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摘 要：坨76—斜20井上部地层承压能力低，主力油气层压力系数高，低压砂层与高压油气层在同一裸眼井段内，增加了井下处理复杂情况的难度。同时主力油气层流体压力系数高且该段灰质泥岩地层含有大量的酸性气体或地层流体中含可溶性碳酸盐，易使钻井液受到污染，造成流变性能恶化。本文通过分析该井的地质特点及施工难点，采取了有效的井壁稳定技术、承压技术、钻井液抗污染技术以及钻井液防粘技术。
关键词：井壁稳定 承压 抗污染 防粘
一、背景介绍
胜坨区块在4000米以下的沙四段有良好的油气显示，是胜利采油厂增油上产的重要开发区块，所以提高该区块钻井施工安全和质量对于采油厂和钻井公司都具有非常重要的意义。坨76-斜20井位于济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带胜北断层下降盘坨76断块，地质情况复杂，是黄河钻井三公司在坨76区块开钻的第一口井。胜坨区块的深部地层钻探施工给钻井液带来了很多技术难题，主要表现在：东营组、沙河街组含有大段低压砂层，承压能力低，而埋深3295～3565m的沙四上地层含有高压油气层。由于低压砂层与高压油气层在同一裸眼井段内，当用较高的钻井液密度钻开下部高压油气层时，易出现上漏下涌现象，增加了施工难度；定向井斜井段较长且密度较高，钻井液润滑性能的控制难度较大，容易引起常压渗透性井段的压差卡钻。二开井眼尺寸大，环空返速较低，坍塌应力高，井壁稳定控制难度较大，要求钻井液必须具有良好的悬浮能力，同时二开钻遇上部胶结较差地层，地层易吸水膨胀、缩径，而且沙河街组地层存在砂泥岩互层多、泥岩层理发育破碎易垮塌掉快等特点，可能导致起下钻、电测遇阻遇卡【1】。三开要钻遇大段盐岩、盐膏层，要求钻井液必须具有抗盐岩、盐膏污染的能力。高密度钻井液维护困难，钻遇砂砾岩时，预防及控制井漏的难度较大。
二、主要内容
针对该井钻井液施工难点，采取了以下钻井液技术措施：
1.井壁稳定技术
首先降低滤失量。沙河街组含有大段硬脆性泥页岩，剥蚀掉块严重，控制不当容易造成井下复杂。进入沙河街组以后，逐渐加入防塌降失水剂，控制API失水小于5ml。2800m以后逐渐加入抗高温钻井液处理剂，如KFT、SD-101等。在提高钻井液的抗高温能力的同时可减少滤液进入地层的量，控制高温高压失水小于15ml。其次，提高滤液的抑制性来减弱水敏性泥岩的水化作用。采用抑制防塌与封堵防塌相结合的方法，增强泥页岩地层的井壁稳定性。进入2600米后，逐渐加入改性沥青粉ZX-9和聚合醇防塌剂，使其含量逐步达到2～3%，以提高钻井液的抑制性和封堵泥页岩裂缝的能力。同时使用聚丙烯酰胺增强滤液的抑制性，提高地层的稳定能力。由于井眼尺寸越大，围岩的坍塌应力越高，根据邻井施工中钻井液密度较低（1.35～1.40g/cm3）出现严重的井壁坍塌，本井将钻井液密度提高（1.50～1.55g/cm3），施工正常，未出现井壁坍塌现象。此外，钻井过程中钻井液应保持较低的屈服值，以尽可能降低环空压耗，防止憋泵诱发井漏。正常钻井过程中应使钻井液保持较好的流变性能和适宜的动切力，避免钻井液流变性能大起大落，继而引起井壁不稳定。
2.承压技术
先调整好钻井液性能，在井深2719m左右进行短程起下钻，破坏掉井壁上的滞留层和虚泥饼，再提高泵排量并大幅度活动钻具对井壁进一步冲刷清洗，待振动筛面的钻屑、虚泥饼及砂子循环干净后，进行第一次承压处理。在原聚合物抑制性钻井液基础上加入1.5～2%双膜承压剂SY-20，提高沙二段上部渗透率较高的地层的承压能力，预防井漏。为确保打开纯上亚段高压油层时使用的高密度钻井液不压漏上部低压地层，进入沙河街组保持双膜承压剂最低有效含量不小于1.5%。钻至2912m左右，调整好钻井液性能，再进行第二次承压处理（方法同上）。逐渐加重将钻井液密度调整到1.55～1.58 g/cm3。
3.提高钻井液的抗污染性能
针对油气污染和化学污染，采取了提前预防的技术措施：
高密度钻井液中膨润土的含量是影响钻井液流变性的关键因素，也是体系抗盐污染的关键因素之一。全井坚持使用好固控净化设备，开启大功率離心机和使用高频细目振动筛（120目），彻底清除钻井液中的劣质固相，严格控制钻井液中低密度固相含量，为后期高密度钻井液性能的调整、提高抗温性和抗污染能力做好基础准备工作。通过使用固控设备，膨润土含量由70g/l降至50g/l。钻至2750～3370m井段，在第二次承压工作搞好之后，将钻井液密度由1.35g/cm3逐渐提高至1.58 g/cm3，以平衡油气层压力。该井在井深3250m开始钻遇灰岩地层，为防止酸性气体或地层流体中所含的可溶性碳酸盐污染钻井液，使用0.5%高效稀释剂SF-1配合高分子聚合物控制钻井液粘切，进一步提高钻井液的抑制性、防塌性能和抗污染性能，同时加入烧碱，控制钻井液的PH值在8～9之间，随后加入1%的硅氟稳定剂SF-4，它具有表面活性剂的特点，可提高钻井液的抗污染能力，延长了钻井液的处理周期。钻井液性能调整到位后，每钻进100m左右补充一次防塌剂、降失水剂，维持钻井液中处理剂的有效含量。
4.钻井液防粘技术
提高钻井液的润滑性主要从调整钻井液的泥饼和添加润滑剂等方面着手。进入沙河街组以后，上部地层采用褐煤类降粘切效果好的降失水剂，保证钻井液具有较好的流变性，防止由于低压砂层形成厚泥饼，造成后期起下钻遇阻遇卡、粘附卡钻、开泵井漏等复杂情况的发生。进入3050m后，将双膜承压钻井液体系转型为聚磺双膜承压润滑钻井液体系。改型前，调整好钻井液性能，充分利用固控设备，清除钻井液中的劣质固相，同时，将钻井液粘度尽可能控制在45～55s，避免因流动性差而造成钻屑粘附井壁。改型时，按循环周加入具有抗高温性能的磺化类处理剂，如低荧光磺化沥青ZX-9、羧甲基磺化酚醛树脂等，在提高钻井液抗高温能力的同时，磺化沥青和磺化酚醛树脂的混合使用，有利于形成坚韧而致密的薄泥饼，可有效封堵地层孔隙和微裂缝，减少滤液进入地层的量，体现出良好的防塌、降失水和润滑性等综合性能。在钻井液中加入2～3%的超细碳酸钙，以改善钻井液中的固相粒子分布。保持钻井液中聚合物含量在0.4～0.6%之间，此外，加入5～8%的聚合醇润滑剂JCY-1，使井壁上形成一层油膜，可有效降低钻具的摩擦阻力。
三、应用情况
针对上部地层胶结差易缩径，下部地层易垮塌等情况，所着重实施的井壁稳定钻井液技术、承压技术、钻井液抗污染技术、钻井液防粘技术等方案，能够满足本井的施工要求，收到了预期的效果，保证了该井的顺利施工，缩短了钻井周期，节约成本19.5万元。
四、推广前景
通过上述四项钻井液技术的实施，基本克服了该井的钻井液施工难点，有效地预防、解决了大井眼施工中面临的一系列复杂问题。该井的钻井液技术适合同类型及类似地质情况深井的施工，能够为该区块其它井的施工提供技术参考资料，应用前景广泛。
参考文献：
[1]王树永.胜利油田钻井液工艺技术. 东营：中国石油大学出版社，2009
关键词：井壁稳定 承压 抗污染 防粘
一、背景介绍
胜坨区块在4000米以下的沙四段有良好的油气显示，是胜利采油厂增油上产的重要开发区块，所以提高该区块钻井施工安全和质量对于采油厂和钻井公司都具有非常重要的意义。坨76-斜20井位于济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带胜北断层下降盘坨76断块，地质情况复杂，是黄河钻井三公司在坨76区块开钻的第一口井。胜坨区块的深部地层钻探施工给钻井液带来了很多技术难题，主要表现在：东营组、沙河街组含有大段低压砂层，承压能力低，而埋深3295～3565m的沙四上地层含有高压油气层。由于低压砂层与高压油气层在同一裸眼井段内，当用较高的钻井液密度钻开下部高压油气层时，易出现上漏下涌现象，增加了施工难度；定向井斜井段较长且密度较高，钻井液润滑性能的控制难度较大，容易引起常压渗透性井段的压差卡钻。二开井眼尺寸大，环空返速较低，坍塌应力高，井壁稳定控制难度较大，要求钻井液必须具有良好的悬浮能力，同时二开钻遇上部胶结较差地层，地层易吸水膨胀、缩径，而且沙河街组地层存在砂泥岩互层多、泥岩层理发育破碎易垮塌掉快等特点，可能导致起下钻、电测遇阻遇卡【1】。三开要钻遇大段盐岩、盐膏层，要求钻井液必须具有抗盐岩、盐膏污染的能力。高密度钻井液维护困难，钻遇砂砾岩时，预防及控制井漏的难度较大。
二、主要内容
针对该井钻井液施工难点，采取了以下钻井液技术措施：
1.井壁稳定技术
首先降低滤失量。沙河街组含有大段硬脆性泥页岩，剥蚀掉块严重，控制不当容易造成井下复杂。进入沙河街组以后，逐渐加入防塌降失水剂，控制API失水小于5ml。2800m以后逐渐加入抗高温钻井液处理剂，如KFT、SD-101等。在提高钻井液的抗高温能力的同时可减少滤液进入地层的量，控制高温高压失水小于15ml。其次，提高滤液的抑制性来减弱水敏性泥岩的水化作用。采用抑制防塌与封堵防塌相结合的方法，增强泥页岩地层的井壁稳定性。进入2600米后，逐渐加入改性沥青粉ZX-9和聚合醇防塌剂，使其含量逐步达到2～3%，以提高钻井液的抑制性和封堵泥页岩裂缝的能力。同时使用聚丙烯酰胺增强滤液的抑制性，提高地层的稳定能力。由于井眼尺寸越大，围岩的坍塌应力越高，根据邻井施工中钻井液密度较低（1.35～1.40g/cm3）出现严重的井壁坍塌，本井将钻井液密度提高（1.50～1.55g/cm3），施工正常，未出现井壁坍塌现象。此外，钻井过程中钻井液应保持较低的屈服值，以尽可能降低环空压耗，防止憋泵诱发井漏。正常钻井过程中应使钻井液保持较好的流变性能和适宜的动切力，避免钻井液流变性能大起大落，继而引起井壁不稳定。
2.承压技术
先调整好钻井液性能，在井深2719m左右进行短程起下钻，破坏掉井壁上的滞留层和虚泥饼，再提高泵排量并大幅度活动钻具对井壁进一步冲刷清洗，待振动筛面的钻屑、虚泥饼及砂子循环干净后，进行第一次承压处理。在原聚合物抑制性钻井液基础上加入1.5～2%双膜承压剂SY-20，提高沙二段上部渗透率较高的地层的承压能力，预防井漏。为确保打开纯上亚段高压油层时使用的高密度钻井液不压漏上部低压地层，进入沙河街组保持双膜承压剂最低有效含量不小于1.5%。钻至2912m左右，调整好钻井液性能，再进行第二次承压处理（方法同上）。逐渐加重将钻井液密度调整到1.55～1.58 g/cm3。
3.提高钻井液的抗污染性能
针对油气污染和化学污染，采取了提前预防的技术措施：
高密度钻井液中膨润土的含量是影响钻井液流变性的关键因素，也是体系抗盐污染的关键因素之一。全井坚持使用好固控净化设备，开启大功率離心机和使用高频细目振动筛（120目），彻底清除钻井液中的劣质固相，严格控制钻井液中低密度固相含量，为后期高密度钻井液性能的调整、提高抗温性和抗污染能力做好基础准备工作。通过使用固控设备，膨润土含量由70g/l降至50g/l。钻至2750～3370m井段，在第二次承压工作搞好之后，将钻井液密度由1.35g/cm3逐渐提高至1.58 g/cm3，以平衡油气层压力。该井在井深3250m开始钻遇灰岩地层，为防止酸性气体或地层流体中所含的可溶性碳酸盐污染钻井液，使用0.5%高效稀释剂SF-1配合高分子聚合物控制钻井液粘切，进一步提高钻井液的抑制性、防塌性能和抗污染性能，同时加入烧碱，控制钻井液的PH值在8～9之间，随后加入1%的硅氟稳定剂SF-4，它具有表面活性剂的特点，可提高钻井液的抗污染能力，延长了钻井液的处理周期。钻井液性能调整到位后，每钻进100m左右补充一次防塌剂、降失水剂，维持钻井液中处理剂的有效含量。
4.钻井液防粘技术
提高钻井液的润滑性主要从调整钻井液的泥饼和添加润滑剂等方面着手。进入沙河街组以后，上部地层采用褐煤类降粘切效果好的降失水剂，保证钻井液具有较好的流变性，防止由于低压砂层形成厚泥饼，造成后期起下钻遇阻遇卡、粘附卡钻、开泵井漏等复杂情况的发生。进入3050m后，将双膜承压钻井液体系转型为聚磺双膜承压润滑钻井液体系。改型前，调整好钻井液性能，充分利用固控设备，清除钻井液中的劣质固相，同时，将钻井液粘度尽可能控制在45～55s，避免因流动性差而造成钻屑粘附井壁。改型时，按循环周加入具有抗高温性能的磺化类处理剂，如低荧光磺化沥青ZX-9、羧甲基磺化酚醛树脂等，在提高钻井液抗高温能力的同时，磺化沥青和磺化酚醛树脂的混合使用，有利于形成坚韧而致密的薄泥饼，可有效封堵地层孔隙和微裂缝，减少滤液进入地层的量，体现出良好的防塌、降失水和润滑性等综合性能。在钻井液中加入2～3%的超细碳酸钙，以改善钻井液中的固相粒子分布。保持钻井液中聚合物含量在0.4～0.6%之间，此外，加入5～8%的聚合醇润滑剂JCY-1，使井壁上形成一层油膜，可有效降低钻具的摩擦阻力。
三、应用情况
针对上部地层胶结差易缩径，下部地层易垮塌等情况，所着重实施的井壁稳定钻井液技术、承压技术、钻井液抗污染技术、钻井液防粘技术等方案，能够满足本井的施工要求，收到了预期的效果，保证了该井的顺利施工，缩短了钻井周期，节约成本19.5万元。
四、推广前景
通过上述四项钻井液技术的实施，基本克服了该井的钻井液施工难点，有效地预防、解决了大井眼施工中面临的一系列复杂问题。该井的钻井液技术适合同类型及类似地质情况深井的施工，能够为该区块其它井的施工提供技术参考资料，应用前景广泛。
参考文献：
[1]王树永.胜利油田钻井液工艺技术. 东营：中国石油大学出版社，2009