江苏油田墩塘区块高效钻井技术

摘要 墩2断块位于江苏油田金湖凹陷西斜坡卞闵杨构造带墩塘构造，是层状断鼻构造油藏，主要目的层为阜二段。该区块上部东台-盐城组主要以棕黄、大粒径砾石为主，易造漏失、沉沙卡钻，三垛组主要以棕色、棕红色粉砂质泥岩为主，易水化膨胀、造浆、钻头易泥包，阜宁组组深灰色、灰色泥岩夹灰色泥灰岩薄层易垮塌，而且水网比较密集，环保压力大。针对以上特点，在该区块选用了聚合物环境无害化润滑防塌钻井液体系。结果表明，该体系抑制性强、润滑防塌效果好，利于保护油气层且环境无害化，能满足钻井工程的需要，施工中末出现任何复杂等问题，钻井及完井作业顺利。

关键词：抑制性；防塌；环境保护；金湖凹陷；墩2断

1　地质特点及工程简况

1.1  地质特点

墩2区块第三系及以上地层层序正常，自上而下可分为：笫四系东台组、上第三系盐城组、下第三系三垛组、阜宁组。东台组地层以灰黄、土黄、灰绿色粘土层为主，盐城组以棕黄、浅灰绿色泥岩，粉砂质泥岩，灰白色粉细砂岩及砾状砂岩为主，易漏失、卡钻，三垛组以棕色、棕红色粉砂质泥岩、泥岩与灰色、浅灰色、棕色粉砂岩呈 不等厚互层，造浆易形成虚厚泥饼缩径，阜宁组以灰色泥岩，泥灰岩，粉砂岩互层为主，易垮塌。

1.2  工程简况

常规井，开钻前压339.7mm导管两根，一开用φ311.1mm钻头钻进至306.21m，下入φ244.5mm表层套管，套管下深305.71m。二开采用φ215.9mm钻头钻完至设计井深。

2  钻井工程难点

2.1  防碰绕障

本井套墩X7井老井场,从0-310m防碰距离小于30m。本井与墩2-10井在750-898m左右防碰距离小于30m，在829m附近最近距离 为17.82m。

2.2  轨迹控制

本井330m造斜，裸眼段较长达到2106m,最大井斜32.67°，轨迹5段制，双靶。在墩2区块超过2000m,地层趋势降斜。

2.3 摩阻较大

井身轨迹变化，及裸眼段长，水平位移达949.48m,上提下放摩阻大，易粘卡。

2.4 注水井多

墩 2-7 井、墩 2-10 井、墩 2-9 井、墩 2-23 井未停注泄压，后期易出水，造成井下复杂。

3　钻井液技术难点

3.1  上部软泥岩及砾石层易缩径，易卡钻。该区块上部盐城组和三垛组地层成岩性差，为大段的软泥岩，和砾石层，遇水极易水化膨胀、分散，造浆严重，地层极易缩径，钻进过程中经常发生遇阻卡、钻头泥包等。

3.2  阜宁组垮塌。该区块下部阜宁组有大段灰色伊蒙混层及层理裂隙发育的泥页岩，伊蒙混层的不均匀膨胀及泥页岩的剥蚀掉块，使得该段极易发生井壁掉块、垮塌，进而造成划眼、卡钻等复杂事故。

3.3  墩2断块所布井场周围水网发达，河道纵横，且丛式井组多，环保压力大。

3.4  大斜度、水平位移较长。大井斜钻进过程中，岩屑在运移时容易产生沉降并在井眼底边形成岩屑床，在停泵时岩屑还极易滑落导致堵塞井眼和卡钻，增加了润滑防卡难度。

4　钻井液体系的优选

4.1  主聚物的优选

聚合物钻井液抑制造浆能力的强弱主要取决于高分子量主聚物的抑制性，高分子量主聚物的优选主要是通过该聚合物单剂岩心回收率的高低来评价，对于同一种岩心用多种高分子量聚合物进行评价，如果岩心回收率高，则说明聚合物包被能力强，本井选择的主聚物有FA367。

4.2　防塌剂的选择

防塌剂的评价主要从滚动回收率、高温高压膨胀率这些方面考察，本井选择FT342。

4.3　润滑剂的选择

常用的钻井液液体润滑剂有原油、动植物油类、沥青类或表面活性剂/矿物油（或植物油）的复混体系，这些润滑剂含有大量矿物油或沥青等高毒性、难生物降解的物质，难以满足环保要求。本井选择的KD-21。

4.4　油层保护

根据墩2断块储层物性：储层主要为滨浅湖亚相沉积，平均孔隙度 13.8%，平均渗透率 12.6³10-3μm2，碳酸 盐含量  16.9%，储层非均质性较严重，为低孔-低渗储层。E f含油面积 1.1km2，地质储量39.7³104t；储层平均孔隙度 8.5%，平均渗透率 0.23³10-3μm2，碳酸盐含量 13.4%，为低孔-低 渗储层。

粘土矿物以伊利石、伊蒙混层、蒙脱石为主，属中等偏强水敏、无速敏、中等偏弱酸敏储层。本井决定在目的层采用LXT-1 。

4.5　钻井液体系的确定

根据优选的无毒润滑剂KD21C、防塌剂FT-342等，体系相配伍。最终确定墩2区块施工井的钻井液为：复合金属离子聚合物防塌钻井液体系：

5  钻井液技术

墩塘地区地层主要特点是上部470m以上主要是粒径极大（最大达到13cm）的砾石。易沉沙卡钻，三垛组地层（500-900m）棕红色泥岩缩径严重，阜宁组泥页岩地层易垮塌，且邻井注水井较多，易出水，且该井定向造斜点高(330m定向）,裸眼段长，易粘。因此该井在施工过程严格按照钻井液设计并结合现场实际认真做好钻井液技术服务确保钻井工程顺利进行。

5.1　0-470m（东台～垛二段）

该井段主要以砾石层为主，且粒径较大，易沉沙卡钻。

1、开钻前用土粉6吨，Na2CO3  0.2吨，配浆80m3。水化16小时。

2、开钻前振动筛筛布换成110目，钻进时使用好除砂除泥器。

3、一开钻进时保证粘度在90秒以上，并加入竹纤维0.5吨，Na2CO3 4吨,对砾石层进行了封堵，保证井壁稳定。

5.2  470-1165m(三垛组)

该井段主要以棕红色粘土为主，地层造浆易水化膨胀。

1、在进入棕红色泥岩后，停钻，放掉部分高搬含钻井液，加入高浓度的FA367，NH4-HPA2混合液。同时加入0.5吨LV-PAC，使钻井液粘度保持在40-45秒，失水小于5mL，振动筛筛布换成160目，并使用好除砂除泥器，恢复钻进。

2、逐步将密度提至该井段上限。

3、一直用高浓度的FA367，NH4-HPA2混合液维护钻井液性能。

5.3 1165m-1791m(戴南组)

1、该井段主要以砂泥岩为主，用FA367，NH4-HPA2混合液维护钻井液性能即可，使钻井液粘度保持在40-45秒，失水小于5mL。

2、在1750m一次性加入2吨FT342防塌剂，进行防塌预处理。

3、该井段在井斜达到20°以上，加入KD-21C，保证钻井液具有良好的润滑性。

4、振动筛、除砂除泥器使用率100％，离心机50％。

5.4 1791m-2436m(阜宁组)

该井段主要以灰色泥岩，泥灰岩，粉砂岩互层为主，易垮塌。

1、继续用低浓度FA367，NH4-HPA2混合液维护钻井液性能为主，每钻进200m,加入FT342 1吨。

2、进入油气层前加入LXT-1 2吨，在油气层中下部加入LXT-1 1吨，做好油气层保护工作。

3、完钻前100m,加入KD-21C 1吨。

4、完钻后牙轮通径时，调整好钻井液性能，粘度45-50秒，失水小于5mL，密度保持设计上限，并加入FT-342 1吨，KD-21C 0.9吨，QS-4 2吨，进行下部地层的封堵。

复合金属离子聚合物润滑防塌钻井液体系经过在墩2区块的应用证明：该体系性能稳定，便于维护，均未出现井下复杂、事故，钻井及完井作业顺利，缩短了油层浸泡时间。各层段钻井液性能见表1。

表1  各层段钻井液性能

6　工程措施配合

6.1　本钻进过程中定期短起下钻，分别在568m、1549m。1748m起了一趟钻（钻头磨损），循环带砂，使井筒内岩屑被充分输送到地面，防止形成岩屑床。

如下图：

6.2　起下钻过程中严格控制速度，避免严重抽汲或产生压力激动而引起井下复杂，中途顶泵或下钻到底开泵前应先活动钻具破坏钻井液结构，再小排量开泵，防止蹩漏、蹩垮地层。

6.3  周边注水井的巡查。如下图：

6.4　大斜度井段应及时活动钻具，活动距离不少于4m，防止粘卡。

6.5　钻完设计井深后，要进行充分的循环和通井、搞短起下钻后大排量洗井，在确认井眼干净、无阻卡、无井壁垮塌后方能起钻，以确保完井作业顺利完成。

6.6  完成在劳动竞赛期间,40671队承钻的墩2-42井于2022年3月15日18:00-3月16日18:00,井深578m-1345m日井尺767米。符合“φ216mm井眼日上700米,奖励钻井队3000元。”的指标。如下图：

7　几点认识

7.1 复合金属离子聚合物润滑防塌钻井液在墩2区块井成功应用，说明该体系能够满足钻井工程需求。

7.2　适当的工程技术措施配合（如钻井参数的释放、短起下）为井眼的畅通发挥了一定的作用。

7.3　防塌剂FT342与润滑剂KD-21C的协同作用，大大提高了井壁的润滑性和稳定性、减少了对环境的污染。

7.4  LXCT配合QS-4增强了储层封堵能力，减少了液相及固相的侵入，储层处于完善状态，油气层保护效果好。

参考文献：

[1] 徐同台.井壁稳定技术研究现状及发展方向[J].钻井液与完井液,1997,14(4).

[2] 李克向 保护油气层钻井液完井液技术 北京 石油工业出版社 1993