泌阳凹陷页岩水平井定向段钻井液体系的应用对比

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1、泌阳凹陷页岩水平井定向段钻井液体系的应用对比摘要：河南汕田先后在泌阳凹陷完成泌页HF1和泌页2HF两II页岩水平井的钻井施T。根据泌页HF1二开定向段用水基聚合物钻井液在钻进中遇到的井下复杂情况，対泌页2HF井斜井段的钻井液技术进行设计。泌页2HF二开斜井段采用强抑制水基防塌钻井液体系，现场应用示有效减少该井段在钻进屮遇到的钻头泥包、井壁垮塌等复杂悄况。将两口井在二开斜井段钻进情况和钻井液体系加以对比分析，为今后页岩水平井斜井段的顺利施工提供依据。关键词：泌阳凹陷斜井段防塌钻井液体系抑制封堵井壁稳定0引言泌页IIE1井和泌页2111；井均位于河南汕HI泌

2、阳凹陷深凹区，主要目的层段是古近系核桃园纟R核三纟R。泌页HF1井斜井段(5&38-74.6m)应用水基聚合物钻井液体系，由于钻井液的封堵抑制性能冇限，在斜井段新老井眼发生钻头泥包、才轮扶正器泥包和井壁坍塌等复杂情况，后又长吋I'可通井作业。由于井下情况复杂提前下入①244.5mm技术套管固井。为解决这些复杂悄况，分析研究出强抑制防塌钻井液体系并成功应川在泌页2IIF井斜井段，没冇发牛钻头泥包、托压和井壁垮塌现象。1钻井液技术难点1)定向段粘土矿物。定向段粘十矿物含最高,伊蒙混层相对含最达40-85%,伊利石相对含最最高达61%,2400m以上属于强膨胀

3、、强分散地层，钻們易水化膨胀、分散、造浆，也易垮塌。2400m以下同时存在水化膨胀性垮塌和硕脆性剥落垮塌，PDC钻头易引起泥包现彖。2)地层特征。二开井段地层岩性主要含冇泥岩、泥质粉砂岩、页岩，微裂缝发育，毛细管效应较强；随着井斜的增加，井眼少地层倾角接近，井壁易坍塌、失稳。3)井斜大,携岩困难。二开斜井段井斜大，钻井液返速低，在井壁不稳定因素的影响下，易造成岩屑携带困难,形成岩屑床。2水基聚合物钻井液泌页HF1井斜井段(2065-2646H1)应用水基聚合物钻井液体系。钻井液配方：5-8%加碱膨润土+0.3-0.5%CP-l+0.3-0.5%FA367

4、+0.4-0.6%SHN-1+1.5-2%WFT666+1%OSAM-K+1-2%CSMP-1+0.5T%GF-2+l-l.5%YFT-l+l-2%RT-l+l-2%SL-l+0.3-0.5%SP80+0.5-l%ZRH-2+(8-10%)A汕+加重剂。在钻进过程中，由于钻井液抑制能力和封堵性能有限，地层长吋间浸泡，造成PDC钻头泥包和严重井下坍塌情况。后进行第二次侧钻(1903-2605),从三种防塌处理剂配方:1#：井浆+3%SFT(膏)；2#：1#+3%FT-1(粉状沥青);3#：1#+3%SFT-12O中筛选出3#配方来提高钻井液的防塌效果(AP

5、IFL为3.8ml,HTHPFL为5ml,回收率为98.5%)。通过实验得到侧钻的钻井液配方为:设计配方+0.3%小阳离子(NW-1)+3%FT-l+3%SFT120+3%QS-2+0・4%MSF-II+1%CYT+2%SPNH。清水回收率和二开井浆的回收率均较高，表明核三段下部垮塌物不易分散，垮塌是由于伊利石含量高，硬脆剥落掉块所致。垮塌物清水膨胀率高达17.7-23.7%,在二开井浆屮的膨胀率最大只有6.5%,说明钻井液抑制水化膨胀能力较强。泌页HF1井定向段水某钻井液经过调整，抑制封堵能力冇所提高，但是仍然存在PDC钻头泥包、扶正器泥包情况，页岩垮

6、塌问题突出。3强抑制水基防塌钻井液总结泌页HF1井在定向段钻进过程中发生多次复杂情况的经验教训，需研究出具有更强抑制能力和封堵性能的钻井液体系。取泌页HF1井定向段的泥岩岩們作为实验岩屑，从大分子聚合物包被剂、封堵防塌剂、润滑封堵剂和降滤失剂等实验优选来确定钻井液配方。实验优选结果：①选用0.3%PMHA-II+0.3%CP-l+0.2%XH-1(岩屑滚动回收率94%)提高体系抑制性，抑制泥页岩水化膨胀，控制粘切力升高，防止钻头泥包；②把2%SFT、2%SFT-120、2%CAG复配得到较好的封堵滤失效果(APIFL为7ml,HTHPFL为17ml)；③

7、在基浆屮加入3%SI-1+1%RT-1,摩肌效果最好(0.0699),作为润滑封堵剂；④实验对比后选用0.6%OSAM-K+2%CSMP+2%SPNH(APIFL为6ml,HTHPFL为14ml)作为降滤失剂。最终确定强抑制水基钻井液配方并应用在泌页2HF定向段现场，较好解决了定向段钻头泥包、扶正器泥包的情况，定向段没冇发生严重垮塌，顺利地完成泌页2HF定向段的钻井施工。4页岩水平井定向段钻井液体系对比4.1泌页HF1和泌页2HF配方对比泌页2HF井在泌页HF1井钻井液的基础上加以优化,处理剂材料有区别,将两口井的配方加以对比,如下表:两口井材料配方表井

8、号泌页HF1泌页2HF体系水基聚合物钻井液聚胺聚合物强抑制封堵防塌钻井液配方4〜