姬塬油田钻井液技术管理措施及现场处理维护方法.doc

姬塬油田钻井液技术管理措施及现场处理维护方法 第四项目部今年施工的堡子湾、樊学、冯地坑、王盘山、张涝湾区块，表层黄土层较厚，易发生浅表层漏失；洛河段长，易发生粘卡，且漏失量严重；直罗组页岩中蒙脱石含量高，易吸水发生剥落垮塌；完钻井深均超过2000米，属于深井施工，这就对日常钻井液维护和完井钻井液处理提出了更高的要求。通过去年和今年的施工，我们逐渐掌握了此区块的地层特点，制定出了一套成熟的处理及维护措施，为今年的生产大提速奠定了坚实的基础。 一、表层钻进由于第四系黄土层对流体冲蚀特别敏感，易发生大型漏失，故表层钻进以防漏为主，配制30方的白土浆（粘度35秒以上）开钻，50米后，如果无漏失，则采用聚合物无固相钻井液钻进，钻进时泥浆总量达到150方以上，聚合物主要以PAM为主，淡水配制PAM：15kg/10m3，苦水配制PAM:20kg /10m3。性能控制在密度：1.00-1.02g/cm3，粘度：28-30s，PH值7-8。钻进时采用高泵压、高转速、低排量，快速钻穿黄土层。若在钻进过程中发生只进不出的严重漏失，视情况（漏失层位、井深、水源等）确定堵漏方案或采取清水抢钻。浅表层井漏严禁清水抢钻。钻完表层后配制30方高粘度清扫液，200米以内的井配聚合物胶液，粘度35秒以上配方：PAM：200Kg或KF-1：200Kg；200米以上的井配白土浆，配方：CMC：100Kg+白土：2000Kg+SM-1：150Kg, 漏斗粘度50秒以上，开大排量循环清洗井眼，循环2周以上，保证表层套管座到井底。姬塬油田表层深度都在200-450米，且黄土层较厚，具有胶结疏松，欠压实，承压能力低，渗透性强等特点。黄土层在钻进中一旦发生漏失，形成漏失通道，则堵漏难度大，堵漏的成功率低。随着漏失量增加、漏失时间增长，可能会导致灾难性后果：漏出地表会造成环境污染、井架基础下沉等，严重影响钻井时效。所以表层钻进以防漏为主，核心是控制压差及压力激动。四部区块表层深度300米以上的井，表层施工按以下技术措施执行：1、表层防漏及钻井施工技术措施 （1）、表层开钻前（包括冲大小鼠洞）必须配制低固相白土-CMC泥浆体系，加入粗型综合堵漏剂。该体系具有堵漏作用，能有效的预防井漏。基本配方为： 清水+3-4%白土+0.15%CMC+0.25%SM-1+2-3%HD-1+2-3%锯末。 性能要求：密度1.02-1.03g/cm3，粘度40-45秒。 （2）、采用双凡尔或开回水或在回水闸门处安装喷嘴的方法控制排量(15 l/s左右)，开泵前先启动转盘，平稳开泵，上提下放要控制速度避免压力激动导致井漏。（3）、每钻完一个单根，应适当循环，确保钻屑带出地面，避免井筒内钻屑堆积太多产生压差压漏地层。 （4）、钻至60米后泥浆方面可考虑加水逐步稀释，同时加入聚合物絮凝剂PAM，控制性能为：密度1.01-1.04 g/cm3，粘度35-40秒。钻具结构可换用螺杆钻具完成表层作业。 （5）、如果冲鼠洞或一开时就有漏失的趋势，则在浅表层黄土层段下导管堵漏：用346mm钻头加焊216mm钻头牙轮巴掌，扩眼至漏层以下5m后，下入426mm的导管，导管下部0.5-1米处上下焊小螺帽,用毛毡缠绕到一定厚度,尽量为两头小中间大的“腰鼓型”,铁丝穿过小螺帽扎好,做成塞子下入井内坐死。环空采用人工回填办法，再检查灌入泥浆液面能否高于地表面，满足返出要求后，固定导管，割焊出口，恢复钻进作业。（6）、清水抢钻：在所余表层井段较少、漏失液面较深时可根据实际情况实施清水抢钻，但必须确保井架基础及环境污染不出问题。（7）、表层进入石板层必须大于60米。表层钻完后，必须用白土含量大于5%的泥浆循环带出井筒内的砂子，起钻及时灌满泥浆，确保套管下入井底。2、下表套、固表层（预防二开套管脚串漏）技术措施表层固井，典型的大井眼小环空固井，经常出现替空、套管脚封固不良等，导致套管脚串漏、为井控工作埋下隐患。表层固井质量由钻井队负责。下套管、固表层对策：（1）、下套管时，底部5根套管连接处必须用电焊点焊，以防二开快速钻进时造成底部套管脱扣。（2）、对于表层底部漏失井、清水强钻完成表层作业后，下套管经常在下部有台阶遇阻现象，可在下套管时，把最下面的套管鞋用氧焊割成30度斜坡，可有效解除台阶遇阻现象。（3）、套管下到底后，如果能建立循环，可适当稀释泥浆，按正常固表层进行施工，按照套管内预留30米水泥塞计算好替量，表层失返后，固井按照静平衡进行固井，千万注意不能替空。下套管最后23根要根据遇阻情况采用方钻杆边开泵边下的办法，如果到底后不能循环，可以卸掉联顶节下螺杆钻具循环。（4）、井队技术员必须监督固井情况，负责检查灰量和计算表层固井替水量。如果注灰过程中出现漏失，要减少替水量，按照平衡法固井，这也是二开后没有水泥塞的主要原因之一。二、二开钻井液性能及维护要求1、二开环河、华池组以泥岩为主，禁止用清水开钻，必须配成粘度在28-29秒的PAM+BLC-1胶液开钻。地面泥浆量保持200方以上。基本配方为：水+0.15%PAM+0.15% BLC-1。其中每钻进100米要求补充： PAM：50kg，BLC-1：50kg。维护性能保持在：密度1.00g/c m3，漏斗粘度在28秒。2、洛河组由于胶结疏松，钻时快、砂岩渗透性强，为了减少漏失量，确保因泥浆量不足造成恶性循环导致粘吸卡钻，故必须始终保持地面钻井液量在200方以上，加强絮凝，日常维护必须以聚合物胶液形式补充，少吃多餐。基本配方为：水+0.15%PAM +0.15%BLC-1。其中每钻进100米要求补充：PAM ： 25kg，BLC-1: 25 kg。维护性能保持在：密度1.00-1.01g/c m3，漏斗粘度在28-29秒。若漏失量大于5方/小时，则每钻进100米应在泥浆中加入200 kg的DF-A或严格过筛后的锯末进行随钻堵漏。洛河组定向、扭方位等滑动施工过程中，若有钻具粘阻、钻头加不上压的现象时，钻井液处理方法为：（1）、滑动施工前在上水罐配制30方粘度在50秒左右的聚合物胶液，配方为：PAM:25kg，K-PAM:25kg，CMP:50kg，BLC-1：50kg。一定保证聚合物加量不少于150公斤。（2）、将配制好的胶液打入井内，充分循环1小时，确保井筒内砂子完全携带出来，井筒畅通的情况下方可进行滑动施工。（3）、滑动施工过程中，保证入井泥浆粘度不小于30秒，具体处理方法为：每钻进一个单根，在上水罐加：BLC-1:25kg，CMP:25kg。注意将这50公斤药品不要一次性加入，分2-3次加完即可。（4）、滑动施工过程中，开双车确保泵排量，只有环空泥浆返速达到一定要求时，井底砂子才能及时带出井筒，滑动施工才能顺利进行。此方法也适用于直罗底砂岩和下部其它井段的滑动施工。3、安定组钻进，重点是搞好净化，强絮凝。基本配方为：水+ 0.1%PAM +0.1%BLC-1+ 0.1%K-PAM + 0.1%CMP+0.1%BLA-HV。其中每钻进100米要求补充：PAM： 25 kg，BLC-1: 25 kg， K-PAM：25 kg， CMP：25kg，BLA-HV:25 kg。 维护性能保持在：密度1.00-1.01g/cm3，漏斗粘度28-30s，塑性粘度14mPa.S，动切力01.5Pa，滤失量：50，PH值：7-7.5。 4、直罗组存在大段泥页岩，泥页岩钻开后，粘土矿物遇到钻井液液相后会吸水膨胀，导致泥页岩强度降低，使井壁失稳，而且部分泥页岩还会分散到钻井液中使钻井液性能变坏。我们选用高粘乙烯单体共聚物防塌降失水剂（BLA-HV）和成膜树脂防塌剂（BLC-1）与PAM、K-PAM、CMP复配，目的是降低泥浆的失水，减少泥浆中的自由水向地层内的转移，控制直罗组泥页岩的浸泡，进而控制该段地层的坍塌。具体措施：防塌钻井液处理应提前在洛河底部进行，以便控制安定组地层的坍塌掉块，在进入直罗组之前调整性能达到要求，钻井液数量控制在200方左右，避免在直罗组钻进过程中大量补充钻井液，补充钻井液时应配制成胶液按循环周均匀加入(一个上水罐的除外)。基本配方为：水+ 0.1%PAM +0.15%K-PAM + 0.15%CMP+0.15% BLC-1+0.15%BLA-HV。其中每钻进100米要求补充：PAM ：50 kg， K-PAM： 50 kg，CMP：50 kg， BLC-1：50 kg ， BLA-HV： 50 kg。 维护性能保持在：密度1.00-1.01g/cm3，漏斗粘度31-32s，塑性粘度2-6mPa.S，动切力0.5-1.5Pa，滤失量：50，PH值：7-7.5。5、由于该区块延安、延长组地层相对较为稳定，重点工作应加强体系的絮凝效果，强化抑制能力，使钻井液始终保持无固相，防止缩径阻卡。基本配方为：水+ 0.1-0.15%PAM + 0.1%K-PAM + 0.1%CMP+0.1% BLA-HV。其中每钻进100米要求补充：PAM：25-50 kg+ K-PAM：25 kg+ CMP：25 kg+ BLA-HV：25kg。维护性能保持在：密度1.00-1.02g/cm3，漏斗粘度30-31s，塑性粘度2-6mPa.S，动切力0.5-1.5Pa，滤失量：实测，PH值：7-7.5。三、完井液的处理要求对于堡子湾、王盘山、张崾岘、冯地坑、张涝湾区块，为提高电测一次成功率，要求钻井液体系转化分两步完成：（注：樊学、冯地坑区块2200米以内的井除外）1、在进入主力油层前50米左右将聚合物钻井液预转化为低固相分散型钻井液体系。该体系具有较高的粘度、切力，良好的流变性和润滑性，较低的滤失量、薄而致密的泥饼，能够满足携砂要求。必须控制地面泥浆量（包括上水罐）不少于100方，即泥浆总量在200方左右基本配方为：原浆+ 0.15-0.2% NaOH +0.1-0.15%CMC + 2-3%膨润土 + 0.3-0.5%FT-342 + 0.3-0.5%SM-1+0.25%BLC-1 + 0.1%SF（防塌剂）+（若钻井液流动性差可加入0.1%SF-150）。即：每10方泥浆加量为NaOH：15-20kg + CMC：10-15kg + 膨润土：200-300 kg + FT-342：30-50 kg + SM-1：30-50 kg + BLC-1:25 kg + SF：10 kg+（若钻井液流动性差可加入SF-150：10 kg）。维护性能保持在：密度1.02-1.04g/cm3，漏斗粘度35-40s，塑性粘度10-15mPa.S，动切力4-8Pa，动塑比：0.20-0.4Pa/mPa.S，滤失量10ml，h0.5mm，PH值：10-12。2、在打口袋或者循环时，使用适量的CMC,SM-1,FT-342,白土配制20-40方的粘度80-100秒的稠浆清扫井底，之后按照以下配方整体处理钻井液，然后循环2-3个循环周，泥浆循环均匀，把井底砂子携带干净，以保证电测。基本配方为：原浆+ 0.15-0.2% NaOH +0.05-0.1%纯碱 +0.1-0.15%CMC + 5-6%膨润土 + 0.3-0.5%FT-342 + 0.3-0.5%SM-1 +0.25%BLC-1 +0.1%SF（防塌剂）+ （若钻井液流动性差可加入0.1%SF-150）。即：每10方泥浆加量为NaOH：15-20Kg + 纯碱：5-10 Kg + CMC：10-15Kg + 膨润土：500-600 Kg + FT-342：30-50 Kg + SM-1：30-50 Kg + BLC-1:25 kg + SF：10 kg +（若钻井液流动性差可加入SF-150：10 kg）+（若井眼轨迹曲率大、最大井斜超过25度时加入BLR-1：15 kg）维护性能保持在：密度1.04-1.06g/cm3，漏斗粘度50-60s，塑性粘度15-20mPa.S，动切力6-12Pa，动塑比：0.40-0.5Pa/mPa.S，滤失量8ml，h0.5mm，PH值：10-12。四、加深井加深钻进时钻井液技术措施我部今年施工中，有部分井完钻电测解释后，又要加深，加深的井段较长，100-300米不等，之后又要电测。对于这种井加深施工时，按以下措施执行：1、首先在配浆罐用SF-150（高效稀释剂，300kg）配制20-30方稀释胶液，待下钻到底后，小排量将此胶液打入上水罐，边循环边缓慢稀释泥浆。严禁使用清水直接稀释。2、将小循环改为大循环，补充泥浆量，必须控制地面泥浆量（包括上水罐）不少于100方，即泥浆总量在250方左右。3、使用适量的白土、烧碱、CMC、SM-1、FT-342、SF、BLC-1、BLR-1整体调整泥浆性能，使该聚磺体系具有较高的粘度、切力，良好的流变性和润滑性，较低的滤失量、薄而致密的泥饼，能够满足携砂要求。4、调整后加深钻进时泥浆性能控制在：密度1.04-1.05g/cm3，漏斗粘度36-40s，塑性粘度15-20mPa.S，动切力5-10Pa，动塑比：0.40-0.5Pa/mPa.S，滤失量8ml，h0.3mm，PH值：10-12。5、加深钻进结束后，仍然按完井液要求处理泥浆五、转化钻井液体系的几点要求：1、钻井液转化时将大循环改为小循环，控制钻井液数量减小工人劳动强度和节约部分化工材料。2、转化钻井液体系从加入NaOH到彻底转化控制在4小时内完成，注意加料顺序，先加烧碱，再加CMC，SM-1，FT-342，在泥浆能悬浮住白土的情况下，白土，CMC，SM-1，FT-342交错添加，控制好转化完的泥浆质量，若泥浆流动性和泥饼质量不好，严禁起钻。3、预转化完泥浆后，粘度不能太高，严格控制泥浆中的固相含量，加强固控措施，注意无用固相的清除与沉淀，以防行成恶性循环。4、钻井液转化完毕，应大排量循环洗井2-3周（循环周而非迟到时间），观察井口泥浆中确无钻屑后方可起钻电测。5、如果使用老浆转化泥浆，一定要注意转化完以后的无用固相的含量，确保泥浆良好的流动性，薄而韧的泥饼，低的失水。建议老浆的使用次数不要超过两次。六、钻井液净化要求1、一开前推挖泥浆池要考虑合理布局，将沉砂池与上水池分开，沉砂池入口与排污泵拉开距离，上水池容积适量，80100方即可。2、每口井完井后必须清理循环罐，保证下口井开钻时罐中无沉砂。3、振动筛要勤维护，及时修理，安装合适孔径的筛布，保证振动筛能有效地清除较大颗粒钻屑。4、使用无固相聚合物钻井液阶段，加足絮凝剂含量，使钻屑得到充分的化学沉淀。5、始终保持足够的钻井液数量，使泥浆净化有充足的物理沉降时间。