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【摘要】堡子湾区块位于陕西省定边县姬塬乡西掌塬村,构造位置属鄂尔多斯盆地伊陕斜坡姬塬-麻黄山古隆起西侧。区块内直羅组地层蒙脱石含量高,离子交换能力强,极易造成泥页岩水化膨胀,形成“大肚子”井眼,导致电测频频遇阻。通过对地层岩性定性研究,反复进行处理剂优化复配,提高聚合物体系的防塌和携砂性能,再加上性能良好的完井液,成功的解决了该区块的电测遇阻问题。
【关键词】剥落垮塌 防塌钻井液 完井液 电测成功率
1 堡子湾区块的地层分析
堡子湾区块洛河段长1100米左右,属紫红色砂岩,渗透性强。安定组属紫红色砂泥岩互层,分散性差,钻进过程中有剥蚀现象。直罗段顶部到中上部为灰色泥岩,易水化膨胀垮塌,经分析该泥岩中蒙脱石含量高,钻进过程中震动筛上的砂样呈极粘的泥糊状; 直罗段中上部到底部,属灰绿色砂泥岩互层。延安延长组属灰黑色泥岩夹灰白色粉细砂岩,地层稳定。
2 堡子湾区块先期的施工情况
年初五支钻井队在堡子湾区块施工,前两轮井钻井液配方延用以往油井钻井液技术方案,二开后各段施工情况如下:
(1)洛河段采用28秒左右的清水聚合物体系钻进,聚合物使用PAM。
(2)安定组重点是搞好钻井液净化,强化絮凝效果。基本配方为:水+ 0.1%PAM+ 0.15%K-PAM + 0.15%CMP。
(3)直罗组钻进中采用聚合物防塌体系,以K-PAM为主,复配PAM和CMP,基本配方为:水+ 0.1%PAM +0.15%K-PAM + 0.15%CMP。钻进过程中有少量小掉块,接单根过程中上提下放钻具均顺利,无遇阻现象。
(4)延安延长组钻进中,以PAM为主,复配K-PAM和CMP,基本配方为:水+ 0.1-0.15%PAM + 0.1%K-PAM + 0.1%CMP。钻进时砂样中小掉块较多,井下基本正常。
(5)打完进尺后,在打口袋的过程中,边循环边转化为细分散体系,先加入烧碱将PH值提到10-12,然后依次加入CMC、白土、FT-342、SM-1,交错添加。
3 针对堡子湾区块直罗段电测遇阻,钻井液配方和处理思路所作的改进工作
3.1 针对直罗组垮塌主要进行了三种新配方试验
3.1.1?试验KCl
4月初试验在原钻井液配方的基础上加入了2-3%的无机盐防塌剂KCl,施工4口井,性能保持在:密度1.00-1.01g/cm3,漏斗粘度30-31s,滤失量:全失,从4口试验井井径曲线图看,直罗组跨塌段井径没有明显缩小,即KCl对此区块直罗组防塌无明显效果。
3.1.2?试验BLA-MV?和PX-03
4月中旬试图从降低聚合物体系的失水,控制钻井液滤液向地层转移的思路出发,在原钻井液配方基础上加入了BLA-MV 和PX-03,失水控制稍好些,但仍然达不到预期的效果。3-4月堡子湾区块电测统计见表1。
从表1看出,4月份电测成功率明显高于3月份,这主要是在完井转化上下了功夫,并不完全归功于直罗组防塌取得明显效果。3.1.3?试验KF-1和BLC-1
5月中旬开始试验,基本配方为:原浆
+ 0.1%PAM +0.15%K-PAM + 0.15%CMP + 0.15%KF-1+0.25%BLC-1。性能:密度1.00-1.01g/cm3,漏斗粘度32-33s,滤失量:全失。五月底从试验完钻的12口井的使用情况来看,井壁稳定和井眼净化效果较为明显。堡子湾完钻的5口井,电测一次成功率 80 %。
3.2 完井液转化的思路调整:由完钻一次彻底转化变为分两次转化
为了提高电测一次成功率,单纯靠做好直罗防塌不能解决,还必须配合良好的完井液,提出完井液转化分两步完成,具体做法如下:3.2.1?预转化
在完钻前150-200米将聚合物钻井液体系预转化为低固相分散型钻井液体系。地面泥浆量不少于80方。
基本配方为:原浆+ 0.15-0.2% NaOH+0.1-0.15%CMC + 1-2%膨润土 + 0.3-0.5%FT-342 + 0.3-0.5%SM-1。性能:密度1.02-1.04g/ cm3,漏斗粘度35s,PH值:10-12。
这样既能维护井壁的稳定,保证井下安全,又不会造成机械钻速太慢,而且为完井彻底转化奠定了基础。3.2.2?稠浆清扫井筒
在打口袋或者循环时,使用适量的CMC,SM-1,FT-342,白土配制20-40方的粘度80-100秒的稠浆清扫井眼,将井底及直罗坍塌层内大掉块和砂子完全带出井筒。
3.2.3?彻底转化
井底及直罗坍塌层内堆积的大掉块和砂子完全带出井筒以后,再按以下配方整体调整钻井液性能。
基本配方为:原浆+ 0.15-0.2% NaOH+0.05-0.1%纯碱 +0.1-0.15%CMC + 5-6%膨润土 + 0.3-0.5%FT-342 + 0.3-0.5%SM-1。
性能:密度1.04-1.06g/cm3,漏斗粘度50-60s,塑性粘度15-20mPa.S,动切力 6-12Pa,动塑比:0.40-0.5Pa/mPa.S,滤失量≤8ml,泥饼厚度≤0.5mm,PH值:10-12。
调整完成后,再循环2-3个循环周,使进出口钻井液性能一致,振动筛上无砂子返出时起钻电测。
4 两个重点环节的把握所取得的成绩4.1 直罗组防塌思路改变达到的效果
直罗组防塌钻井液的处理要求提前到安定组进行,进入直罗就必须达到防塌性能要求。一方面控制钻井液失水,尽可能减少泥页岩水化膨胀,另一方面提高钻井液粘度,增强携砂能力。多口井施工表明,无论是直罗组钻进时还是完井时稠浆带出的砂子中,尺寸大的掉块少了,说明直罗组坍塌速度有所控制,即使有掉块产生,也及时带出井筒,不会给施工带来安全隐患。这种由单纯防塌变为防塌和携砂并举的思想转变,为后期的电测成功奠定了基础。
4.2 改变钻井液体系转化是电测成功的决定因素
完钻前150-200米将聚合物钻井液体系预转化为低固相分散型钻井液体系,进一步增加了钻井液的携砂能力,确保后期深井施工安全。完钻后用高粘度的稠浆清扫出井底及直罗坍塌层内的掉块和砂子,避免了电测仪器下放到“大肚子”井眼时,残留的砂子随同仪器同时进入小井眼而造成遇阻。彻底转化后,良好的泥浆性能和充足的循环时间,使井壁形成薄而致密的泥饼,保证井壁稳定,井眼畅通,起钻和电测顺利。
堡子湾区块5-11月完井技术指标及电测成功率统计表,5月份以后,堡子湾区块施工中,直罗防塌和完井液转化思路的转变,使得电测一次成功率明显提高,建井周期缩短,实现了生产提速的目标。 5 认识和结论
(1)针对新区块新地层,首先要研究并掌握地层特性,了解岩层化学矿物组成,钻进过程中密切关注砂样的返出情况,随时掌握钻井液性能变化与施工的关系才能安全快速钻井。
(2)改变以往的传统思想,有的放矢,针对性的试验适合本区块的泥浆处理剂,做好性能数据与施工关系的记录,认真分析新药品的使用效果,确定最佳配方方案。
(3)堡子湾区块防塌思路的改变,由单纯防塌转变为以防塌为主,携岩和防塌并抓,使得直罗组的坍塌速度和程度有所减小。
(4)完井液转化分两次进行,完钻前150-200米进行预转化,打完进尺后先用稠浆清扫井底及直罗坍塌层内的掉块和砂子,然后再彻底转化,有利于提高电测一次成功率。