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摘 要：针对新疆呼图壁储气库钻井工区中的三开井段安集海河组泥岩地层强水敏、强造浆污染钻井液性能，引起井眼缩径、泥包钻头等复杂情况，通過分析与室内试验研究，应用钾钙基有机盐钻井液较好的解决了这一技术难题，大幅度提高了钻井速度。
关键词： 安集海河组 强水敏泥岩 钾钙基有机盐钻井液
一、前言
HUK24井是国家级重点工程——新疆呼图壁储气库工区内的一口注采井。设计井深3586米，目的层为古近系紫泥泉子组。该工区所钻的井三开后钻遇地层为古近系强水敏的安集海河组，存在的主要技术难题：泥岩厚度800多米，蒙脱石含量高，部分泥岩夹层中含石膏、碳酸盐，并释放碳酸根或碳酸氢根。使用常规钻井液钻井时，该泥岩地层吸水后由脆变软、膨胀分散，严重污染钻井液性能、引起井眼缩径、泥包钻头、严重时钻头无进尺。地层压力系数1.24～1.51，钻开后地应力释放，井壁稳定性差，导致井壁剥落或崩脱掉块；泥岩变软引起岩层向井眼蠕动，造成缩径卡钻。高密度钻井液抗污染能力差，流变性、失水造壁性难以控制，引起反复冲放钻井液，增加了钻井液费用。通过室内优选钻井液体系与配方，本井三开使用钾钙基有机盐钻井液，提高了体系的抑制性，解决了强水敏泥岩地层井壁垮塌、造浆、高密度钻井液流变性难以控制等技术难题，实现了安全快速钻井。
二、HUK24井基本情况
1.HUK24井井身结构（见表1）。
3.钻井液性能维护与处理：
3.1三开后钻井液的处理、补量和维护主要以胶液的方式进行，采用大、中、小分子抑制性聚合物、磺化类处理剂和钾盐、有机盐复配的原则，配制与钻井液同密度的新浆按循环周均匀加入，以保证钻井液性能均匀稳定，禁止用清水直接处理钻井液，随钻堵漏剂也必须按循环周均匀加入。以现场小型试验为准，以保持各种处理剂在钻井液中的浓度与功效。
3.2在钻井施工中，保持钻井液的强抑制性、良好的失水造壁性、流变性、润滑性和悬浮携带性；始终保持钻井液中的含油量和阳离子乳化沥青及随钻堵漏剂的含量，通过加入抑制性材料严格控制坂含的递增，需要降低钻井液粘切，可加入SPNH和抑制性的处理剂或钾盐及有机盐，需要提高钻井液粘切可加提粘剂。
3.3三开钻进中必须用好四级固控设备，尽量清除钻井液中的有害固相，以实现“净化”保“优化”。
六、应用效果
HUK24井三开段采用钾钙基有机盐钻井液，确保了强水敏性安集海河组地层井下安全、快速、优质、低耗钻井施工。三开安集海河组井段钻井施工过程中钻井液性能良好、井眼畅通、井壁稳定无垮塌、井径规则、起下钻无阻卡，没有冲放和反复处理钻井液，三开段电测一次成功，下套管顺利到底，固井质量全优，事故时率与复杂时效为零。阶段钻井工期比甲方设计的54天缩短了26天，机械钻速在该工区同年施工的6口井中排行第一，经济效益显著，同时为该工区后续钻井施工闯出了新路子。
2011年6月至2013年11月，中原石油工程有限公司克拉玛依项目部先后在新疆呼图壁储气库钻井工区承钻7口井，三开段均使用钾钙基有机盐钻井液体系，其中HUK25井三开井段安集海河组地层厚度860多米，钻井速度再创新纪录，邻井同井段钻井工期28天至35天，HUK25井钻井工期仅为14.27天，创呼图壁储气库工区同类井三开钻井工期最短技术指标，受到甲方高度评价。
七、结论
通过对钾钙基有机盐钻井液室内试验评价与钻井现场应用验证，得到如下结论：
1.抗强水敏性泥岩地层污染能力强。具有良好的抗温、抗盐、抗钙和抗地层粘土污染能力，解决了安集海河组长段强水敏性含膏泥岩钻井施工过程中强造浆污染钻井液性能和井眼缩径、井壁失稳、起下钻遇阻遇卡的技术难题。
2.抑制、防塌能力强。利用同离子效应和K+、NH+4和Ca2+等阳离子和两性离子聚合物的强抑制作用，有效地解决了三开强水敏性地层的硬脆性垮塌问题。
3.体系中加入5-8%的润滑剂LU-99后可显著改善钻井液流动性，有效降低环空流阻和泥饼粘滞系数，防止了因钻屑淤积环空不畅引起泵压升高而造成井漏，同时有效防止了三开井段钻屑在井壁和钻杆上的粘附，提高了钻井液的携砂能力，有效保证了三开井段井眼畅通、井壁稳定和井下安全施工。
4.活化重晶石粉和有机盐加重剂的加入既平衡了地层坍塌压力，保持了井壁稳定，又进一步提高了钻井液的抑制性，改善了钻井液流型和流变参数，保证了钻井液性能的稳定。
5.三开应用钾钙基有机盐钻井液较好地克服了高密度钻井液流变性与失水造壁性难以调整的矛盾。钻井液粘切、流变性、触变性良好。
6.阳离子乳化沥青KR-n、随钻堵漏剂TP-2和超细碳酸钙XQC-1与钻井液配伍性良好，加入到钻井液中能在钻进过程中短时间内在近井壁地带裂隙中快速形成屏蔽环，起到封堵、护壁、防漏和提高地层承压能力的作用。
7.三开钻井液中含有过量的游离Ca2+，可及时沉除CO32-、HCO3-，防止地层中CO32-、HCO3-造成的严重污染。
参考文献
[1]郭明贤，庄义江，胡晓津，等.聚磺钾盐钻井液的现场应用[J].钻井液与完井液，2002，19（6）：36-38.
[2]刘祚才，黄贤杰，刘宗兵，等.聚磺欠饱和盐水钻井液在s117井的应用『J].钻井液与完井液，2005，22（3）：47.49.
[3]廖天彬，蒲晓林，罗兴树，等.超高密度聚磺近饱和甲酸盐钻井液室内研究[J].钻井液与完井液，2010，27（4）：26-28.
[4]黄汉仁，罗平亚，杨坤鹏.泥浆工艺原理[M].北京：石油工业出版社，1981.
第一作者：倪红霞（1967-），女，江苏人，新疆大学物理化学专业研究生学历，工程师，主要研究方向：油田化学剂研发及钻井液完井液技术研究与应用，
关键词： 安集海河组 强水敏泥岩 钾钙基有机盐钻井液
一、前言
HUK24井是国家级重点工程——新疆呼图壁储气库工区内的一口注采井。设计井深3586米，目的层为古近系紫泥泉子组。该工区所钻的井三开后钻遇地层为古近系强水敏的安集海河组，存在的主要技术难题：泥岩厚度800多米，蒙脱石含量高，部分泥岩夹层中含石膏、碳酸盐，并释放碳酸根或碳酸氢根。使用常规钻井液钻井时，该泥岩地层吸水后由脆变软、膨胀分散，严重污染钻井液性能、引起井眼缩径、泥包钻头、严重时钻头无进尺。地层压力系数1.24～1.51，钻开后地应力释放，井壁稳定性差，导致井壁剥落或崩脱掉块；泥岩变软引起岩层向井眼蠕动，造成缩径卡钻。高密度钻井液抗污染能力差，流变性、失水造壁性难以控制，引起反复冲放钻井液，增加了钻井液费用。通过室内优选钻井液体系与配方，本井三开使用钾钙基有机盐钻井液，提高了体系的抑制性，解决了强水敏泥岩地层井壁垮塌、造浆、高密度钻井液流变性难以控制等技术难题，实现了安全快速钻井。
二、HUK24井基本情况
1.HUK24井井身结构（见表1）。
3.钻井液性能维护与处理：
3.1三开后钻井液的处理、补量和维护主要以胶液的方式进行，采用大、中、小分子抑制性聚合物、磺化类处理剂和钾盐、有机盐复配的原则，配制与钻井液同密度的新浆按循环周均匀加入，以保证钻井液性能均匀稳定，禁止用清水直接处理钻井液，随钻堵漏剂也必须按循环周均匀加入。以现场小型试验为准，以保持各种处理剂在钻井液中的浓度与功效。
3.2在钻井施工中，保持钻井液的强抑制性、良好的失水造壁性、流变性、润滑性和悬浮携带性；始终保持钻井液中的含油量和阳离子乳化沥青及随钻堵漏剂的含量，通过加入抑制性材料严格控制坂含的递增，需要降低钻井液粘切，可加入SPNH和抑制性的处理剂或钾盐及有机盐，需要提高钻井液粘切可加提粘剂。
3.3三开钻进中必须用好四级固控设备，尽量清除钻井液中的有害固相，以实现“净化”保“优化”。
六、应用效果
HUK24井三开段采用钾钙基有机盐钻井液，确保了强水敏性安集海河组地层井下安全、快速、优质、低耗钻井施工。三开安集海河组井段钻井施工过程中钻井液性能良好、井眼畅通、井壁稳定无垮塌、井径规则、起下钻无阻卡，没有冲放和反复处理钻井液，三开段电测一次成功，下套管顺利到底，固井质量全优，事故时率与复杂时效为零。阶段钻井工期比甲方设计的54天缩短了26天，机械钻速在该工区同年施工的6口井中排行第一，经济效益显著，同时为该工区后续钻井施工闯出了新路子。
2011年6月至2013年11月，中原石油工程有限公司克拉玛依项目部先后在新疆呼图壁储气库钻井工区承钻7口井，三开段均使用钾钙基有机盐钻井液体系，其中HUK25井三开井段安集海河组地层厚度860多米，钻井速度再创新纪录，邻井同井段钻井工期28天至35天，HUK25井钻井工期仅为14.27天，创呼图壁储气库工区同类井三开钻井工期最短技术指标，受到甲方高度评价。
七、结论
通过对钾钙基有机盐钻井液室内试验评价与钻井现场应用验证，得到如下结论：
1.抗强水敏性泥岩地层污染能力强。具有良好的抗温、抗盐、抗钙和抗地层粘土污染能力，解决了安集海河组长段强水敏性含膏泥岩钻井施工过程中强造浆污染钻井液性能和井眼缩径、井壁失稳、起下钻遇阻遇卡的技术难题。
2.抑制、防塌能力强。利用同离子效应和K+、NH+4和Ca2+等阳离子和两性离子聚合物的强抑制作用，有效地解决了三开强水敏性地层的硬脆性垮塌问题。
3.体系中加入5-8%的润滑剂LU-99后可显著改善钻井液流动性，有效降低环空流阻和泥饼粘滞系数，防止了因钻屑淤积环空不畅引起泵压升高而造成井漏，同时有效防止了三开井段钻屑在井壁和钻杆上的粘附，提高了钻井液的携砂能力，有效保证了三开井段井眼畅通、井壁稳定和井下安全施工。
4.活化重晶石粉和有机盐加重剂的加入既平衡了地层坍塌压力，保持了井壁稳定，又进一步提高了钻井液的抑制性，改善了钻井液流型和流变参数，保证了钻井液性能的稳定。
5.三开应用钾钙基有机盐钻井液较好地克服了高密度钻井液流变性与失水造壁性难以调整的矛盾。钻井液粘切、流变性、触变性良好。
6.阳离子乳化沥青KR-n、随钻堵漏剂TP-2和超细碳酸钙XQC-1与钻井液配伍性良好，加入到钻井液中能在钻进过程中短时间内在近井壁地带裂隙中快速形成屏蔽环，起到封堵、护壁、防漏和提高地层承压能力的作用。
7.三开钻井液中含有过量的游离Ca2+，可及时沉除CO32-、HCO3-，防止地层中CO32-、HCO3-造成的严重污染。
参考文献
[1]郭明贤，庄义江，胡晓津，等.聚磺钾盐钻井液的现场应用[J].钻井液与完井液，2002，19（6）：36-38.
[2]刘祚才，黄贤杰，刘宗兵，等.聚磺欠饱和盐水钻井液在s117井的应用『J].钻井液与完井液，2005，22（3）：47.49.
[3]廖天彬，蒲晓林，罗兴树，等.超高密度聚磺近饱和甲酸盐钻井液室内研究[J].钻井液与完井液，2010，27（4）：26-28.
[4]黄汉仁，罗平亚，杨坤鹏.泥浆工艺原理[M].北京：石油工业出版社，1981.
第一作者：倪红霞（1967-），女，江苏人，新疆大学物理化学专业研究生学历，工程师，主要研究方向：油田化学剂研发及钻井液完井液技术研究与应用，