磺化聚合物钻井液在花107区块的应用
0 引言
花107 区块地层中, 上第三系以细砂岩为主, 渗透性强, 钻进时钻井液消耗量大;涠洲组尤其是涠三段则以紫红色、绿灰色泥岩为主, 该处泥岩吸收钻井液中的自由水及化合水易膨胀、分散, 造浆极其明显, 且该层位可钻性强、渗透性好, 易形成虚厚泥饼导致短起下和起下钻困难;流沙港组一般为巨厚层状的黑色泥岩, 该处泥岩地质埋藏深度大、大段聚集在一起在外界因素刺激下极易垮塌。在这一区块的前期钻井施工中多次出现缩径、起下钻具拔活塞, 严重到一定程度出现过大段划眼等复杂情况, 对钻井效益及井下安全产生了很大的伤害。针对这一实际情况, 要求所选用钻井液体系能很好地克服上述问题, 实现安全、高效钻井, 并保证施工时各项技术指标优良。作为磺化聚合物钻井液的主体, 聚合物一般具有较大的分子量, 能有效的选择性絮凝和抑制岩屑分散, 表现出较强的剪切稀释性、触变性和适宜的流型, 悬浮、携带钻屑能力强, 洗井效果好, 能合理控制流型、减小对井壁的冲刷[1];在钻井深度变大后及时采取磺化处理, 能有很好的抗高温性能, 对下部地层安全施工有很大的保证性。综上所述, 采用磺化聚合物钻井液复配其他处理剂能优质、高效地完成该区块的钻探任务。
1 地质构造
本文中作为现场试验的花107 区块位于海南福山油田福山凹陷花场构造带花107 断块;从地质分层上来讲, 钻井过程中从上而下钻遇望第四系, 上第三系 ( 望楼岗组, 登楼角组, 角尾组, 下洋组) , 下第三系 ( 涠洲组, 流沙港组) 。
2 技术难点与应对方法
2.1 泥岩造浆率高
花107 断块涠洲组下部和流沙港组存在泥岩水化作用强, 粘土水化膨胀、分散现象严重的问题。这将导致大量的岩屑分散在钻井液中, 引起粘度升高、固含增大, 严重时会造成粘连钻具, 起下钻困难。
对此, 我们采用高分子聚合物钻井液, 其中的主聚物PAM的分子链中含有阳离子基团能够以静电方式中和钻屑表面上部分负电荷, 从电荷理论着手减免粘土颗粒水化现象的发生, 增强钻井液整体的抑制性;配合强力包被剂COATER, 使其强力吸附于钻屑表面上, 有助于遏制大部分岩屑的水化分散, 从而达到清除有害固相的最终目的, 维持钻井液的低固相。此外, 必要时还可以加入甲基硅油解决造浆率高之后粘度升高的问题。
2.2 钻井液加重及压差卡钻
在外部市场钻井一直把安全看的尤为重要, 为了使钻井液的液柱压力能很好的平衡地层压力, 就需要大量且频繁投入加重材料来提高密度, 这也是每口井的后期工作重点。由于频繁投入加重材料导致固相含量偏高, 造成粘度、切力等相应增大, 润滑性变差;而且随着井深、井斜的不断增加, 井底位移也在不断加大, 井下虚泥饼增厚, 导致钻具与井壁粘附和静液压差造成压差卡钻。
为应对这一复杂情况, 采取加入润滑剂的方法, 调节润滑性, 防止压差卡钻。通过分几次加入极压润滑剂或聚合醇润滑剂, 利用润滑剂之间的协同兼备作用, 最终让回转钻具与岩石之间的摩阻力有明显的降低。
2.3 保护油气层
钻开油气层的钻井液, 既要满足钻井方面的基本诉求和地质勘察的精细要求, 也要满足对脆弱油气层的保护。
为满足这一系列要求, 我们在即将钻达储层时, 投入油气层保护剂——多架桥复配暂堵剂和低渗透成膜处理剂;加强对四级固控设备的使用, 防止因固相颗粒堵塞而造成油气层损害;严格控制钻井液中自由水的含量, 减少油气层中侵入的滤液量。
2.4 提高钻速
钻井液性能对机械钻速的影响很大, 大量无用固相的存在和固相含量持久居高不下会降低机械钻速并缩短钻头的使用寿命。在钻至泥页岩地层, 钻屑的水化作用也会导致钻速下降。
因此我们通过合理地使用固控设备、勤放沉砂罐、降低固相含量、清除无用固相, 使其在全井中保持较高的机械钻。另外, 通过降低塑性粘度、提高动塑比, 来减小喷嘴处的紊流流动阻力、增强流液对井底冲击力等一系列措施也能对高机械钻速提供可靠的技术保障。
3 现场应用
我队在花107 区块开钻五口井, 目前已完井四口, 这五口井均采用磺化聚合物钻井液, 其基础数据如表1 所示。
通过上表可看出:采用上述钻井液措施, 施工井钻井顺利, 钻井周期普遍较短, 电测一次成功率较高, 提速提效效果明显, 表明该钻井液技术比较适合该区块的钻井施工。
4 结语
(1) 磺化聚合物钻井液具有较强的包被、抑制性能、井眼净化能力, 协同防塌剂具有良好的防塌能力, 满足该区块各层位的钻井需要。
(2) 磺化聚合物钻进液的性能较好调控;通过加入一些处理剂就可满足全井中不同层位的各自需求。
(3) 现场应用中还是存在这样一些问题:钻探过快时, 无用固相不能及时清除, 难以维持低固相, 在涠洲组这类强造浆井段尤为厉害;而在强分散地层, 抑制力不能得到很好地满足。
(4) 防塌的主要工作集中在流沙港组, 重中之重就是防止大段巨厚层状泥岩的分解、剥离。因此进入流沙港组前, 复合型防塌剂、抗高温降失水剂和多种润滑剂的加入量一定充足, 并且做到及时, 这样才能保证钻井液具有良好的防塌、抗温和润滑性。
摘要：本文主要根据在现场实际中的应用, 对磺化聚合物钻井液体系在福山油田花107区块的应用有一个直观的感受, 便于进一步优化磺化聚合物钻井液体系。简述了这一体系在现场施工的应用方法与技巧, 探讨其在应用中的优缺点。通过现场应用其优点有:材料使用较为节省, 性能发挥较为稳定、现场应用性强, 钻井速度快, 能较好地控制钻井液总量, 对油气层的损害小, 可防止井漏发生。此外也有不足之处, 如在钻时过快时, 难以维持低固相;在强分散地层, 有时抑制性稍显不足。
关键词：磺化聚合物钻井液,花107块,低固相,抑制性
参考文献
[1] 鄢捷年.钻井液工艺学[M].山东东营:中国石油大学出版社, 2006, 178-179.
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