1、大位移井钻井液技术摘 要：针对大位移钻井要求和冀东地区地下水位高的地层特点，采用高抑制、大密度、复合有机盐水配合其他各种处理剂按照特定比例混合配制而成的高性能水基钻井液体系，提出了大位移井在降低各部位阻力和扭矩、保持井壁稳定、维持井眼清洁三个方面的解决措施，并结合施工现场情况，适时对钻井液体系作出调整。冀东钻井采用的大位移井钻井液技术成功证明了该井钻井液技术已经成熟，为冀东地区的后续发展提供奠定了坚实的基础。 关键词：大位移井 钻井液 适时调整 施工现场 前言 冀东地区油田属于渤海湾断陷盆地典型的复杂小块油田1，近年来，在大力加强对冀东地区油藏开采的基础上，积极推广应用大位移井技术，使大位移井
2、技术在冀东地区复杂断块油气开发中的规模不断扩大并取得较好的效果。而钻井液技术又是大位移井技术中的关键技术，大位移井安全施工依赖于钻井液技术的发展，钻井液性能的优良直接影响着大位移井井下的安全。为了满足大位移井的钻井要求和冀东地区的油层特点，从钻井液的降低各部位阻力和扭矩、保持井壁稳定、维持井眼清洁三个功能研究出发，对钻井液的润滑性、流变性等性能进行调整，确定该大位移钻井液技术是集技术、管理、现场施工于一体的综合施工技术，需要根据实际的现场施工过程和反馈信息及时的对钻井液成分含量进行调整，确保钻井液始终满足如下三个要求：1）能够进行快速钻井；2）能够确保钻井安全施工的的合适密度；3）能够确保油气
3、层和环境安全，这样才能始终确保该井的顺利进行。 一、工程地质概况 冀东井上部主要为明化镇、馆陶组，其地层特点为较为松软2，因而容易发生坍塌现象，部分泥岩地层中含有较多的蒙脱石和伊蒙混晶，导致该部分地层容易吸水从而发生膨胀缩径现象，馆陶组则由于其砂砾岩发于已经完全而具有渗透性强的特点，造成井壁容易被泥糊，发生假缩径现象。上述现象都是造成经验不稳定、不清洁及起下钻卡钻的主要原因，上部地层井眼较大，含有大曲率的浅层，这是造成起下钻阻卡的主要原因。下部为第三系沙河街组地层，其地层特点为硬脆性灰质泥岩，具有易坍塌掉块的特点，其含有的上古生界地层中，含有媒夹层、石炭质泥岩等，这些地层的特点为极不稳定，造成
4、井径易发生变化，掉块的直径也较大，携砂的难度加大，井眼不清洁，进而易发生起下钻阻卡现象。 大位移井由于其位移大，斜井段长且具有较大斜度（35 度-65 度） ，裸眼井段长等特点，造成岩屑床易下滑、井眼不清洁，使得施工过程中的摩擦阻力和摩擦阻力矩过大。 二、钻井液技术 1.降低各部位阻力和扭矩技术 从前面叙述可知，在大位移井的施工过程中，如何降低各部位的阻力和其对应的扭矩问题是大位移井的核心问题之一，因为它能够决定水平位移所能够达到的最大延伸，而降低井下各部位的摩擦阻力及与之相匹配的扭矩中最关键的措施便是提高钻井液的润滑性能，即通过相应的钻井液技术确保钻井液润滑性能在合适的范围内，以保证大位移井
5、的安全施工。主要的钻井液技术分为以下三个方面：（1）通过对不同的钻井液体系进行对比研究，进而选出与京东井相匹配的合适的钻井液体系，并且为了适用于复杂多变的现场施工环境，需要根据不同的情况，及时的对选用的钻井液体系进行调整，一般情况下主要采用具有良好润滑性能的油基、合成基钻井液体系或者水基钻井液体系。考虑到现代社会经济发展必须与环境保护相适应的原则，在冀东地区钻井队施工时所采用的钻井液体系为采用高抑制、大密度、复合有机盐水配合其他各种处理剂按照特定比例混合配制而成的高性能水基钻井液体系。 （2）根据现场施工情况结合井下信息反馈，及时调整钻井液性能，影响钻井液流动摩擦的主要因素为钻井液的粘度、固相
6、含量、流速、钻具关闭粗糙度等，通过添加一定含量的润滑材料，利用其管壁的吸附性能，来提高管壁的刮花程度，从而降低流动摩擦阻力，并且需要严格控制形影的粘土含量、固相含量等；（3）选用高效能的润滑材料，使得大位移井施工过程中尽量避免出现干摩擦现象，尽量减少边界摩擦和流动摩擦，可以通过适当添加石墨或者塑料小球等固体润滑剂等来改变摩擦状态，由于其改变了大位移井工作过程中的接触条件，因而可以有效的降低不同接触表面的摩擦系数。 2.钻井液动塑比控制技术 动塑比是改善井眼净化问题的一个重要参数，当动塑比达到 1Pa/mPa?s时能够达到最好的反出效果，一般情况下，为了兼顾经济性和施工安全性能要求，要保证动塑比
7、在 0.5Pa/mPa?s-1Pa/mPa?s 之间内。大位移井由于具有部分大斜度段，因为需要较高的动塑比，本钻井液体系选用的动塑比范围为 0.8Pa/mPa?s-0.95Pa/mPa?s，这样可以一方面确保钻井施工的顺利进行，一方面可以减少工作成本问题，并且本钻井液体系还建立了经验曲率和钻井液体系的匹配数据库，以适应工作过程不同的井口直径变化。在钻井液中，为了获得较好的动塑比，通过添加具有低剪切速率提黏降虑失剂，即在具有较低的剪切加速度下的指数，主要为：3、6，但对于 600 的影响较小，这中虑失剂可有效提高动塑比，从而改善井眼，确保井眼得到合适的净化。 3. 钻井液施工过程技术要求 钻井施
8、工过程对于大位移井的安全顺利进行起着直接决定作用，因而有必要对于其钻井液施工过程的技术要求进行规定，从而确保该井的顺利进行，主要的技术要求为：（1）施工中通过合理控制钻井液密度来进行防喷、防漏的预防，防止滑动钻井过程中的压差粘卡等现象，防止井眼失稳；（2）施工时为防止形成岩屑床，应该始终保持钻具的旋转和短程起下钻，并根据位移的大小添加润滑剂已达到降低摩擦阻力和扭矩的目的；（3）钻进过程中应根据进尺情况及时补充钻井液中的添加剂，确保钻井液始终具有良好的防磨功能；4）电测、下套管等部分施工过程前应该及时按照性能要求对钻井液进行处理，并根据要求适当添加相关添加剂，以确保经验清洁，各个施工作业顺利进行
9、。 三、总结 1.冀东井及的顺利完井，充分证明了大位移井及其选用的钻井液技术适合冀东地区井段的钻井，能够满足该井上部地层易缩径、易坍塌等各种地层情况的要求，为该井区后续开发奠定了坚实基础； 2.该井区钻井液采用高抑制、大密度、复合有机盐水配合其他各种处理剂按照特定比例混合配制而成的高性能水基钻井液体系，并提出了大位移井在降低各部位阻力和扭矩、保持井壁稳定的现场施工管理、维持井眼清洁的动塑比控制措施，并结合施工现场情况，适时对钻井液体系作出调整。降低了施工过程中的摩擦阻力和扭矩，降低了工作周期和成本，对冀东井区其他钻井工作的进行具有一定的借鉴意义。 参考文献 1赵金洲，张桂林，钻井工具技术手册M.北京：中国石化出版社，2008. 2邓增库，左洪国，夏景刚，杨文权，赵增春，蒋平.冀东油田水平井钻井液技术J.钻井液与完井液，2005.22（4）：71-73.
