,确
保洗井彻底;若下钻遇阻,及时接方钻杆建立循环划眼,
并根据井下情况处理好钻井液,直
到上提下方无遇阻,短起下无遇阻后打入预配的
20-25方封闭润滑液(原浆中加入
1吨GD-2、
1吨XCS-3),封闭大斜度井段方可起钻下套管。
起钻过程中连续灌浆,确保井筒内液柱压力
足够。
水平段技术方案
水平段钻井液配方及维护
钻塞时用大池子泥浆循环。
其他循环罐预配钻井液,利用斜井段泥浆最多不超过60
方(下完套管后利用离心机降低斜井段钻井液密度,
配置水平段钻井液时可加入
30方左右,
钻进过程中分多次加入
30方),以免使用过多影响钻井液性能,
造成钻头泥包和钻进中托压。
.
2转化过程中控制泥浆总量在
200方左右,具体加量为:
3-4%GD-K+4-5%ZDS+%PAC
(CMC)+%烧碱+甲醛适量%左右)+工业盐15吨+15吨甲酸钠(保证体系的抑制性)
,循环2
周后测初始性能:密度
-
3,漏斗粘度
38-42S,失水6-4ml,PH=8-9。必须勤观察振
动筛砂样返出情况及时维护,钻进一定进尺可适量补充
K-PAM、XCS-3、原油增强体系的抑
制能力和润滑性。
,钻时较快,每钻进400-500米进尺进行短起下钻,气层显示很好(气测值出现高于50万ppm),,长时间滑动钻进后,复合钻进时可适当提高转盘转速,破坏岩屑床,滑动钻进时,如长时间没有进尺,必须上提活动钻具,防止发生粘卡。
出现泥岩时的要求
(1)出现泥岩时要及时给技术办进行汇报,并以甲酸钠、 NaCL为主,BaSO4(石灰石)
为辅提高密度;
(2)若伽玛值大于
180(此值作为参考,当伽玛值大于
120时,要勤观察振动筛上返出
砂子以否为泥岩),钻遇泥岩到
30m时,必须将密度提至
(若密度未达到要
求,必须循环加重);KCL含量达到5-7%;
(3)若伽玛值大于
180,钻遇泥岩达50m时,
3(若密度未达到
要求,必须循环加重)
以上;提密度出现渗漏时继续加入
KCL,总含量达到
7-9%,CWD-1(或
KPAM)达到;
(4)若伽玛值大于
180,钻遇泥岩段到80m时,密度必须提至
(若密度未达到
要求,必须循环加重),同时CWD-1(或K-PAM)总量达到等。若伽玛值大于
180,钻遇泥岩段
到150m时,(若密度未达到要求
,必须循环加重)

:
每次提密度要仔细观察漏失量,提密度时一个循环周不超过

3(低密度时一个
循环周可提高-
3),防止加量过快压漏地层,
若出现漏失的迹象停止加重,循环观察;
已知井漏区块以化学防塌为主,
物理防塌为辅,提密度时要更为慎重,原则上一个循环周不
,防止加量过快压漏地层,并随钻加入
DF-A进行随钻防漏。
随着水平段进尺的增加, 携砂也变的相对困难。 控制动塑比在,3转的度数>3,可适
量的在原浆中加入适量 XCD和ZDS,提高粘切清扫井眼,保证井眼清洁 ,减小岩屑床的形成。
强化四级固控设备的使用:进入斜井段要合理使用四级固控设备,严格控制钻井液
中的有害固相,含砂量小于%。振动筛选用波浪筛布,筛布要求在
100-120目,要求钻井液
要100%的过筛。钻进时,不间断的开启除砂、除泥器(筛布选用
150目)、离心机清除调整
钻井液中的固相比例。井斜达到30°以后时每班必须开离心机
4--6小时,除砂、除泥器不
小于8小时,密度降低时要及时加重,通过清除 -加重-清除-再加重的办法来调整钻井液中
的固相比例。
做好防淀粉发酵的工作,转化时加入 %的甲醛,体系气泡过多或有异样气味,有发
酵的前兆可再加入适量甲醛及烧碱。
水平段完钻电测前及下工具前钻井液处理
完钻后配稠浆清扫,大排量充分循环钻井液2-3
周,确保洗井彻底。
短程起下钻至套管脚近,再下钻至井底,正常后配置
20方封闭润滑液(原浆中加
入1吨GD-2、1吨XCS-3),封闭水平井段。
起钻过程中连续灌浆,确保井筒内液柱压力足够。
电测期间,每测完一趟灌浆一次,确保钻井液液面在井口。
电测完按设计钻具组合通井,到底后大排量充分循环钻井液
2-3周;若下钻遇阻,
及时接方钻杆建立循环划眼,并根据井下情况处理好钻井液,
上提下方无遇阻方可下钻,

底后仍需短起下作业进行验证,短起下正常后方可打入预配置
20方(1000米水平段)封闭
浆(原浆中加入1吨GD-2、1吨XCS-3),封闭水平井段。
:
材料药品
代号
用量(吨)
单价(元/吨)
耗费(元)
聚丙烯酸钾
K-PAM
14462
21693

钻井液抑制防塌剂
ZNP-1
2
13369
26738
XL-007
1
13605
13605

阳离子抑制剂

螯合金属聚合物强抑制剂
CMP
2
13248
26496
白土
白土
10
780
7800
提粘剂
CMC
18010
5403
合计
101735
聚阴离子纤维素
PAC
2
18218
36436
羧***淀粉
GD-K
12
6538
78456
磺化酚醛树脂
SMP-2
3
12187
36561
水分散阳离子乳化沥青粉
SFT-1
10
8376
83760
烧碱
NaOH
3
2692
8076
聚丙烯酸钾
K-PAM
2
14462
28924

超细钙
ZDS
15
1350
20250
JT-1
4
15727
62908

抗盐抗钙降失水剂

重晶
重晶石
55
641
35255

***化钾
KCL
18
3205
57690
固体石墨润滑剂
GD-2
3
8333
24999
工业盐
NaCL
40
650
26000
黄原胶
XCD
26154
13077
小阳离子页岩稳定剂
CWD-1
2
13605
27210
聚合醇润滑剂
XCS-3
8
10940
87520
有机盐
WT-1
15
合计
627122
聚阴离子纤维素
PAC
18218
27327
羧***淀粉
GD-K
10
6538
65380
烧碱
NaOH
2
2692
5384
聚丙烯酸钾
K-PAM
1
14462
14462
超细钙
ZDS
10
1350
13500
石灰石
30
280
8400

***化钾
KCL
15
3205
48075
GD-2
3
8333
24999

固体石墨润滑剂

黄原胶
XCD
26154
13077
小阳离子页岩稳定剂
CWD-1
13605
乳化剂
RHJ-1
14359
甲醛
3809
聚合醇润滑剂
XCS-3
3
10940
32820
原油
15
4831
72465
合计
总计
(备注:仅适应于水平段长 800米以内,没出现泥岩,没出现漏失的井,化工消耗总量
控制在100万元以内;水平段大于 800米的井,按系数计算;出现井漏和大段泥岩的按实际
消耗计算)