鄂尔多斯盆地宁东油田
宁东工区钻井液总结报告
中国石油化工股份有限公司华北分公司五普钻井公司
50849HB
高磊
宁东工区水平井钻井液总结
一、概述
宁东区块地质条件复杂，地层倾角大，断层破碎带发育，钻井作业中，井漏、井塌、
井斜等钻井复杂情况不断发生。尤其是区块西部，钻井事故风险更大，应当作好预防工
作。根据本区块地层易塌、易漏，泥岩段较长且粘土含量高、水化能力强、地层易水化
膨胀、剥落掉块的特点，选用低密度、低固相、强抑制性的钾铵基聚合物钻井液，主要
通过K+和NH4+的晶格固定作用来抑制泥页岩水化膨胀，以稳定井壁。主要为水平井，
最大井斜为90°左右，钻井液的重点主要是有利于发现和保护油气层提高润滑性、清洁
井眼和预防井下复杂。完井方式:裸眼完井（预置管柱）。
二、水平井钻井液分段钻井液配方、性能
1、一开：普通聚合物钻井液体系；
配方﹕清水＋5％钠土＋0.2～0.3％Na2CO3＋0.3％K-PAM+0.2%K-HPAN；
性能：T35-45s,ρ1.05g/cm3,保持低粘切，以K-PAM、LV-CMC来维护钻井液性能。
2、二开直井段：选用强抑制性无、低固相钾基聚合物钻井液体系；
配方：清水+0.2-0.3%Na2CO3+0.3%K-PAM+0.3％K－HPAN+0.2-0.3%LV-CMC；
性能：T30-35s,ρ≦1.04g/cm3，B≦10ml，PV7-12mpa.s,YP3-6pa, θ1/θ
100.5-1/1-3，PH8-9,固含2-4%。
3、二开造斜段：钾铵基聚合物钻井液体系；
配方：4%土粉+0.2-0.3%Na2CO3+0.3%K-PAM+0.3％K－HPAN+0.2-0.3%
LV-CMC+0.5%NH4-HPAN +1-3%HFT-301+2-5%LYGR；
性能：T30-50s, ρ1.04-1.18g/cm3 ,B≦10ml，PV9-17mpa.s,YP4-9pa, θ1/θ
102-4/3-8，PH8-9,含砂量0.2-0.3%，固含4-8%,坂含20-30g/l,KF0.07。
4、水平段：采用钾铵基聚合物完井钻井液体系；
配方：4%土粉或回收处理过的二开钻井液+0.2-0.3%Na2CO3+0.3%K-PAM+0.3％K－
HPAN+0.2-0.3%HV-CMC+0.5%NH4-HPAN+1-3%HFT-301+2-5%LYGR+0.3%PAC-141；
性能：T30-45s, ρ1.04-1.10g/cm3 ,B≦5ml，PV9-17mpa.s, YP4-9pa,θ1/θ
102-3/4-6，PH8-9,含砂量0.2%，固含7%,坂含20-30g/l,KF0.07。
三、钻井液分段提示及维护处理
1、一开井段
复杂提示
该井段钻遇地层为第四系黄土层和砂砾层，志丹群上部的砂质砾岩与泥岩互层，胶结性差，可钻性好，因其表层含有砾石层，且易漏，易垮塌，钻井液主要以携带岩屑、稳定井壁为主。
维护要点
开钻前，应对井场水进行化验分析，CL-超过1000mg/L不适宜配坂土浆，应通知井队组织淡水配坂土浆。若井场水Ca2+、Mg2+离子含量超标,应首先对配浆水进行软化处理；开钻前把振动筛筛网换成40目60目80目，开钻前按配方配制坂土浆60m3， K-PAM胶液40m3，配方﹕清水＋5％钠土＋0.2～0.3％Na2CO3＋0.3％K-PAM， 充分水化，将性
能调至设计范围后开钻。粘度48-50S，密度1.04-1.05g/cm3以携岩、稳定井壁为主。钻遇粘土层时加大絮凝剂K-PAM的使用量，抑制粘土分散造浆，充分利用固控设备，清除劣质土，防止因粘土层的分散造成粘切过高憋漏地层。钻遇砂砾岩提高钻井液粘切,提高井壁的稳定性，并保持井内钻井液的低密度，防止压漏地层，降低压实作用，提高机械钻速。一开完钻后大排量冲孔，保持井底干净，套管的顺利下入。
2、二开导眼段
复杂提示
该井段上部地层为白垩系下统志丹群，地层岩性变化大，地层水层发育，钻进过程中要防涌水、防漏；中部安定组泥岩层较厚要防止泥岩水化膨胀引起缩径卡钻及PDC钻头泥包；下部直罗组泥页岩易剥落掉快，延安组夹有多套煤层(延2顶煤5m、延3顶煤2m、延4顶煤4m、延51顶煤层4m)，在钻井过程中防止煤层坍塌，延长组防止砂岩缩颈卡钻。
维护要点
二开上部志丹群组，采用低固相钾基聚合物钻井液，全部采用罐式循环。严禁采用清水钻进和循环坑大循环，防止清水长期浸泡地层引起井壁垮塌、埋钻等恶性事故的发生；此体系易控制、易维护、性能稳定、造价低、抑制性强、防塌性好、水眼粘度低、固相含量低、瞬时失水高、絮凝能力强、携岩性好。充分利用此体系的特点提高机械钻速。全部采用罐式循环。严禁采用清水钻进和循环坑大循环，防止清水长期浸泡地层引起井壁垮塌、埋钻等恶性事故的发生；二开先把振动筛筛网换成60目80目120目，后来再换成80目120目120目。开钻前清罐,配制100方胶液，充分水化。在一开原浆的基础上，先加水稀释然后进行调整，配方为：清水+0.2-0.3%Na2CO3+0.3%K-PAM+0.3％K
－HPAN+0.2-0.3%LV-CMC,上部地层钻时快，要勤防浆，每个立柱保持放两次沉砂。志丹群中部棕色泥岩造浆严重,加大K-PAM的用量，采用絮凝劣质粘土加强固控设备的使用，
减少粘土侵对钻井液性能的影响。安定组泥岩段较厚，要防止泥岩水化膨胀引起缩径卡钻。在钻进中以 K-PAM+K-HPAN+LV-CMC复配胶液维护性能，控制失水，并将井浆转换为低固相钾铵基聚合物钻井液体系。提高钻井液的抑制性，确保井壁稳定。直罗组泥岩段中含有大量伊蒙混层，水化不均衡，造成井壁不稳定，易造成垮塌、缩径出现复杂情况。而此井段以中细砂岩为主，泥岩吸水分散后容易粘附在渗透性好的井段，所以钻井液要以防塌护壁、抑制泥岩分散为主。钻此层前开始加大K-PAM的用量，配合K-HPAN、LV－CMC、无荧光防塌剂等，保护井壁,安全钻穿此层。维护中粘度保持45s左右，比重：≤1.10g/cm3。
3、二开斜井段
复杂提示
延长组上部地层泥岩造浆严重，砂岩渗透性好，易形成厚泥饼造成起下钻遇阻卡。 维护要点
二开斜井段，采用钾铵基聚合物钻井液。根据井内状况适当提高钻井液比重，稳定地层，防止井壁垮塌，在井壁稳定的前提下，可适当控制钻井液密度，减轻定向造斜托压程度；每班加入足量的润滑剂和防塌剂，确保钻井液具有良好的润滑性和防塌性，以利于造斜段快速、安全钻进，保证井眼清洁和滤饼质量。
进入延安组延长组提前调整钻井液性能,防止钻井液长期浸泡上部地层引起的掉块和井壁坍塌并用坂土浆及K-PAM和HV-CMC,PAC-141把钻井液粘度提高到50s左右.比重提至1.18 g/cm 左右 ，在此井段严禁钻井液长时间冲刷，随钻加入2-4%的无荧光防塌剂、润滑剂，有效封堵煤层裂隙，减少摩阻和扭矩，保护井壁。防止煤层垮塌；为确保煤层井壁稳定应保证钻井液具有良好的流变参数，坂含在40-60g/l，漏斗粘度在50-100秒，动塑比在0.36-0.48Pa/mPa·s，以减轻钻井液对井壁的冲刷，并避免高转速钻进和在煤层定点循环，以避免煤层应力垮塌；钻进过程中注意观察岩屑返出情况，如果有大量的煤屑返出,起下钻过程中有遇阻、卡现象，应进加大处理剂加量降低失水并适当提高比重，直至井内恢复正常；四级固控设备全负荷运转，保证井眼清洁；
4、三开水平段
复杂提示
延长组上部地层泥岩造浆严重，砂岩渗透性好，易形成厚泥饼造成起下钻遇阻卡。 维护要点水泥塞钻完后，按三开钻井液配方配制新浆，配浆量至少要达到井眼容积的1.5倍，性能达到设计要求，用新浆替换出井浆方方可正常钻进。钻进中要保持各种处理剂的有效含量，并定期补充，使钻井液性能符合设计要求，既有利于携岩、也要保持井壁稳定。钻进期间，以补充胶液为主，尽量把所有药品都配制成胶液，然后均匀加入钻井液，保持钻井液性能的稳定，并防止未溶好的钻井液处理剂堵塞仪器和筛网，影响仪器工作和振动筛跑浆。钻井过程中，定时测量钻井液性能，注意钻井液性能变化，根据实
3际情况及时进行调整，保证钻井液悬浮携带性的同时要保证适当排量，泥浆要有1.1 ~1.5m/s的返速，保证岩屑能够被及时携带出井眼，岩屑返出量少时，可采取分段起下钻的方式，协助改善洗井条件，破坏岩屑床，确保井下安全。钻进过程中，严格控制钻井液的PH值在8-9范围内。
三开前，把振动筛筛网换成三个都是120目的，重新配制坂土浆和胶液维护钻井液性能；坂土浆配方：3~4%膨润土粉+0.2~0.3%Na2CO3+0.2％NaOH +0.5% K-HPAN + 0.5%
NH4-HPAN + 0.2％HV-CMC +2%HFT-301+2-4%LYGR + 0.3％K-PAM+0.2%PAC-141。尤其是长短泥岩段，要加大抑制剂的用量，防止泥页岩的脱落掉快和分散。同时也要加大了LV-CMC、HV-CMC、NH4-HPAN、HFT-30
1、LYGR的加量，增强钻井液的润滑性，控制失水量，维护井壁的稳定。三开井段针对目的层水平段，钻井液要保持抑制性、较强的剪切稀释特性和良好的携砂能力。控制性能：ρ:1.05-1.08g/cm3， T:30-45s，B: ≤5ml， K：0.2mm，π：0.2％，PH：9，KF： 0.07；每一次起下钻都对钻井液进行处理。此井完钻后，对原浆性能作了适当调整，使其性能参数达到：P:1.08g/cm3， T:45s，B:
4.8ml， K：0.2mm，π：0.2％，PH：9，KF:O.07,大排量充分循环，彻底清理井底，并配制封井液封闭裸眼段，确保了测井顺利。测井完闭，用氯化钾溶液替出原浆洗井，下管柱完井。
四、复杂情况处理简介
1、井漏处理
1）渗透性漏失：加入2%的随钻堵漏剂，提高粘度。
2）裂缝溶洞性漏失：配制井浆+5%随钻堵漏剂+10%延时膨胀性堵漏剂或加入水泥浆，用泥浆泵泵入漏层，起钻静止5-6h。
2、井塌处理
延安组的煤层段，要防塌，井塌后，首先保持能够循环，在提高粘切，保持良好的携岩能力，适当提高密度在ρ1.15g/cm3, T 50-80，θ1/θ10,4-8/8-12。控制失水，增
加防塌剂的加量或软化点低的沥青与超细碳酸钙配合效果较好，适当提高坂土含量，主要是直罗组和延安组。在井塌地段要控制起下钻速度以及开泵方式，严防憋泵进一步加强井塌和造成井漏。
3、岩屑床的处理
1）较低的粘切；2）较高的返速；3）短程起下钻；
4、测井遇卡地段及处理
延安组易增斜，导眼段易降斜，重要是在延安组的煤层段，要防塌；延长组泥岩易水化膨胀，泥页岩掉快；低压沙层，易形成厚泥饼造成粘附卡钻。要保持良好的流变性能，适当的密度、粘度，严格控制失水，提高钻井液的防塌、润滑和抑制性。搞好短起下，在易塌易缩径地段，要反复多拉几次。大排量循环，用稠塞带几次，彻底清理井筒，起钻前注入封井液。
五、油气层保护
本井防止油气层损害主要措施为：
1、钻进油气层井段，在考虑井壁稳定、井漏、井喷等地层因素，保证井下安全的情况下，钻井液密度尽量采用设计低限，进行近平衡压力钻井，尽量减少压差对油气层的损害。密度附加值：油层0.05-0.10g/cm3。
2、进入目的层段，严格控制钻井完井液的滤失量，API失水量≤5ml，防止其堵塞油气层的孔隙孔道，尽量减少液相对油气层的损害。
3、钻井过程中，充分使用四级固控设备，以控制钻井液中的无用固相和含砂量，降低钻井液中劣质超细微粒含量，避免有害固相进入油气层。
4、密切与地质录井配合，根据地质实际预测做好提前保护油气层工作。
5、缩短钻井、完井液对油气层的浸泡时间，减少钻井、完井液对目的层的污染。
6、在满足造壁性、降滤失性、流变性的前提下，减少膨润土的加量，维持较低的pH值，减少膨润土对气层的损害。
7、降低失水量，控制好钻井液的pH值，尽量少用分散剂，减少滤液对粘土矿物的水化分散。
8、水平段完井液采用密度为1.02g/cm3氯化钾溶液替出原浆保护产层。
六、认识与建议
钻井液安全要做到五多：
1、多观察：钻进过程中，要多观察井口返浆情况，振动筛上的岩屑返出、岩屑形状的变化，及时发现地层岩性变化，及早发现煤层和泥岩，调整钻井液性能，保证井壁的稳定性和井下安全。严格控制钻井液性能达到设计要求，提高钻井液的抑制防塌、悬浮、携带岩屑能力，确保正常钻进。
2、多测量：注意观察井口及泥浆液面变化情况，钻遇异常压力层时多测量钻井液性能，及时采取措施，调整钻井液性能，避免复杂情况的发生。.加强固控设备的使用，钻井过程中使用四级固控设备，及时清除钻井液中的有害固相。
3、多做实验：每次药品到场时要做药品加量及各地层配方试验，根据现场实验情况具体调整钻井液性能和控制钻井液药品的使用量，力求做到事故处理时一次成功，避免不必要的经济损失。
4、多做记录：每次做完实验后，作好记录，标明清楚，为类似复杂事故作依据。
5、多交流：要多于钻井、录井、定向以及其他兄弟单位的师傅们多交流一些技术经验。
50849HB泥浆大班：高磊
2014.06.26
