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钻井液技术.docx

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钻井液技术

靖南2010年区块钻井液方案

1材料储备（华子平、延安、高沟口区块）

材料名称

主要用途

加量

（%）

储备总量（吨）

单价

成本

PAM

絮凝

0．15-0．2

2.0

15500

31000

K-PAM

防塌絮凝

0．2-0．3

3.0

15500

46500

ZNP-1

提粘、防塌

0．2-0．3

15000

KCL

防塌

1．00-2．00

3-5

4200

21000

CWD-1

抑制防塌

0．1-0．2

15000

降失水

0．5-1.0

3.0

7800

23400

沥青粉

防塌润滑

1．0-2．0

4.0

5000

20000

OSAM-K、SMT

稀释

0．5-1．0

1-2

5500

11000

CMC

提粘、降失水

0．2-0．3

1-1.5

20100

QS-4

降失水

0.5-1

3-5

2000

10000

白土

提粘切

3-6

15-25

710

17000

NaOH

调整PH值

0．1-0．2

1-2

2000

4000

纯碱

防钙侵

0.5

2000

石灰石

提高密度

现场确定

40．0

450

18000

GD-1

防漏、堵漏

0．2-0．3

0.5

22000

11000

合计

270000

材料储备（横山、乔沟湾区块井漏影响）

材料名称

主要用途

加量

（%）

储备总量

（吨）

单价

成本

PAM

絮凝

0．15-0．2

2.0

15500

31000

K-PAM

防塌絮凝

0．2-0．3

3.0

15500

46500

ZNP-1

提粘、防塌

0．2-0．3

15000

KCL

防塌

1．00-2．00

3-5

4200

21000

CWD-1

抑制防塌

0．1-0．2

15000

降失水

0．5-1.0

3.0

7800

23400

沥青粉

防塌润滑

1．0-2．0

4.0

5000

20000

OSAM-K、

稀释

0．5-1．0

1-2

5500

11000

CMC

提粘、降失水

0．2-0．3

1-1.5

20100

QS-4

降失水

0.5-1

3-5

2000

10000

白土

提粘切

3-6

15-25

710

17000

NaOH

调整PH值

0．1-0．2

1-2

2000

4000

纯碱

防钙侵

0.5

2000

石灰石

提高密度

现场确定

40．0

450

18000

GD-1

防漏、堵漏

0．2-0．3

1.0

22000

HD-1

防漏、堵漏

4000

20000

HD-2

防漏、堵漏

4000

20000

DF-A

防漏、堵漏

7000

35000

HHH

防漏、堵漏

20%

7000

35000

重晶石

防漏、堵漏

15%

400

12000

合计

400000

材料储备（定吴区块深井使用抗高温材料）

材料

名称

主要用途

加量

（%）

储备总量

（吨）

单价

成本

PAM

絮凝

0．15-0．2

2.0

15500

31000

K-PAM

防塌絮凝

0．2-0．3

3.0

15500

46500

ZNP-1

提粘、防塌

0．2-0．3

15000

KCL

防塌

1．00-2．00

3-5

4200

21000

CWD-1

抑制防塌

0．1-0．2

15000

SMP

降失水

1-2

3.0

11000

33000

沥青粉

防塌润滑

1．0-2．0

4.0

5000

20000

SMT

稀释

0．5-1．0

10000

20000

CMC

提粘、降失水

0．2-0．3

1-1.5

20100

QS-4

降失水

0.5-1

3-5

2000

10000

白土

提粘切

3-6

15-25

710

17000

NaOH

调整PH值

0．1-0．2

1-2

2000

4000

纯碱

防钙侵

0.5

2000

石灰石

提高密度

现场确定

40．0

450

18000

GD-1

防漏、堵漏

0．2-0．3

1.0

22000

单封

防漏、堵漏

7000

35000

合计

310000

2表层施工

针对南部黄土层结构疏松，欠压实，承压能力低，渗透性强等特征，易发生井漏，堵漏难度大。

在钻进中一旦发生漏失，则漏速会越漏越大，以致只进不出，堵漏成功率低。

为此树立以防为主、防堵结合的理念。

2.1下导管注意事项

①使用高粘度凝胶液（粘度40S以上），小排量，￠500mm的钻头钻至10-15m。

②钻完导管井深后，使用0.02%GD-1+3%白土+2%石灰石+2%HD-1配20m3滴流、高比重的堵漏浆泵入井眼，待堵漏浆返至井口后，起钻下导管。

③导管下入后，要下砸、回填结实，防止导管脚串槽；上部要拉正、校直，防止导管与钻具碰撞发生断裂。

导管外环空回填结实。

④下钻后用GD-1防漏钻井液体系钻进至黄土层完，体系配方：

0.01%GD-1+0.1%PAM，粘度控制在35-40S，钻穿黄土层后逐步转为聚合物低固相体系钻完表层。

2.2钻井液防漏措施

采用凝胶GD-1防漏钻井液体系，具体施工措施：

①配0.02%的GD-1胶液，15l/s排量、小循环开钻，保持钻井液粘度30-35S。

②凝胶防漏体系钻穿黄土层后，逐步提高排量，强化钻井参数，转为大循环，聚合物低固相体系。

配方0.2%K-PAM+2-3%白土，粘度控制在32-35S。

③表层完钻后，配粘度60S左右的白土浆，大排量清扫井底后，起钻下套管，起钻过程连续灌浆。

2.3工程防漏措施

①采用双凡尔或开回水的方法把控制低排量（15l/s左右），控制上提、下放速度并缓慢开泵，防止形成过大的压力激动蹩漏地层。

②表层要适当控制钻速，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钻井液密度太高压漏地层。

③钻穿黄土层后，逐步提高排量，强化参数。

2.4堵漏技术措施

①钻进过程中发现漏失，立即停钻，防止漏失通道形成，给下一步作业增加难度。

②起钻扩导管至40-45米，第一根导管前1-1.5米处用海带条缠腰鼓塞子，下入导管，下砸结实，防止导管脚串槽。

③配制堵漏浆30m3，配方：

0.02%GD-1+3%白土+10%石灰石+5%HD-1，配好后从导管环空外灌，直至灌满。

④井口如果灌钻井液不返，起钻准备打水泥堵漏作业。

打完水泥后侯凝2-3小时，继续采取环空外灌平衡钻进时的循环压力，防止导管脚串槽。

3二开--延长组底部

3.1采用聚合物体系

配方：

0.2-0.3%PAM+0.1-0.2%K-PAM+0.2%ZNP-1+-2-3%KCL+0.5-1%CWD-1.

3.2性能：

密度：

1.00-1.01g/cm3,粘度：

28～29S

3.3二开-延长组技术措施

①二开前提前预配300方左右聚合物胶液，地面循环均匀，水化好、性能稳定后，方可开钻。

②直罗---延长组为易塌、易缩径井段，要突出KCL+CWD-1防塌、降粘作用,预配钻井液KCL首次加量不低于3.0吨；CWD-1首次加量不低于0.5吨，聚合物配比PAM:

K-PAM：

znp-1=3：

2，控制体系粘度28-29S。

③二开后坚持每天补充2～3次聚合物胶液，聚合物总浓度不低于0.5%,进入直罗组后,要一次性补充3吨KCL和0.5吨CWD-1,做好处理剂水化，勤测性能，及时调整，做到“少吃多餐”，保持宽裕的钻井液量、确保钻井液有良好的絮凝、防塌能力，严禁等钻井液量严重不足时再补充的维护方式。

④延安、延长中上部为易缩径井段，控制钻井液粘度29S，每钻完一单根划眼一次再接单根。

⑤定吴区块实验使用生石灰复配体系。

具体待定。

4纸坊组-石盒子上部

聚合物体系配方：

0.2-0.3%K-PAM+0.1-0.2%PAM+0.2-0.3%

ZNP-1。

性能：

密度：

1.01～1.02g/cm3,粘度：

29～31S

4.1纸坊组-石盒子上部技术措施

①钻穿易缩径的延安、延长组后，钻井液配方上要强化聚合物防塌和絮凝作用，停用KCL+CWD-1。

聚合物配比PAM：

K-PAM：

ZNP-1=2：

3：

2。

粘度控制在29-31S秒范围内。

②为防止出现携砂困难，接单根、起下钻阻卡严重，纸坊组以下地层要定期用白土浆清扫井底，白土浆性能要求：

比重1.03-1.05g/cm3，粘度80S以上，清扫完后，要搞好白土浆回收，清扫液不能混入井浆。

③石千峰、石盒子组地层易造浆，钻进过程中，如果造浆严重，钻井液密度≥1.02g/cm3,及时补充钻井液量，加大聚合物含量，确保钻井液絮凝效果，防止泥包钻头。

④3000井深后钻进过程中出现携砂困难、井塌、阻卡等复杂情况和断钻具、掉牙轮事故时，必须提前转化钻井液体系，具体转化过程参照三磺体系转化。

⑤刘家沟组地层承压能力低，随着钻井液密度、粘切升高，容易发生压差性漏失，因此在南部区块施工的井队，发现漏失及时组织堵漏材料到井。

尤其在横山、乔沟湾、华子平区块施工井队，必须储备一定量的防漏材料，如单封、锯末等。

4.2石盒子中部至马家沟组顶部

①三磺体系转化配方（常规）：

3-5%白土+0.15-0.2%CMC+0.1%烧碱+0.8-1.0%SF+1.0-1.5%FT+0.3-0.5%OSAM-K。

定吴区块：

3-5%白土+0.15-0.2%CMC+0.1%烧碱+0.8-1.0%SMP-1+1.0-1.5%沥青粉+0.3-0.5%SMT。

②性能：

比重1.06-1.10克/立方厘米,粘度40-50秒,失水5-7,PH值8.5-9，动切力5-10Pa。

4.3三磺体系施工措施

①转化前必须落实好白土预水化工作。

提前两天配好预水化白土浆2罐，配方3-5吨白土+0.2吨CMC+0.1吨烧碱。

配好的预水化白土浆搅拌机要常开，防止白土沉淀。

②转化时处理剂加入总量参照：

白土3-5吨；CMC0.5-0.8吨，磺化防塌、降失水剂SF（SMP-1）加量各1.0-1.5吨以上，OSAM-K（SMT）稀释剂0.4-0.6吨,加入过程要缓慢，按照循环周加入。

③循环均匀后,测量钻井液性能,如果性能不达标,要及时调整处理，转化完性能达到密度1.05-1.07g/cm3,粘度45-50S,失水6-8ml,PH值8.5-9,动切力2-Pa.

④钻井液体系要低碱性维护，PH值保持8.5-9，一方面防止滤液碱性太高，地层泥页岩水化膨胀，造成双石层垮塌，另一方面可有效预防双石层地层造浆，钻井液粘切、比重难以控制。

⑤正常维护的钻井液必须预配成胶液均匀补充，严禁干加白土和处理剂，造成钻井液性能波动太大，蹩漏承压能力差的延长、刘家沟地层。

⑥正常维护时，控制该井段钻井液性能密度1.06-1.10g/cm3,粘度40-60S,失水4-6ml,PH值8.5-9，动切力5-10Pa。

钻进过程中，要保持固控设备的正常使用，要达到四级固控的交替使用。

⑦在横山、乔沟湾区块实验聚磺体系，意在防漏；定吴区块实验氧化钙体系，防双石层垮塌。

5完井钻井液处理（完钻前的最后一个单根时开始处理）

5.1配方

井浆+2-3%白土+0.15-0.2%CMC+0.1%烧碱+0.5%纯碱+0.2-0.3%SF（SMP-1）+0.3-0.5%沥青粉+0.3-0.5%SMT吨。

5.2性能：

密度1.10-1.12g/cm3,粘度60-70S,失水4-6ml,PH值10-11，动切力8-15Pa。

5.3施工技术措施

①马家沟地层，要提前做好预防石膏污染的钻井液预处理，加足稀释剂SMT，一次性加入0.5-0.8吨，提高PH值10～11，体系粘度控制在60-70S，静切力3-15Pa。

使钻井液具备良好的流动性和抗污染能力，防止钻井液受到石膏污染流动性变差、循环阻力过大诱发井漏。

如果原浆粘度太高（80S以上）,进入马家沟组后钻井液必须做稀释处理。

②该井段钻进过程中，要储备20-30m3稀释胶液，发现钻井液粘切、失水有上升趋势，及时进行稀释处理。

③电测完，下钻通井时，必须分段循环，开泵缓慢。

62011年新技术试验思路

随着靖南气田井位增加，工作量增大，成为提速的重点区块。

该区多年来井下复杂较多，多发生在“双石层”，该层易坍塌，地层造浆性强，PDC钻头极易泥包，机械钻速较低。

为此，在2011年准备在定吴区块试验氧化钙低固相钻井液体系；在易漏区块实验聚磺体系。

实验目的：

化学防塌+物理防塌的双重防塌解决双石层井塌问题；提高体系抑制性，控制地层造浆，有效预防钻头泥包；控制泥浆中固相含量，以提高机械钻速，保证井下安全；控制低比重预防压差漏失。

钻井液体系配方：

配方1：

0.01%NaOH+1-2%PAC+1.5-2%CMS-1+1-2%沥青粉+0.2%氧化钙+2-3%QS-4+0.5%SMT+1%SMP-1。

（定吴区块）

配方2：

0.01%纯碱+1-2%CMC+3%白土+1-2%沥青粉+0.2%ZNP-1+0.5%SMT+1%SF。

（横山、乔沟湾区块）

苏里格钻井液技术方案

1材料储备（井漏除外）

处理剂名称

代号

用途

储备

（吨）

单价

成本

白土

提粘切

710

14200

羧甲基纤维素

CMC

提粘，降失水

0.6

20200

12120

烧碱

NaOH

调节碱性

2000

聚丙烯酸钾

K-PAM

防塌

15500

31000

防塌抑制剂

ZNP-1

防塌

2.5

15000

37500

页岩抑制剂

CWD-1

防塌

16000

防塌润滑剂

防塌

5500

16500

防塌降失水剂

降失水

7500

22500

有机硅腐植酸钾

OSAM-K

稀释

5000

多功能泥浆处理剂

SM-1

提高动切力

0.5

8000

4000

石灰石粉

重晶石

加重

420

12600

润滑剂

GD-2/XCS-3

润滑

10000

总计

182000

2技术难点

2.1表层流沙层厚度一般为10-80m不等，钻井中易垮塌。

2.2安定、直罗，延长底部是主要的坍塌层，钻进中容易形成“大肚子”导致电测遇阻。

2.3三磺体系在石千峰、石盒子地层钻进时粘度，密度上升快，固相含量难控制，钻头容易泥包。

3技术方案

3.1表层

3.1.1打导管钻井液技术及要求

①打导管前配置2罐（约70m3）白土浆，配方：

清水+0.1-0.15%CMC+0.1-0.15%纯碱+3-5%白土。

性能：

密度在1.03-1.05g/cm3，粘度在40-50s。

②在一号循环罐前排水沟旁边挖一个1.5m×1.5m×1.0m的坑，放入一个排污泵，用小循环冲鼠洞及打导管。

③根据流沙层具体厚度，确定打导管至井深30-50米，起钻下导管。

第一根导管前0.5-1.2m处点焊螺帽用毛毡做腰鼓型塞子，防止导管下入后回填不结实，一开后导管脚串槽。

④打完导管起钻前准备好灌浆装置，起钻必须连续向井内灌浆，保持钻井液液面一直在井口，防止钻井液液柱压力下降，造成流沙层坍塌。

下入导管后，确保导管坐实、校正、水泥回填环空、侯凝后方可进行一开钻进。

3.1.2一开钻井液体系及配方

①钻井液体系

苏里格区块地表流沙层厚、含流沙夹层，采用低固相体系，防止流沙层及流沙夹层垮塌造成事故和复杂。

具体要求：

一开后，继续用白土浆打完流沙层，配聚合物胶液逐步将白土浆转化为低固相体系，性能逐步达到要求。

配方：

2%白土+0.1%CMC+0.1%K-PAM，

性能参数：

1.03-1.05g/cm3，粘度:

35-45s。

②打完表层后再配制30m3白土浆清扫井眼，性能：

1.03-1.05g/cm3，粘度60-80s。

大排量（大于38l/s）清扫井底，回收清扫液并提粘、提比重至：

1.10-1.12g/cm3，粘度80-100s。

循环返至井口，方可进行起钻、下套管作业。

3.2桃2、桃7二开后技术方案

3.2.1二开-延安组

①二开前先在循环罐清水里依次加入0.1%PAM+0.3%K-PAM+0.3%ZNP-1充分搅拌，等水化好后，利用排污泵与大池子充分循环均匀，控制泥浆性能：

密度1.00-1.01g/cm3,粘度28-30s,PH=7.0，总量300m3，充分水化后二开。

②直罗组、延安组为该区块易坍塌层,也是电测遇阻的主要井段，为防止井壁垮塌，在进入直罗组前50m，在原浆中一次加入小阳离子防塌剂CWD-1约0.5%，之后每班按照0.1%加量维护至延安组底，以提高防塌抑制能力，保证上部井段井眼规则，为完井电测创造条件。

3.2.2延长-石千峰组

①钻进至延长组，泥浆按0.1%PAM+0.3%K-PAM+0.3%ZNP-1配成胶液维护；停加CWD-1，逐步上提粘度。

控制性能:

密度1.00-1.01g/cm3,粘度29-30s,PH=7.0

②定向井在滑动钻进过程中出现严重的拖压、磨阻大现象时，定点一次性加入0.2-0.3%XCS-3，消除拖压、降低磨阻，预防粘卡。

③严格井眼清扫措施，井深在2000m以前的，使用聚合物稠浆大排量清扫；2000m以后，使用白土浆清扫，井下正常每300-400m清扫一次，起钻前、需要滑动钻进前必须清扫；井下异常的井（如接单根、起下钻遇阻等），及时处理泥浆直至复杂消除。

白土浆性能：

比重1.04-1.06g/cm3；粘度60-80s，清扫后及时回收白土浆至2、3号循环罐，以备再用。

④进入石千峰组下部，提前预水化白土浆80m3，配方：

清水+5%白土+0.1%NaCO3+0.1%CMC+0.2%OSAM-K+0.5%SF+0.5%沥青粉。

开启搅拌机，防止白土沉淀。

3.2.3石盒子组

①泥浆转化按照常规转化井深（石盒子组上部）进行转化聚磺体系，配方：

原浆+2%白土+0.1%纯碱+0.1%CMC+0.2%OSAM-K+0.5%SF+0.5%沥青粉+0.2%ZNP-1/K-PAM+1%

QS-4，控制性能：

比重1.02-1.05g/cm3,粘度38-45s；失水小于10ml；泥饼0.2mm；PH值8.5；静切2-5Pa。

②泥浆正常维护采用0.1%CMC+0.2%OSAM-K+0.5%SF+0.5%FT+0.2%ZNP-1/K-PAM胶液维护，控制泥浆中白土含量2%。

同时控制泥浆PH值8.5，防止双石层地层造浆，有效预防钻头泥包。

③井下正常，维护聚磺体系钻进至山西组上部转化三磺体系；如果聚磺体系钻进过程中出现接单根、起下钻遇阻、循环过程中蹩泵、断钻具等不正常现象时，要及时转化泥浆体系为三磺体系，防止复杂进一步恶化。

具体转化程序参照三磺转化。

3.2.4山西组-马家沟组

①进入山西组将聚璜体系转化为三璜体系，按：

聚磺原浆+0.1%烧碱+0.5%SF+0.5%沥青粉+0.2%OSAM-K+2%白土。

性能：

比重1.08g/cm3；粘度45-60s；失水5ml；泥饼0.3mm；PH值9；静切3-5Pa。

②转化坚持白土先水化、后加入的技术措施，依据体系配方，逐步调整性能达到转化要求。

③转化后如果出现转盘扭矩大（超过24000牛×米）、上提下放磨阻大（超过20吨），要求一次性缓慢加入0.5%固体润滑剂GD-2，防止转化体系后的粘卡事故。

④维护过程中要体现性能参数稳中有升，正常补充的泥浆材料要求缓慢、分次加入，严禁一次性加入大量处理剂造成泥浆性能波动太大。

⑤钻进时在井控范围内尽可能的降低密度，及时测量性能，震动筛、离心机使用率达90%以上，其他固控设备交替使用率达60%以上。

3.2.5完钻泥浆处理

①完钻前10-15m处理完井泥浆，控制泥浆量200m3左右，处理过程要求平稳，在原浆基础上处理剂按循环周逐步加入0.2%SF+0.5%沥青粉+0.2%OSAM-K+2%白土。

控制完井液性能：

比重1.10-1.12g/cm3,粘度80s；失水5ml；泥饼0.3mm；PH值9；静切5-8Pa。

②完钻后采用大排量（38l/s）循环2周以上，彻底清扫井眼。

加密性能测点，待完井液性能均匀、稳定后，起钻进行测井作业。

③出现过井漏完钻循环和下套管前通井循环时必须开启振动筛，除掉钻井液中的堵漏剂；下套管前清理两个上水罐并配新浆（粘度65-70S，密度1.10g/cm3灌浆，按要求30根及时灌满钻井液；并在每次开泵循环过程中，必须单凡尔开泵循环正常后，再三凡尔大排量循环，防止开泵过猛或者循环过程中堵漏剂堵塞套管浮鞋、浮箍或分级箍等附件上的细小通道。

④测井、通井、下套管期间保持原浆，严禁在任何工况下稀释泥浆。

3.3苏48、苏14井区泥浆技术方案

3.3.1二开-延安组

①二开前先在循环罐清水里依次加入0.15%PAM+0.2%K-

PAM+0.2%ZNP-1充分搅拌，等水化好后，利用排污泵与大池子充分循环均匀，控制泥浆性能：

密度1.00-1.01g/cm3,粘度28-29s,PH=7.0，总量300m3，充分水化后二开。

②直罗组、延安组为该区块易坍塌层,也是电测遇阻的主要井段，为防止井壁垮塌，在进入直罗组前50m，在原浆中一次加入小阳离子防塌剂CWD-1约0.5%，以提高防塌抑制能力，保证上部井段井眼规则，为完井电测创造条件。

3.3.2延长-刘家沟组

①钻进至延长组，泥浆按0.15%PAM+0.2%K-PAM+0.2%ZNP-1配成胶液维护；性能上逐步上提粘度。

控制性能:

密度1.00-1.01g/cm3,粘度29-30s,PH=7.0

②定向井在滑动钻进过程中出现严重的拖压、磨阻大现象时，定点一次性加入0.2-0.3%XCS-3，消除拖压、降低磨阻，预防粘卡。

③严格井眼清扫技术措施，井深在2000m以前的，使用聚合物稠浆清扫；2000m以后，使用白土浆清扫，井下正常每300-400m清扫一次；井下异常的井如接单根、起下钻遇阻等，每天清扫一次，起钻前、需要滑动钻进前及时清扫。

白土浆性能：

比重1.04-1.06g/cm3；粘度60-80s，清扫后及时回收白土浆至2、3号循环罐，以备再用。

④进入刘家沟下部，提前预水化白土浆80m3，配方：

清水+5%白土+0.1%NaCO3+0.1%CMC+0.2%OSAM-K+0.5%SF+0.5%沥青粉。

开启搅拌机，防止白土沉淀。

3.2.3石千峰-石盒子组

①该区块双石层埋藏较深，井深超过3000m，为满足

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