阿塞拜疆K&K油田钻井液关键技术.pdf

第 2 5卷 第 6期 2 0 0 8年 l 1月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LI I NG FLUI D & COMPI ETI ON FLUI D Vo 1 2 5 No 6 NO V2 00 8 文章编号 ： l O O l 一 5 6 2 0 ( 2 0 0 8 ) 0 6 0 0 7 7 0 3 阿塞拜疆 KK油 田钻 井液关键技术 张高波 贾建 文 梁志 强 朱家 良 叶挺 ( 中油长城钻探公 司钻井液分公 司， 北 京) 摘要 阿塞拜疆 K&K油 田是 国际上有名 的复杂 区块之一 ， 具体 表现为地 层胶结疏 松， 成 岩性差 ， 岩屑造浆严 重 ， 塑变性强， 钻 井液流变性不易控制 ， 井眼极易发生缩 经， 造成卡钻 ， 目的层压 力 系数 较高 而且极不 均衡 ， 易造 成 高 密度钻 井液流 变性更难控 制。使 用不 同于 国内应用 的 KC 1 聚合物钻井液在该油 田钻 了 5口井， 其 中膨 润土含量 下 降到 2 O 3 O g L， KP A M 和 KC 1 含 量分别上升到 1 O 1 5 k g m。 和 1 0 。 1 5 0 k g m 。5口井施工顺利， 钻 井液性 能 良好 ， 井眼优质 ， 在高分散地层 中较 顺利地完成 了高 密度 钻井液钻 井。通过 现场应 用总 结 出， KK 油 田钻 井液 技术的关键为高浓度 的 KP AM 和 KC 1 、 低 膨润土含 量、 低 滤失量、 有效 的固相 控制技术及 良好 的润滑性能 ， 其 中高 浓度 的 KP AM 和 KC l 加量 、 较低 的膨润土含量又是最 关键 的技术。 关键 词 KC l 聚合物钻 井液 井眼稳定 润滑性 阿塞 拜疆 K8 L K油 田 中图分 类号 ： T E 2 5 4 3 文献标识码 ： A 阿 塞 拜 疆K&K 油 田 分 为 Ka r a b a g l i和 Ku r s e n g e区块 ， 这 2个 区块 地 层 胶 结 疏松 ， 成 岩 性 差 ， 岩屑造浆严重 ， 钻井液流变性不易控制， 地层塑 变性 强 ， 井 眼极 易 发 生 缩 经 ， 造 成 卡 钻 ； 目的 层 压 力 系数较高而且极不均衡 ， 易造成高密度 阶段钻井液 流变性难以控制。长城钻井公 司钻井液分公司在阿 塞 拜 疆 K&K 油 田 Ku r s a n g e区 块 钻 了 K5 7 3 2 、 K5 8 0 1 、 K5 8 0 4 、 K5 8 0 2和 K5 7 3 0井 ， 均使用 Kc l 聚 合物钻井液 ， 但这种体系与 国内使用 的 K C 1 聚合 物 钻 井液 不大 相 同 。根 据 现 场实 践 ， 介 绍 了 阿塞 拜 疆 K&K油 田钻井液技术的关键点。 l 地层 特 点 该区块在进入油层 ( 井深约 为 2 7 0 0 m) 前 、 地 层 以泥 岩 、 砂 质泥 岩 、 粉砂 岩 为 主 ， 进 入 油 层 后 地 层 以粉 砂 岩 和 泥 岩 为 主 。在 井 深 2 5 0 0 m 以上 地 层 中， 泥岩水化分散性强 ， 易坍塌 ， 容易发生糊振动筛 、 泥包 钻头 和增 加钻 井 液 黏 度 的 现 象 ； 钻 遇 砂 岩 层 时 易发生渗漏。在整个钻井过程中， 井眼易发生缩径 ， 同时井底压力系数高 ， 进入油层后地层压力系数 达 1 6 2 5 。该 区块地温梯度不高 ， 钻 至井 深 4 5 0 0 m 时井 口温度 为 4 2 4 5 ， 井底 温度 小 于 9 0 ， 这 使该区块钻井液流变性受温度的影 响较小 ， 为钻井 液流变性能控制提供 了一定的前提条件 。 2 钻井 液技术难 点及 方案 1 ) 钻井液技术难点是地层坍塌 、 缩径 ， 岩屑分散 引起钻井液黏度增加 、 流变性不易控制， 尤其是在高 密 度 阶段 的流变 性 控 制 。所 以 ， 钻 井 液 必 须 具有 强 抑制性 ， 有效地防止泥岩 的水化 、 分散和造浆 ， 防止 地层坍塌； 在高密度阶段还要有较好 的流变性能 和 润滑性能 。合理的钻井液密度和钻井措施是解决钻 井液难点的前提。 2 ) 钻 井液 方案 。 加入 1 0 1 5 k g m。 KP AM 控制地层岩屑分散和劣质黏土的含量。加入 1 0 0 1 5 0 k g m。 KC 1 ， 防止地层的坍塌和岩屑分散。 用 5 1 0 k g m。的 L V - C MC或 NH - HP AN 控制 滤失量和泥饼质量 。用 XC或 P AC R提高钻井 液 黏 度。 加 入 3 5 k g m。中分 子 量 聚 合 物 J T 8 8 8 、 P HP A控制钻井液黏度 和滤失量。控 制 钻井液 p H值 为 7 0 7 5 。在钻井过程 中尤其 在高密度阶段， 控制膨润土含量不大于 3 5 g L。 在高密度阶段要及时更换振动筛筛布 ， 此时少量黏 土 或地层 有 害 固相 侵 人钻井 液 就会造 成钻 井液 黏度 第 一作者 简介 ： 张高波， 高级工程 师， 1 9 6 6年 生， 1 9 9 1年毕业 于西南石油 学院油 气开发 工程专 业， 获 硕士 学位 ， 现 在 中油 田钻井有限责任公司钻井液分公 司从 事钻 井液服 务 工作 。地 址 ： 河 南濮 阳 中原 油 田中原路 5 9号 6号楼 3单元 1 O号； 电话 1 3 8 3 9 3 0 6 8 7 0 ； E ma i l ：z h g b 0 9 7 5 s i n a c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 钻 井 液与 完 井 液 2 0 0 8年 1 1月 的飞速增加。在高密度阶段维护钻井 液时， 配合 加入润滑剂， 保证钻井液有低的塑性黏度和润滑性 ； 及时加入 RH一 4和混入柴油防止泥包钻头。 3 钻 井液 关键 技 术 3 1 与国内常用 K C i 聚合物钻井液的异同 1 ) 国内常用 KC I 聚合物钻井液配方如下 。 ( 3 0 4 0 ) g L膨 润 土 + ( 1 5 ) k g m。 KP AM ( 或 8 O A5 1 ) + ( 5 1 0 ) k g m。 L V C MC+ ( 3 0 8 0 ) k g m。 K C 1 +( 3 5 ) k g m。中分子 量聚合 物 ( J T 8 8 8 、 MAN1 0 1 、 P A C 1 4 1 等 ) 在 以上配方 中加入 1 0 2 0 k g m。 的 S MP 一 1和 1 0 2 0 k g m。 的 S MC， 转换为聚磺钾盐体系 ， 提高 钻 井液 的抗 温性 能 和抗 污 染 性 能 ， 另外 还 可 加 入 其 它辅助材料 改善 钻井液综 合性 能 。 2 ) K K油田使用的 K C 1 聚合物钻井液配方如下。 ( 2 0 3 0 ) g L膨 润土 +( 1 0 1 5 ) k g m3 K P AM+ ( 5 1 0 ) k g m3 I V- P AC+ ( 3 5 ) k g m。 J T8 8 8+ ( 1 0 0 1 5 0 ) k g m3 KC1 在以上配方 中可以加入其它辅助材料 ， 以改善 钻井液综合性能。该体系中 KP AM 的加量高达 1 0 1 5 k g m。 ， 比国 内常 用体 系 中 KP AM 的加 量 多 ， 另外 K C I 的加量也多。在这种高浓度的 KP AM 加 量下 ， 尤 其是在高 密度 ( 2 4 g m。 ) 阶段 ， 会不 会 引起 钻井 液 黏 度 的 飞 速 增 加?实 践 证 明， 高 浓 度 的 K P AM 不会引起钻井液黏度的增加 ， 还能控制地层 岩屑分散 、 保持钻井液有合理的流变性 。 3 2 K&K油田的关键技术 3 2 1 K P A M 的浓度 KP AM 的加量必 须大 于 1 0 k g m。 ， 这是该 区块 的关键技术之一。在二开开钻后 ， 根据一开钻井液 中膨润 土含量 留取 一 定量 的一 开 钻 井液 ， 然后 配 制 ( 1 O 1 5 ) k g m。 K P AM+( 5 1 0 ) k g r n 。降滤失剂 ( NH HP AN、 P AC S L、 J T8 8 8 ) 胶 液 ， 控 制 二 开钻 井 液 中膨 润土含 量为 2 O 2 5 g L。随后 在 三 开 、 四开 的钻井过程中必须严格控制膨润土含量不 大于 3 5 g L。实践表明， 在此 KP AM 浓度范围内不会增加 钻井液的黏度 ， 反而会降低钻井液黏度 ， 改善钻井液 的流 型 ， 有时反 而需要 加入 XC或 者 P A C R提 高钻 井液黏度 。 在 K5 7 3 0井 的应用 过 程 中 ， 三 开后 6 d才 开始 使用离心机， 该钻井液中的膨 润土含量一直保持不 变 。这充分说明了高浓度的 KP AM 加量能有效地 稳定钻井液中固相含量 ， 降低有害固相 的量。在三 开以前或钻井液密度小于 1 4 g c m。时， K P AM 浓 度可 以大 于 1 0 k g m。 。随 着 井深 的增 加 或 钻井 液 密度的增加 ， KP AM 的浓度应降低为 5 k g m。 。在 钻井过 程 中 ， 应 随着 井深 的增 加 和 消耗 的 量及 时补 充 KP AM 胶液 ， 保持 钻井 液 中有足够 的 KP AM。 补充 KP AM 时用其浓度为 1 O 1 5 k g m 。的胶液进 行维 护 。 3 2 2 K OI 的加量 高浓度的 KC I 是该 区块钻井液 的关键技术之 一 。从二开后的钻井过程中， K C 1 的含量必须达到 1 O 0 1 5 0 k g m。 。K P AM 的加 量在 1 0 k g m。 左 右 时 ， KC 1 加量在 1 0 0 k g m。 左右即可。随着井深增 加或钻井液密度 的增加， K P AM 浓度应该降低为 5 k g m。 ， 而 K C 1 的浓 度应 增 加 到 1 5 0 k g m。 ， 以补偿 由于 KP AM浓度降低而消弱 的抑制岩屑分散 的作 用。降低 KP AM 浓度的主要原 因是在三开钻井过 程中， 钻井液密度增加和地层压实作用造成钻速降 低 ， 每天钻井进尺减少 ， 从而使分散到地层中的岩屑 量减少， 而并非真正降低钻井液 中的 KP AM 浓度。 在钻 井过 程 中， 应 随井 深 以及 处 理 剂 胶 液 的维 护 情 况及 时补 充 KC 1 。 3 2 3 滤 失量 的控制 在二开及三开转换钻井液时 ， 按设计控制钻井 液滤失量 ， 加入足量的降滤失剂， 保持较低的钻井液 滤失量； 在钻井过程中维护钻井液也要以高于配方 浓度的降滤失剂胶液进行维护 ， 保持钻井液 中有合 适 的膨润 土含 量 和 固相 含量 ， 处 理好 由于 膨 润 土含 量 和 固相 含量较 高 引起 的加 入降 滤失 剂后钻 井 液 的 黏 度增加 的 问题 。 3 2 4 膨 润 土含量及 固相 控制 在二开转换钻井液时， 一定要保证转换 后的钻 井 液 中膨 润 土含 量 小 于 2 8 g L， 最 好 达 到 2 0 g L 。 在随后的钻井过程 中用好四级 固控设备， 尤其是离 心机和振动筛 ， 根据钻井液的具 体情况尽量使用较 细的筛布。在钻井液密度大于 1 8 g c m。 的高密度 阶段， 更要仔细观察振动筛筛布损坏情况 ， 高密度钻 井液对筛布的破坏程度较大， 钻井液黏度会在振动 筛筛布损坏后( 即使有较小的损坏) 的一个循环周内 增加 1 0 S以上， 有害固相及膨润土含量对高密度钻 井 液黏度 的影 响较大 。一般 在 1个循 环周 的时 间 内 要观察筛布的损坏情况并及时更换 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 5卷 第 6期 张高波等 ： 阿塞拜疆 K&K油田钻井液关键