SZ36-1二期鉆井液技術(shù)

SZ36-1二期項目

鉆井液總結(jié)報告中海技服泥漿專業(yè)公司二〇〇一年十月SZ36-1二期項目共有6個平臺：C、D、E、F、G、H，總井?dāng)?shù)186口，平均井深1920米，平均建井周期3.22天。一 概況：二 地層巖性特點(diǎn)：平原組粘土夾松散砂巖明化鎮(zhèn)泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖與細(xì)砂巖互層館陶組上部細(xì)砂巖與薄層泥巖互層；下部大套砂礫巖夾厚層泥巖，泥巖造漿東營組上部為厚層褐灰色泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，頂部為一層含礫砂巖；中部為含油-油斑細(xì)砂巖，泥質(zhì)砂巖夾泥巖，粉砂質(zhì)泥巖；下部以泥巖為主，夾熒光泥質(zhì)砂巖、細(xì)砂巖

－400垂深:m－930－1155－1600二 地層巖性特點(diǎn)：增加商品土含量盡可能低的密度加入單封防滲漏保持良好的潤滑性最大限度使用固控設(shè)備上部井段(東營組前)重點(diǎn)解決東營組起鉆電測下套管固井下部井段(東營組)保證井眼規(guī)則

增強(qiáng)抑制性

改善泥餅質(zhì)量增加油基潤滑劑加量降低泥漿失水控制泥漿中有害固相最低重點(diǎn)解決館陶組泥餅厚,摩阻大,滑動鉆進(jìn)困難三 鉆井液體系的選擇： 由于在SZ36-1前期開發(fā)中的A、B平臺成功地使用小陽離子泥漿體系鉆穿東營組易造漿泥巖井段，特別是1996年在J平臺使用新型小陽離子泥漿體系創(chuàng)造了3.66天/井的建井周期，并打破海油總八項鉆井記錄。三 鉆井液體系的選擇：因此，二期項目繼續(xù)采用新型小陽離子泥漿體系。為解決SZ36-1J區(qū)許多井出現(xiàn)的產(chǎn)量較ODP低的問題，經(jīng)與鉆井部及西南石油學(xué)院共同研究，決定采用屏蔽暫堵技術(shù)。

三 鉆井液體系的選擇：

1. PF-JFC小陽離子的作用機(jī)理聚合物中季胺原子上的正電荷與粘土表面上的負(fù)電荷產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電作用，在粘土表面形成單層或多層的高分子吸附膜，從而阻止外來水分子進(jìn)入粘土層間產(chǎn)生膨脹。由于橋聯(lián)式的多點(diǎn)吸附，從而抑制粘土的分散和微粒運(yùn)移。三 鉆井液體系的選擇：

2. PF-JFC小陽離子體系的特點(diǎn)

a.有較強(qiáng)的抑制性

b.具有良好的泥漿流變性

c.具有良好的熱穩(wěn)定性

d.具有良好的潤滑性

三 鉆井液體系的選擇：

2. PF-JFC小陽離子體系的特點(diǎn)

e.具有較強(qiáng)的抗鈣、鎂離子的能力

f.能夠有效地保護(hù)油氣層

g.維護(hù)簡單，成本較其它泥漿低

h.具有較低的生物毒性，環(huán)境可接受三 鉆井液體系的選擇：

3. 儲層特征a.

儲層存在嚴(yán)重的非均質(zhì)性： 從小于100×10-3um2的低滲透地層到介于1000~10000×10-3um2

的高滲透地層都存在。b.儲層孔喉半徑分布在25~100um之間，大多數(shù)孔喉半徑分布在40~63um之間。三 鉆井液體系的選擇：

3. 儲層特征c.

儲層膠結(jié)物為粘土礦物，蒙脫石含量高，還有部分高嶺土和伊利石，因此儲層容易產(chǎn)生水敏、速敏和堿敏。d.孔隙壓力系數(shù)在0.91~1.004g/cm3之間，破裂壓力系數(shù)在1.60g/cm3左右。三 鉆井液體系的選擇：

4. 屏蔽暫堵技術(shù)FxFy架橋粒子填充粒子三 鉆井液體系的選擇：

4. 屏蔽暫堵技術(shù)FxFy架橋粒子填充粒子變形粒子在正壓差的作用下，泥漿的固相和液相損害不可避免；泥漿中的固相不可能完全清除，如果固相尺寸分布與儲層孔喉尺寸分布不匹配，會造成嚴(yán)重的固相損害；三 鉆井液體系的選擇：4.1SZ36-1油田使用屏蔽式暫堵技術(shù)的必要性SZ36-1油田儲層敏感性強(qiáng)，極易造成液相損害，引起粘土礦物的膨脹、分散和運(yùn)移；固井作業(yè)的高pH值水泥漿濾液的損害不可避免；通過液相配伍控制損害的技術(shù)難度較大，而且成本較高。三 鉆井液體系的選擇：4.1SZ36-1油田使用屏蔽式暫堵技術(shù)的必要性條件：泥漿中固相粒子不可消除，對地層正壓差不可避免，對地層的損害堵塞客觀存在。三 鉆井液體系的選擇：4.2屏蔽式暫堵技術(shù)的思路設(shè)想：利用固相微粒對油層孔喉的堵塞機(jī)理和規(guī)律，人為地在打開油層時，在油層井壁上快速、淺層、有效地形成一個損害堵塞帶。

快速－幾分鐘到十幾分鐘內(nèi)形成

淺層－堵塞深度在十厘米以內(nèi)

有效－損害堵塞帶滲透率極低，甚至為零三 鉆井液體系的選擇：4.2屏蔽式暫堵技術(shù)的思路結(jié)果：阻止泥漿對油層的繼續(xù)損害，消除浸泡時間的影響，并消除水泥漿的損害。解除措施：由于損害帶很薄，可通過射孔解除。三 鉆井液體系的選擇：4.2屏蔽式暫堵技術(shù)的思路目的：損害帶的滲透率隨溫度和壓力的增加而進(jìn)一步減小，從而把造成地層損害的兩個無法消除的因素：正壓差和固相粒子，轉(zhuǎn)換成實現(xiàn)這一技術(shù)的必要條件和有利因素。 這個損害帶的作用相當(dāng)于阻止進(jìn)一步損害的“屏蔽帶”，故將此技術(shù)稱為屏蔽式暫堵技術(shù)。三 鉆井液體系的選擇：4.2屏蔽式暫堵技術(shù)的思路

“選擇性架橋，逐級填充”架橋粒子的架橋單個顆粒隨泥漿液相進(jìn)入油層，在流經(jīng)孔喉時： 若：r粒<<r孔，則通過孔喉

r粒>r孔，則沉積在孔喉外

r粒與r孔相當(dāng)(大小、尺寸)，則在孔 喉處卡住，稱為架橋。三 鉆井液體系的選擇：4.3屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理填充粒子的填充

架橋粒子架橋后，孔喉孔隙大量減小，泥漿中更小一級粒子卡在更小喉道處，這一過程不斷重復(fù)，這一過程叫單粒逐級填充。這時堵塞帶的滲透率取決于泥漿中最小一級粒子的粒級，但滲透率不會為零。三 鉆井液體系的選擇：4.3屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理變形粒子的作用

當(dāng)最小粒級的粒子是可變形時，則堵塞帶滲透率可達(dá)到零。地層孔喉尺寸和泥漿中固相粒級的匹配三 鉆井液體系的選擇：4.3屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理存在足夠的正壓差，SZ36-1油田至少應(yīng)在3.5MPa；架橋粒子的粒喉徑比為2/3，濃度應(yīng)達(dá)到2~3%；填充粒子應(yīng)小于架橋粒子且濃度足夠；可變形粒子的軟化點(diǎn)為60~70℃，濃度應(yīng)為2%；三 鉆井液體系的選擇：4.4屏蔽暫堵技術(shù)的必要條件進(jìn)入產(chǎn)層后，環(huán)空上返速度應(yīng)控制在2m/s以內(nèi)；進(jìn)入產(chǎn)層后不能使用除泥器；進(jìn)入產(chǎn)層后，振動篩篩網(wǎng)的目數(shù)應(yīng)小于80目。三 鉆井液體系的選擇：4.4屏蔽暫堵技術(shù)的必要條件高壓差和鉆井液中無法消除的固相是技術(shù)實施的必要條件，從而使對油層的不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素，解決了鉆井工程和油層保護(hù)要求難以調(diào)和的矛盾；可消除浸泡時間和水泥漿對油層損害的影響；有利于非膠結(jié)儲層的井壁穩(wěn)定，減少井徑擴(kuò)大，從而降低射孔的幾何表皮系數(shù)。三 鉆井液體系的選擇：4.5屏蔽式暫堵技術(shù)的特點(diǎn)大孔喉百分比一般小于10%，分布在60~350mm之間，泥漿中應(yīng)有40~230mm的架橋粒子；小孔喉百分比一般大于70%，分布在0.4~60mm之間，這部分架橋粒子或填充粒子百分比應(yīng)較大；三 鉆井液體系的選擇：4.6SZ36-1油田屏蔽暫堵技術(shù)的室內(nèi)篩選各類粒子的篩選 儲層孔喉對暫堵粒子的要求：泥漿的粒度分布應(yīng)出現(xiàn)明顯的雙峰；泥漿中的粒度分布應(yīng)較好的覆蓋儲層孔喉的分布區(qū)間。三 鉆井液體系的選擇：4.6SZ36-1油田屏蔽暫堵技術(shù)的室內(nèi)篩選各類粒子的篩選 儲層孔喉對暫堵粒子的要求：中值直徑為27mm,明顯大于儲層的孔喉中值直徑；小于10mm的顆粒百分比為31％，含量不足；顆粒尺寸分布未出現(xiàn)明顯的雙峰分布。三 鉆井液體系的選擇：原漿中的粒度分布.針對儲層的大孔喉；.分布峰值在36.8~250mm；.中值直徑為68mm；.在泥漿中的加量為1%；.在PF-ZD1中的比例為33%。三 鉆井液體系的選擇：架橋和填充粒子的篩選250~300目碳酸鈣粒度分布.中值直徑為13mm，基本與儲層中值匹配；.小于5mm的顆粒含量大于30％，有足夠的小顆粒；.粒度分布呈明顯的雙峰特性；.粒度分布區(qū)間在0.1~250mm之間，良好地覆蓋了儲層孔喉區(qū)間。三 鉆井液體系的選擇：2%PF-EP+3%PF-ZD1的粒度分布.中值直徑為14.5mm，與儲層孔喉中值直徑有良好的匹配；.小于10mm的顆粒含量超過40％；.大于60mm的顆粒含量超過10％；.顆粒尺寸分布呈明顯的雙峰特性。三 鉆井液體系的選擇：泥漿加入2%PF-EP＋3%PF-ZD1后的粒度分布SZ36-1油田屏蔽暫堵配方的確定原漿＋2%PF-EP＋3%PF-ZD1；PF-ZD1主要為超細(xì)碳酸鈣和250~300目碳酸鈣的組合，其特點(diǎn)是顆粒尺寸分布范圍較廣，90%以上具酸溶性；PF-EP主要為乳化石蠟，其原料的軟化點(diǎn)在60~70℃，正好與儲層溫度匹配，在此溫度下，顆粒變軟，可嵌入微細(xì)孔隙或間隙，可使屏蔽環(huán)的滲透率降至零；PF-EP粒度分布較窄，中值直徑小，主要提供小顆粒(封堵粒子)，且呈油溶性。三 鉆井液體系的選擇：四 現(xiàn)場應(yīng)用：

1. 技術(shù)措施

a.合適的泥漿密度確保井眼穩(wěn)定

b.泥漿具有較強(qiáng)的抑制性

c.泥漿具有較好的流變性

d.泥漿具有良好的潤滑性

四 現(xiàn)場應(yīng)用：

1. 技術(shù)措施

e.泥漿具有較強(qiáng)的抗鈣、鎂離子的能力

f.能夠有效地保護(hù)油氣層

g.有效防止H2S的出現(xiàn)

四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)鉆井液性能：四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)鉆井液性能：非屏蔽暫堵井屏蔽暫堵井四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)鉆井液性能：非屏蔽暫堵井屏蔽暫堵井四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)a.用稀般土漿開鉆，視返砂情況用稠漿帶砂，確保井徑規(guī)則有利于減少電測工具在上部井段的遇阻b.垂深1100米左右轉(zhuǎn)化成PF-JFC體系 提高泥漿的攜砂能力，減少泥漿的摩阻以利于定向井的造斜作業(yè)四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)c.鉆進(jìn)到館陶底，提高密度至1.12S.G.

提高泥漿的粘切，防止鉆進(jìn)時發(fā)生阻卡d.鉆進(jìn)中加入0.5%~1%的PF-LUBE和1%的PF-TEX改善泥漿抑制性和泥餅質(zhì)量e.鉆進(jìn)中加入0.5%~1%PF-GRA降低井下摩阻以利于定向井的糾斜和扭方位作業(yè)四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)

f.鉆進(jìn)至東營組，保持0.2%~0.4%PF-JFC含量，保證井眼穩(wěn)定

g.鉆上部和下部地層控制粘度為：35~40秒、45~50秒

h.及時用XC-H和PAC-HV提粘切，提高泥漿攜砂能力，減少巖屑床的產(chǎn)生

四 現(xiàn)場應(yīng)用：

2. 具體實施要點(diǎn)

i.鉆開油層前調(diào)整粘度為45秒左右，密度小于1.15S.G.j.油層段鉆進(jìn)時，嚴(yán)格按油層保護(hù)技術(shù)措施施工保證油層段井徑規(guī)則以利于固井作業(yè)對油層段的成功封固

k.電測下套管前加入塑料球和潤滑劑四 現(xiàn)場應(yīng)用：

3. 油層保護(hù)具體措施屏蔽暫堵材料到貨后檢測其粒度分布，保證技術(shù)實施的可靠性。

全井禁用重晶石,加重用石灰石代替。用激光粒度儀測定泥漿粒度的分布曲線并與儲層孔喉分布尺寸對比，調(diào)整屏蔽暫堵材料的濃度和加量。四 現(xiàn)場應(yīng)用：

3. 油層保護(hù)具體措施打開油層前，充分利用除砂器和除泥器清除泥漿中無用的固相，保持較低的固相含量。進(jìn)入油層前將振動篩篩布換成84目，降低泥漿中的無用固相，以減輕對油氣層的損害。四 現(xiàn)場應(yīng)用：

3. 油層保護(hù)具體措施泥漿密度應(yīng)能保證至少提供3.5MPa的正向壓差，常壓區(qū)打開油層時密度1.18S.G.以上，低壓區(qū)打開油層時密度1.15S.G.以上。

油層段鉆進(jìn)時控制失水在3.5ml~4ml，達(dá)到了小于5ml的設(shè)計要求。四 現(xiàn)場應(yīng)用：

3. 油層保護(hù)具體措施現(xiàn)場檢測泥漿粒度1次/100米，保證合適的暫堵劑含量。四 現(xiàn)場應(yīng)用：

4. 防H2S技術(shù)措施

a.配制膠液時加入200公斤ZnCO3和500公斤PF-CA101以中和鉆進(jìn)時出現(xiàn)的H2Sb.起鉆電測前往井漿中加入100公斤ZnCO3和500公斤PF-CA101以中和電測及下套管作業(yè)期間出現(xiàn)的H2S五 難點(diǎn)：

屏蔽暫堵技術(shù)第一次在現(xiàn)場應(yīng)用，如何將室內(nèi)的研究成果有效地發(fā)揮作用是該技術(shù)成功與否的關(guān)鍵在屏蔽暫堵技術(shù)的具體實施過程中，及時將現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)反饋回基地，供室內(nèi)研究的不斷完善，再應(yīng)用于現(xiàn)場五 難點(diǎn)：

冬季作業(yè)對屏蔽暫堵技術(shù)的現(xiàn)場維護(hù)提