勝利油田墾119區塊塑性泥巖鉆井模式研究

楊勝利

中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司 山東東營 257200

1 塑性泥巖特點

塑性泥巖具有易水化分散、膨脹能力強的特點，其成巖性差，返出的巖屑相互粘接成團，易變形，用手可捏成任何形狀，用水沖洗很快分散消失，俗稱“軟泥巖”，鉆進過程中泥質巖屑不斷包裹鉆頭，導致泥包，加上其可塑性強的特點，鉆頭不易破碎巖層，致使機械鉆速慢，同時泥巖吸水蠕動不斷侵入井筒，造成井眼縮徑，起下鉆困難。根據其蠕變速率的大小，軟泥巖分為不同的等級，對于超強蠕變地層甚至需要用膨脹管、套管鉆井技術，并存在嚴重擠損套管的風險[1]。

2 塑性泥巖影響

施工的同臺第一口井墾119-斜32井從1118米-1340米鉆遇大段棕紅色軟泥巖，其中1270-1340有70米情況特別嚴重，鉆時特別慢，最慢時達4.5小時1根單根，鉆穿該70米純鉆進耗時達17.97小時，由于對該地層沒有提前的預判，導致該井段施工比較被動，中間起鉆更換螺桿鉆具和鉆頭，起出發現鉆頭泥包嚴重，后期完鉆后起鉆時該井段不好起，摩阻大，鉆具結構241.3mmHAT127牙輪+172mm1.25度螺桿+止回閥+定向坐鍵+177.8mm無磁鉆鋌+127mm加重15根+偏心擴眼器。該井提前定性處理泥漿，1110米開始處理鉆固一體化，為保證加入潛活性材料后鉆井液具有良好的流變性，加入降失水劑處理，失水降到8ml，但抑制劑加量不夠，導致坂含量高，泥漿發稠，后期施工伴隨著鉆進大段塑性泥巖段，鉆井液粘度一直難以控制。

3 優化鉆井措施

首先是鉆井液考慮采取強抑制、低坂含、低粘切的措施，從1000米開始停用氯化鈣，補充膠液，由鈣處理鉆井液逐步轉換為聚合物鉆井液體系，泥巖段1100米開始放開失水，大量跟進膠液維護，充分抑制坂土水化分散，雖然失水大，泥巖易吸水膨脹，但抑制劑及時跟進使黏土絮凝篩除，黏土的分散和抑制達到平衡，及時分散清除，并且低粘切保證了井徑的擴大率。該井要求使用鉆固一體化技術，但潛活性材料需要提前處理鉆井液，該井推遲到1340米開始第一次定性處理。

其次是鉆進參數采取低鉆壓、高轉速、高排量，鉆遇到軟泥巖段前將排量從正常鉆進排量32L/S提高到35L/S，但鉆進時仍有鉆頭泥包現象，鉆壓從0逐步加到12噸，扭矩一直維持在2KNm-4KNm低扭矩狀態，而正常非軟泥巖段扭矩5KNm-8KNm，鉆頭無法吃入地層而打滑，鉆時變慢，將鉆頭提離井底0.1米，大排量反沖鉆頭，同時轉盤110轉高速轉動鉆具，5-10分鐘后重新下放鉆具，鉆壓控制在0-2噸，鉆時明顯變快。整個軟泥巖段一直采取低鉆壓、高排量的方式鉆進，偶爾有泥包現象，但在鉆時變慢初期及時處理，能解決鉆頭泥包問題，機械鉆速得到提高。

鉆穿軟泥巖段后還有泥巖蠕動問題，上口井軟泥巖段起鉆困難，增加了井下施工風險。墾119-斜29井在鉆過軟泥巖段1340米后，及時第一次定性處理泥漿，使聚合物鉆井液逐步降失水至15ml，第二次處理失水降至8ml后，混入甲基葡萄糖甙，同時配合KFT、燒堿使用調整流型，粘度控制在42-48s，失水降到4ml，轉化為MEG強抑制鉆井液體系，防止塑性泥巖吸水水化膨脹，向井筒侵入。為預防完鉆起鉆不好起，在定性處理完后先進行試探短起，起鉆順利[2]。

4 對比分析效果

施工第二口井墾119-斜29井在采取一系列措施后，鉆時得到了明顯的提高，兩口井鉆時分布表見表1，第一口井墾119-斜32井在1118米第一次定性處理完后鉆時明顯變慢，鉆時上升到132分鐘每根，后期鉆過該小段泥巖后鉆時才變快，而第二口井墾119-斜29井將第一次定性處理點推后，在該泥巖段沒有鉆時明顯變慢現象。后期在鉆遇大段軟泥巖1270米-1340米時，第一口井墾119-斜32井鉆時平均達154分鐘每根，而第二口井墾119-斜29井的平均鉆時75分鐘每根，鉆時有明顯改善，其中有明顯波動井段是由于處理鉆頭泥包引起。同時第二口井墾119-斜29井完鉆起鉆順利，為后期完井作業提供了有力保障。兩口井鉆穿泥巖段總用時見表2，第二口井墾119-斜29井用時1093分鐘，第一口井墾119-斜32井用時1767分鐘，用時明顯減少，減少率 38.14%。

圖1 兩口井鉆時分布表

圖2 兩口井鉆穿泥巖段總用時

5 結語

墾119區塊有大段的軟泥巖段，通過施工確定了軟泥巖的具體位置，為井隊今后在該區塊施工提供參考。

墾119-斜29井針對軟泥巖所采取的一系列措施效果明顯，為今后在該區塊施工提供借鑒意義。

雖然施工效果明顯，但機械鉆速仍然不是很理想，有待進一步改善[3]。