蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案xxx公司蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度蘇里格氣井水平井鉆井液技術(shù)方案蘇里格氣井水平井鉆井液最關鍵的技術(shù)是井眼凈化、大斜度井段“雙石層”和水平段泥巖的垮塌、預防PDC鉆頭的泥包、潤滑性、產(chǎn)層保護等。1基本情況直井段：保持了本區(qū)塊直井、定向井鉆井液方案。斜井段:繼續(xù)采用強抑制無土相復合鹽鉆井液體系。水平段：采用無土相酸溶暫堵鉆井液體系。2技術(shù)難點蘇里格區(qū)塊直井段安定底直羅組、延長底部紙紡組頂部易垮塌。蘇里格區(qū)塊劉家溝組與石盒子組地層承壓能力低，普遍存在滲透性漏失和壓差性漏失。尤其是蘇5區(qū)塊漏失最為頻繁。“雙石層”、煤層和水平段泥巖的垮塌，是導致水平井易發(fā)生復雜和故障的致命的因素。如何優(yōu)化鉆井液體系、性能、組分，通過鉆頭選型，水力參數(shù)優(yōu)化，是預防PDC鉆頭泥包和提高斜井段機械鉆速的關鍵。如何通過改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液的潤滑性是水平井鉆井液防卡潤滑的關鍵。3技術(shù)方案表層技術(shù)方案表層鉆井液配方表層及導管鉆進嚴格按《蘇里格氣田表層鉆井液技術(shù)》執(zhí)行，打?qū)Ч懿捎冒淄翝{小循環(huán)，導管打完后固定、找正、坐實、水泥回填，侯凝2-3小時，開鉆過程中監(jiān)控導管情況。若流砂層未封住（流沙層50米以上），采用白土漿鉆井，%CMC+5-6%白土，密度:，粘度:40-50s；鉆穿流沙層50-80米之后，采用低固相鉆井液體系，密度:，粘度:31-35s。若流砂層已完全封住，用清水聚合物鉆井液體系，配方為%CMP+%ZNP-1。鉆井液性能：密度:，粘度:31-32s。下表層表套前技術(shù)措施打完表層后配白土漿（約40-50方）密度：，粘度：40-50s，采用地面小循環(huán)清掃井底后打入井里封固裸眼井段，起鉆連續(xù)灌白土漿，確保井口流沙層段為白土漿，防止下表套過程中流沙垮塌。二開直井段技術(shù)措施二開提前預水化聚合物膠液利用候凝搞井口期間提前預配聚合物膠液300方，%K-PAM+%ZNP-1+%CMP。二開進入安定組前50米鉆井液上罐鉆進，根據(jù)粘度高低適量加入K-PAM、ZNP-1，每鉆進50-70米清洗1次錐形罐，性能達到:粘度≥31s,密度≤cm3，鉆進中分2-3次加入噸XL-007，鉆穿直羅100米后下罐采用大池子循環(huán)，在延長組底部100米鉆井液再次上罐鉆進，分2-3次加入噸XL-007及其它化工，進入紙紡組100米后下罐采用大池子循環(huán)(主要針對蘇里格)。每班隨時開振動篩觀察返出巖屑，判斷井下情況，及時作出處理，補充新漿配方%K-PAM+%ZNP-1+%CMP，緩慢、分次混入，做好泵壓變化記錄，防止誤判斷井下、鉆具故障。每天或起鉆前稠漿、大排量清掃。斜井段技術(shù)措施斜井段鉆井液配方及維護直井段鉆完后根據(jù)井下情況，可用稠漿清掃，保證井筒清潔，有利于滑動定向。掌握轉(zhuǎn)化時機。井斜達到15°左右轉(zhuǎn)化鉆井液體系（根據(jù)井下情況和井隊加藥品快慢），轉(zhuǎn)化時加入抗鹽、抗高溫處理劑，嚴禁加入不抗鹽、不抗高溫的其他處理劑，轉(zhuǎn)化主處理劑為：GD-K、JT-1、PAC（CMC）、SFT-1、SMP-2、ZDS、WT-1及工業(yè)鹽等。鉆井液體系轉(zhuǎn)化配方：原漿++2-3%GD-K++%SFT-1+3-4%ZDS+%NaOH+5-10%工業(yè)鹽+3-4%有機鹽控制性能：密度：，粘度：38-42s，F(xiàn)L：6-4ml，PH：8-9，動切：5-10Pa加藥順序：按上述配方以循環(huán)周先后交替加入PAC、GD-K、JT-1、SFT-1、ZDS，打鉆6-8小時再加入NaOH，WT-1及工業(yè)鹽。在井斜30°的時加入2-3噸SMP-2（加入SMP-2，可適當減少GD-K、JT-1等降失水劑的含量）。蘇5井區(qū)和桃7井區(qū)劉家溝鉆穿必須做承壓試驗。由于延長、劉家溝組易漏地層與“雙石層”等易塌地層處在同一裸眼井段，解決好易塌層垮塌和易漏層承壓能力是技術(shù)的關鍵。為提高地層承壓能力，做地層承壓試驗，做承壓試驗要求：（1）鉆穿劉家溝組50-100米；（2）轉(zhuǎn)化為強抑制無土相復合鹽鉆井液體系；（3）井斜達到15°左右，鉆井液密度大于cm3以上；（4）鉆井液當量密度大于cm3；（5）配量：封劉家溝井段+10m3；（6）加量：5-8%DF-A（適用蘇5、桃7區(qū)塊，其它區(qū)塊暫不做要求。）斜井段根據(jù)井斜提高鉆井液密度：（1）在井斜30°時密度達到gcm3。（2）在井斜45°時將密度達到gcm3，（蘇5及蘇47、蘇48等易漏的區(qū)塊,，鉆井液密度走下線，加入SFT-1及目數(shù)更小的超細碳酸鈣提高封堵性能，同時加入5-7%KCL、、%K-PAM，增加該體系的防塌抑制能力）。在斜井段不加入原油的情況下可加入XCS-3增加體系的防塌潤滑性。（3）在井斜達60°以上時將密度達到g/cm3以上，（蘇5及蘇47、48等易漏的區(qū)塊，鉆井液密度走下線）；穿越下古煤層時要將鉆井液密度提高到g/cm3以上。（4）井斜小于30°時盡可能采用工業(yè)鹽、有機鹽等提密度，以提高滑動增斜效率。鉆頭泥包的原因分析及對策（1）PDC鉆頭泥包分析鉆井液性能：性能差，如抑制性、潤滑性能差、失水大、濾餅厚、黏土含量高等。地質(zhì)因素：泥巖地層、易吸水膨脹的地層或軟硬交錯的地層，易形成泥包。鉆井參數(shù)：鉆進中排量較小，未能將鉆屑及時帶離井底，造成重復切削。鉆進中鉆壓不均勻，鉆時變慢后，盲目加大鉆壓。鉆頭選型：選用中心孔流道較小的PDC鉆頭，導致鉆屑滯留在底部。（2）預防PDC鉆頭泥包的技術(shù)對策預防PDC鉆頭泥包的鉆井液維護的核心是：一是通過無機鹽、有機鹽等強抑制劑的含量，提高鉆井液的抑制性，抑制泥巖地層分散、造漿。二是保持無土相、低活性固相含量。（3）復合鹽鉆井液防PDC泥包的維護。首先確保體系中有足夠的抑制劑含量，主要通過觀測鉆屑和鉆井液的性能來掌握。具體的：一是泥巖段的砂樣成型好，不粘篩布。二是鉆井液的性能在泥巖段鉆進變化不大，密度、粘度、固含不升，性能穩(wěn)定。其次加強固控設備的使用，保持鉆井液中低固相。再次工程措施：一是PDC鉆頭鉆速快、鉆屑多，必須要有足夠的排量，避免鉆屑重復切削會形成淤泥而泥包鉆頭。要求環(huán)空上返速度達到s；二是鉆壓合理，送鉆均勻，速度太快時要適當控制鉆壓；三是盡量避免長時間、長井段的滑動鉆進，四是下鉆分段循環(huán)。防煤層垮塌的鉆井液措施（1）泥漿措施：由于煤層遇水極易分散，防煤層垮塌的泥漿技術(shù)措施應從提高泥漿密度和控制泥漿API及HTHP失水入手。進入山西組煤層前用密度為gcm3。采用GD-K、JT-1、超細目碳酸鈣粉等處理劑，使泥漿API失水控制在4ml以下，HTHP失水控制在15ml以下，并且可形成薄而韌、滲透率低的泥餅。采用高粘度鉆井液、粘度控制在60s以上，防止水力對煤層的沖刷、工程在滿足攜砂的前提下采用較低的排量鉆進。（2）工程技術(shù)措施在煤層鉆進中，禁止采用滑動鉆進方式，禁止在煤層段強增斜扭方位作業(yè)。煤層段嚴禁長時間循環(huán)，井下要出現(xiàn)遇阻要避開煤層循環(huán)。斜井段完鉆電測及下套管前的鉆井液處理完鉆后配稠漿清掃，再大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底。短程起下鉆至造斜點附近，確保井眼暢通后把預配置25方封閉潤滑液（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉大斜度井段。起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。電測期間，每測完一趟灌漿一次，確保鉆井液液面在井口。電測完按設計鉆具組合、雙扶正器通井，到底后大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底；若下鉆遇阻，及時接方鉆桿建立循環(huán)劃眼，并根據(jù)井下情況處理好鉆井液，直到上提下方無遇阻，短起下無遇阻后打入預配的20-25方封閉潤滑液（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉大斜度井段方可起鉆下套管。起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。水平段技術(shù)方案水平段鉆井液配方及維護鉆塞時用大池子泥漿循環(huán)。其他循環(huán)罐預配鉆井液，利用斜井段泥漿最多不超過60方（下完套管后利用離心機降低斜井段鉆井液密度，配置水平段鉆井液時可加入30方左右，鉆進過程中分多次加入30方），以免使用過多影響鉆井液性能，造成鉆頭泥包和鉆進中托壓。2轉(zhuǎn)化過程中控制泥漿總量在200方左右，具體加量為：3-4%GD-K+4-5%ZDS+%PAC（CMC）+%燒堿+甲醛適量%左右)+工業(yè)鹽15噸+15噸甲酸鈉（保證體系的抑制性），循環(huán)2周后測初始性能：密度，漏斗粘度38-42S，失水6-4ml，PH=8-9。必須勤觀察振動篩砂樣返出情況及時維護，鉆進一定進尺可適量補充K-PAM、XCS-3、原油增強體系的抑制能力和潤滑性。砂巖地層鉆進，鉆時較快，每鉆進400-500米進尺進行短起下鉆，氣層顯示很好（氣測值出現(xiàn)高于50萬ppm），可將密度提高到g/cm3以上，長時間滑動鉆進后，復合鉆進時可適當提高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，破壞巖屑床，滑動鉆進時，如長時間沒有進尺，必須上提活動鉆具，防止發(fā)生粘卡。出現(xiàn)泥巖時的要求（1）出現(xiàn)泥巖時要及時給技術(shù)辦進行匯報，并以甲酸鈉、NaCL為主，BaSO4（石灰石）為輔提高密度；（2）若伽瑪值大于180（此值作為參考，當伽瑪值大于120時，要勤觀察振動篩上返出砂子以否為泥巖），鉆遇泥巖到30m時，必須將密度提至g/cm3以上(若密度未達到要求,必須循環(huán)加重)；KCL含量達到5-7%；（3）若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖達50m時，密度必須提至cm3(若密度未達到要求,必須循環(huán)加重)以上；提密度出現(xiàn)滲漏時繼續(xù)加入KCL，總含量達到7-9%，CWD-1（或KPAM）達到；（4）若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖段到80m時，密度必須提至cm3(若密度未達到要求,必須循環(huán)加重),同時CWD-1（或K-PAM）總量達到等。若伽瑪值大于180，鉆遇泥巖段到150m時，密度必須提至cm3(若密度未達到要求,必須循環(huán)加重)。水平段提密度要求：每次提密度要仔細觀察漏失量，提密度時一個循環(huán)周不超過cm3（低密度時一個循環(huán)周可提高），防止加量過快壓漏地層，若出現(xiàn)漏失的跡象停止加重，循環(huán)觀察；已知井漏區(qū)塊以化學防塌為主，物理防塌為輔，提密度時要更為慎重，原則上一個循環(huán)周不超過cm3，防止加量過快壓漏地層，并隨鉆加入DF-A進行隨鉆防漏。隨著水平段進尺的增加，攜砂也變的相對困難。控制動塑比在，3轉(zhuǎn)的度數(shù)>3,可適量的在原漿中加入適量XCD和ZDS，提高粘切清掃井眼，保證井眼清潔,減小巖屑床的形成。強化四級固控設備的使用：進入斜井段要合理使用四級固控設備，嚴格控制鉆井液中的有害固相，含砂量小于%。振動篩選用波浪篩布，篩布要求在100-120目，要求鉆井液要100%的過篩。鉆進時，不間斷的開啟除砂、除泥器（篩布選用150目）、離心機清除調(diào)整鉆井液中的固相比例。井斜達到30°以后時每班必須開離心機4--6小時，除砂、除泥器不小于8小時，密度降低時要及時加重，通過清除-加重-清除-再加重的辦法來調(diào)整鉆井液中的固相比例。做好防淀粉發(fā)酵的工作，轉(zhuǎn)化時加入%的甲醛，體系氣泡過多或有異樣氣味，有發(fā)酵的前兆可再加入適量甲醛及燒堿。水平段完鉆電測前及下工具前鉆井液處理完鉆后配稠漿清掃，大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周，確保洗井徹底。短程起下鉆至套管腳近，再下鉆至井底，正常后配置20方封閉潤滑液（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-3），封閉水平井段。起鉆過程中連續(xù)灌漿，確保井筒內(nèi)液柱壓力足夠。電測期間，每測完一趟灌漿一次，確保鉆井液液面在井口。電測完按設計鉆具組合通井，到底后大排量充分循環(huán)鉆井液2-3周；若下鉆遇阻，及時接方鉆桿建立循環(huán)劃眼，并根據(jù)井下情況處理好鉆井液，上提下方無遇阻方可下鉆，到底后仍需短起下作業(yè)進行驗證，短起下正常后方可打入預配置20方（1000米水平段）封閉漿（原漿中加入1噸GD-2、1噸XCS-34．化工儲備：直井段材料藥品代號用量（噸）單價（元/噸）耗費（元）聚丙烯酸鉀K-PAM1446221693鉆井液抑制防塌劑ZNP-121336926738陽離子抑制劑XL-00711360513605螯合金屬聚合物強抑制劑CMP21324826496白土白土107807800提粘劑CMC180105403合計101735斜井段聚陰離子纖維素PAC21821836436羧甲基淀粉GD-K12653878456磺化酚醛樹脂SMP-231218736561水分散陽離子乳化瀝青粉SFT-110837683760燒堿NaOH326928076聚丙烯酸鉀K-PAM21446228924超細鈣ZD鹽抗鈣降失水劑JT-141572762908重晶石重晶石5564135255氯化鉀KC體石墨潤滑劑GD-23833324999工業(yè)鹽NaCL4065026000黃原膠XCD2615413077小陽離子頁巖穩(wěn)定劑CWD-121360527210聚合醇潤滑劑XCS-381094087520有機鹽WT-115合計627122水平段聚陰離子纖維素PAC1821