快速钻井液技术在华北油田的应用

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1、石油机械一20一CHINAPETROLEUMMACHINERY2010年第38卷第7期●钻井新技术快速钻井液技术在华北油田的应用杨宇平黄宏军王东明赖晓晴谈心，蒋欢。孙金声江四清(1．中国石油集团钻井工程技术研究院2．华北油田公司勘探部3．中国石油集团勘探开发研究院4．中国石油长城钻探工程公司钻井液分公司)摘要针对华北油田勘探开发过程中存在的井身结构复杂、施工难度大等问题，采用快速钻井液技术在华北油田宁古10井、鄞39井进行了现场提高机械钻速试验。结果表明，快速钻井剂与现场所用钻井液体系具有良好的配伍性，对钻井液常规性能及流变性没有影响，有效解决了中上部地层易发生井壁

2、垮塌等问题，使机械钻速显著提高，宁古10井试验井段对应的机械钻速相对上部井段提高了18．4％，鄞39井提高了19％。关键词钻井液快速钻井剂(KSZJ)机械钻速暑、承卯∞∞华北油田冀中探区地层和井身结构复杂、施工低扭矩，提高机械钻速。难度大，钻井时存在以下问题：①上部地层缩径，1．2KSZJ对岩心强度的影响沙河街组油页岩易垮，潜山储层易漏，深部地层机分别采用单轴、三轴应力试验测试岩心在钻井械钻速低，钻井速度慢、周期长；②断层多，易漏液中浸泡不同时间后强度的变化引。浸泡时间与易塌，个别井段密度窗口窄；③特殊岩性段发育岩心强度关系曲线见图1。岩心在未添JillKSZJ的钻

3、(如沙河街组油页岩和膏泥岩)，易垮塌，复杂事故多，生产时效低。鉴于此，采用快速钻井液技术在华北油田进行提高机械钻速试验，在保证井壁稳定的前提下取得了显著的提速效果。1室内研究岩心浸泡时间，s1．1快速钻井剂(KSZJ)对现场钻井液性能影响a．雌轴心力测试在宁古10井、郭39井现场钻井液中加入0．5％的KSZJ，测加入前后钻井液的常规性能、润滑性及粒度分布。选取华北油田极易水化分散的沙河街组岩屑，在120℃下热滚16h，测其回收率。回收率越高，说明抑制性越好。结果表明，加入KSZJ后，钻井液流变性和滤失性基本无变化，显著减少了微米及亚微米颗粒含量及抑制页岩水化分散，并

4、能有效降低现场钻井液的摩阻系数，随着KsZJ浓度增大，摩阻系数降低率提高，有利于降图1浸泡时间与岩心强度关系曲线基金项目：中国石油天然气集团公司应用基础研究项目“清洁钻头提高钻速钻井液技术研究”(06A20403)；中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“钻井液润湿性与粘土吸附影响钻井速度的机理研究”(2008A一2300)、“清洁钻头提高机械钻速钻井液技术”(2008G一5207)。2010年第38卷第7期杨宇平等：快速钻井液技术在华北油田的应用井液中浸泡，其强度随浸泡时间的延长而逐渐降低；地层：沙一段；岩性：深灰色泥岩、褐灰色页岩、当岩心在KSZJ钻井液中

5、浸泡，其强度随浸泡时间的灰褐色油页岩及褐灰色泥质白云岩互层；钻压5O延长而快速降低。单轴应力测试结果表明，浸泡时kN，泵压18MPa，排量32L／s。钻井液体系为聚间达到30S时岩心强度最小；三轴应力测试结果表硅氟钻井液。钻井液性能：密度为1．48g／cm，粘明岩心在质量分数0．5％的KSZJ中浸泡，采用10度为48S，失水为3．2mL，初／终切力为3Pa／6．5MPa围压，其强度在60S时出现拐点，增加围压至Pa，塑性粘度为19mPa·S。首次加入0．6tKSZJ20MPa，强度在20S就会出现最小值，此时有利于(按1个循环周加入)，加入后钻井液基本性能稳钻进过程

6、中的快速有效破岩。随着浸泡时间的继续定，从振动筛返出砂较多，钻屑颗粒规整均匀，钻延长，岩心强度也随之迅速增强，有利于井壁稳定。屑半径变大，钻速加快。期间共补加KSZJ2．8t。所用基浆配方为：4％土浆+0．1％80A51+0．5％胺宁古l0井采用快速钻井液技术提高平均机械钻速盐+1％SPNH+1％Fr一1+0．5XY一27。的层位主要为沙一段、沙二段、沙三段，其主要试1．3KSZJ对钻井速度的影响验井段为三开井段3768～4553m。井身结构：利用水射流钻井模拟试验装置，采用PDC钻339．7mm×352．49m+244．5mm×3579．73m+头在砂岩上模拟钻进

7、，测定在宁古10井、鄣39井177．8mm×5265．46m。现场钻井液中添加质量分数0．5％KSZJ前后实时2．3效果评价钻进速度。结果如表1所示，聚硅氟钻井液添加质2．3．1现场配伍性试验量分数0．5％KSZJ对应的钻进速度相对基浆提高了试验前后钻井液性能对比情况见表2。16．6％，聚磺钻井液添加质量分数0．5％KSZJ对应表2宁古10井钻井液性能现场试验情况的钻进速度相对基浆提高了15．1％。配方锚p值H表1KSZJ对钻进速度的影响由表可见，KSZJ与该井聚硅氟钻井液体系具有良好的配伍性，对钻井液常规性能及流变性没有影响。从振动筛返出钻屑颗粒规整均匀，说明