聚合铝钻井液技术在永1平1井中的应用

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1、第32卷第3期钻采工艺V01．32No．3DRILLING＆PR0DUCT10NTECHNOLOGY·17·聚合铝钻井液技术在永1一平1井中的应用、曹来顺(胜利石油管理局钻井工程技术公司)曹来顺．聚合铝钻井液技术在永1一平1井中的应用．钻采工艺，20o9，32(3)：17一l9摘要：永1区块清水河组地层复杂易掉块，引起阻卡和井塌等复杂情况，且掉块尺寸大钻头难破碎，极易发生卡钻事故。针对这一施工难题，研究了一种聚合铝钻井液体系，室内对聚合铝的防塌封堵率及抑制性进行了评价，并在永1一平l井清水河组进行了应用。室内实验及现场

2、施工应用证明，该钻井液体系、具有强的抑制性能、封堵防塌、悬浮携带及润滑防卡能力，解决了该区块易发生的阻卡、掉快、井塌难题，避免了卡钻等事故，克服了井深、井斜大携砂难等问题，满足了永l一平1井清水河组的施工要求。关键词：聚合铝；钻井液；防塌；封堵；清水河组；永1一平1井中图分类号iTE254文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—768X．2009．03．006永1一平1井位于新疆昌吉州境内，是永进油布情况并促使页岩失稳。当滤液侵入减少，支撑压田区块的一口超深水平井，设计井深7491m，该井力稳定时

3、，便可实现页岩稳定。采用铝化学方法增清水河组井段岩性以砂泥岩混层为主，夹薄层泥岩强井壁稳定性，其依据是改变页岩的物理和化学性(泥质砂岩)或砂岩(砂质泥岩)，清水河组底部地层质J。与目前研究的钻井液与页岩之间发生离子易剥落掉块，坍塌严重，砂泥岩互层吸水易膨胀导致交换的方法不同，该方法根据铝化学原理，通过生成垮塌，在该段施工时井底温度高，压力高，应力不均，氢氧化铝沉淀，最终与地层矿物的基质结合成一体。砂泥岩混层易掉块且掉块尺寸大不易破碎，很容易这种铝的沉淀物能显著增强井壁稳定性，提高敏感造成掉块卡钻事故。如永2井、永3井、

4、永7井在清性页岩的物理强度，并形成一种物理的屏蔽带，阻止水河组直井段施工时都发生了井下复杂或卡钻事钻井液滤液进一步侵入页岩。故。另外清水河组井段井斜在40。一88。，环空岩屑根据永1一平1井清水河组地层特点选用聚合被钻具反复挤压、碾磨，钻井液中颗粒粒径减小，引铝防塌钻井液体系，该体系中加入了一种铝酸盐的起钻井液黏切升高，流变性能难控制。因携砂困难，络合物。这种络合物在强酸性水溶液中以[Al易形成岩屑床，造成高的扭矩和阻力，钻压不能充分(OH：)]¨的形式存在；当pH值为4．6时，两个羟传至钻头，给破碎岩石带来困难，影响

5、了机械钻速。桥又连接形成双核的铝离子的络合物[A1(OH)(OH：)]¨；当溶液碱浓度继续升高时，铝的羟化一、钻井液体系选择络合物又转化成白色羟化铝沉淀J。根据铝络合在钻井过程中，大约有占总数75％的地层为页物的这一原理，其在钻井液中是可溶的，但当它进入岩层，而且超过90％的井眼失稳问题是由页岩不稳页岩内部后，由于碱浓度的升高以及与多价阳离子定所引起的，所以提高页岩稳定性是选择钻井液体的反应，则会生成沉淀J。一项关于孔隙压力传递系的重要指标之一。保持页岩稳定最重要的方法是和页岩膜效率的研究表明，在水基钻井液中使用铝防止

6、压力传递入页岩中，这是一个依时陛的过程，并酸盐可以获得最高的膜效率。且页岩在钻井液中的浸泡时间比钻屑在钻井液中的二、室内实验浸泡时间高出许多倍。页岩自身实际上扮演了半透膜的作用，因为其富含黏土矿物的基质能够抑制溶1．防塌性能质的移动。滤液的侵人改变了近井壁地层的压力分用标准地层水饱和人工制成的岩心，然后用基收稿日期：2009—02—12作者简介：曹来顺(1964一)，工程师，1988年毕业于胜利油田职工大学，现从事钻井液技术管理工作。地址：(257064)山东东营钻井路7号，电话：(0546)8629020，E—mai

7、l：caolais@vip．sina．com钻采工艺2009年5月·18·DRILUNG＆PR0DUCTIONTECHN0LOGYMav2009浆(3％钠膨润土浆)+聚合铝正向污染岩心，在岩三、现场应用心实验装置上做岩心封堵实验，污染一定时间后，换清水后正向加压，取最大驱替压力P，用基浆再做(1)4930—5200m井段：按配方将基浆预处岩心污染实验得清水最大驱替压力P，计算出防塌理，并充分循环，加入3％～5％SMP一1、3％一5％剂的封堵率(S=(P一P)／p×100％)。封堵率越SPNH、1％一3％SJ一1提高钻井

8、液的抗温抗盐能力，高，防塌效果越好，封堵率越低，防塌效果越差。聚使高温高压失水进一步减小(小于10m1)，使钻井合铝的封堵能力试验结果见表1。液性能达到井下要求，然后加入聚合铝，钻井液性能达到要求开始钻进。按上述比例，在胶液罐中配好表1聚合铝的封堵能力胶液，在钻进过程中跟入已配好的混合胶液，保证处配方封堵率(％)理剂的有效含量，同