陳樹恩
珠江口盆地某氣田開發井12-1/4"井段裸眼段長、井斜大、井眼清潔難度大,并且地層跨度大(韓江組、珠江組一、二段及珠海組)。傳統的水基鉆井液為增強攜帶巖屑的能力,主要通過聚合物提高鉆井液的粘切,導致鉆井液粘度高而鉆進排量受限,對井壁沖刷能力減弱,進而出現出泥團、摩阻大和砂泥巖夾層段起鉆困難等問題,嚴重影響作業時效。
針對以上問題,開展了水基鉆井液技術研究及實踐,以實現12-1/4"井段鉆井液的井壁穩定性、潤滑性、攜巖性和抗高溫穩定性。
1、鉆井液體系選擇
根據該氣田已鉆探井及珠江口盆地類似井作業分析,非儲層段主要使用PLUS/KCl和PEM體系,儲層段主要使用高溫水基PDF-THERM體系,復雜情況為多次遇阻遇卡,部分井憋扭矩,主要集中在12-1/4"井段,原因是韓江底部厚泥巖和珠二段頂部泥巖水化造成。探井使用的鉆井液體系由于缺乏針對性的儲層保護措施,表皮系數較高,對儲層存在一定的污染和傷害。文昌氣田韓江組和珠江組上部巖屑具有較強的水化膨脹性和分散性,珠江組下部和珠海組,表現出易分散和弱膨脹的特性。
通過大量的室內實驗及已鉆井情況分析,認為該氣田12-1/4"井段選用改進的PDF-PLUS/KCL體系可以滿足作業要求。
2、鉆井液技術研究與精細化控制
根據該氣田12-1/4"井段對應的地層巖性情況,結合區塊前期作業情況,優選出適合本井段特征的、且可逐步轉化的鉆井液體系:韓江組地層使用海水膨潤土漿體系,珠江組一段使用海水聚合物體系,珠江組二段使用簡單的PDF-PLUS/KCL體系,珠海組使用低流變、低包被、高抑制性、強潤滑性(“兩低一高一強”)鉆井液體系。
(1)韓江組粘性泥巖段使用海水膨潤土漿體系。該體系為分散體系,在高泵排量的情況下,對粘性泥巖的溶解,使泥巖分散,同時配合清掃稠漿協助井眼清潔。
(2)珠江組一段使用海水聚合物體系。該體系在海水膨潤土體系的基礎上轉換而來,為分散體系,具有一定的粘度和懸浮能力,作業中通過海水對粘性泥巖的溶解分散、聚合物對砂巖的懸浮攜帶和聚合物稠漿協助清潔井眼。該體系現場配制和維護簡單,能達到清潔凈化井眼、穩定井壁和沖刷井壁的目的。
(3)珠江組二段使用簡單的PDF-PLUS/KCL體系。該體系在海水聚合物體系基礎上,加入少量的部分水解聚丙烯酰胺,適度抑制地層泥巖的分散,配合聚合物適當提高泥漿粘度,利于井眼清潔的同時,也為下個層位的鉆井液調整做好鋪墊。
(4)珠海組基于PDF-PLUS/KCL體系,形成不分散低固相聚合物體系。應用K+的防塌機理,抑制泥頁巖的水化膨脹,結合低濃度部分水解聚丙烯酰胺的低絮凝包被作用,抑制泥巖鉆屑的水化分散。并在體系中加入潤滑劑、井壁穩定劑、抗高溫穩定劑等功能材料,達到抗磨減阻、穩定井壁及抗高溫的目的。
3、應用效果
水基鉆井液精細化控制技術成功解決了該氣田12.25″井段大井斜深井井眼清潔、降摩阻等難題,實現了長穩斜段作業綜合提速增效。
1)井眼清潔程度大幅提高、起下鉆速度大大提升。所有井段均實現直接起下鉆,直接起鉆深度占鉆頭進尺比例達到100%,起鉆速度顯著提高。
2)降低摩組系數、減小實鉆扭矩?,F場使用潤滑劑PF-LUBE和PF-HLUB復配,顯著降低摩阻。
3)鉆井作業時效顯著提高,工期大幅提前。