邱春阳，周建民，杨龙波，亢德峰

罗68区块钻井液技术的研究与应用

邱春阳1，周建民2，杨龙波1，亢德峰2

（1．胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营 257064；2．胜利石油工程有限公司渤海钻井二公司，山东东营 257064）

罗68区块地质构造复杂，上部井段钻遇大段造浆地层；二开井眼大，裸眼段长；沙河街组发育断层、盐膏层和高压油气层，井壁失稳严重，钻井施工难度大。通过优选聚合物防塌钻井液体系和聚磺抗高温防塌钻井液体系，辅助现场钻井液维护处理工艺，取得了良好的应用效果，为该区块优质、安全、高效钻井提供了技术支持。

罗68区块；聚合物；聚磺；高温高压；井壁失稳

罗68区块位于济阳坳陷沾化凹陷罗家鼻状构造带，已完钻的罗68井中途测试获得日产油71.3 t，气835 m3的工业油气流，证明该区块油气资源丰富，勘探与开发前景广阔。罗68区块油气资源埋藏在沙河街组沙四段下部，埋深约3 500～4 000 m，直井采用三开制井身结构，一开由Φ 444.5 mm钻头钻进至井深约350 m，二开由Φ 311.2 mm钻头钻至井深约3 200 m，三开由Φ 215.9 mm钻头钻至井深约4 000 m完钻。该区块地质构造复杂，上部地层沉积较厚，有大段造浆层；沙河街组钻遇断层、盐膏层与高压油气层，易导致井塌、井漏和井涌等复杂情况，钻井施工难度大。通过使用聚合物防塌钻井液体系和聚磺抗高温钻井液体系，配合相应的钻井液维护处理工艺，取得了良好的现场应用效果，为该区块优质、安全、高效钻井提供了技术支持。

1 地质概况及钻井液技术难点

罗68区块自上而下发育平原组、明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组。施工中钻井液技术难点如下：

（1）上部地层发育较厚，明化镇组、馆陶组及东营组共厚近2 200 m，地层成岩性差，蒙脱石含量高，地层造浆严重，钻井液易受到黏土侵入，导致钻井液体系流变性恶化。

（2）二开采用Φ311.2 mm钻头钻进，井眼尺寸大，机械钻速快，产岩屑量大，井眼净化困难；同时，所钻遇的地层从明化镇组到沙河街组沙三段，裸眼段长达3 000 m，地层压力系数变化大，钻井液密度最终达到1.50 g/cm3，上下部地层的压力差异较大，在施工中易造成黏附卡钻及井漏。

（3）沙河街组沙一段至三段含有断层及微、细裂缝，层理发育，水敏性垮塌、应力性垮塌和破碎性垮塌皆存在，井壁失稳严重。

（4）沙四段含盐膏层，易发生塑性变形，导致缩径；盐膏的溶解使钻井液性能恶化，高密度钻井液体系受污染后性能更不易控制。

（5）地质预报含有异常高压层，地层压力系数高达1.80；同时，三开井底温度高达150 ℃，高密度钻井液在高温下施工难度更大。

2 钻井液体系的研究

通过调研国内深井及超深井钻井液使用情况[1-8]，结合邻井的钻井液施工经验，针对该区块地层岩性特点及施工难点，经过处理剂优选及性能优化，确定二开使用具有抑制和防塌作用的聚合物防塌钻井液体系，三开使用聚磺抗高温防塌钻井液体系，并确定了各个井段的钻井液基本配方。

表1 聚合物防塌钻井液基本性能

表2 抗温性能评价

2.1二开钻井液的基本配方及性能

二开聚合物防塌钻井液的基本配方：

4.0 % ～ 6.0%膨润土+0.4% ～ 0.6%聚丙烯酰胺PAM+2.0% ～ 3.0%铵盐+0.5% ～ 1.0%屏蔽封堵剂FD+1.0% ～ 1.5%聚合物降滤失剂+2.0% ～ 3.0%抗温抗盐防塌降滤失剂KFT+2.0% ～ 3.0%低荧光磺化沥青ZX-8+2.0% ～ 3.0%超细碳酸钙+2.0% ～3.0%聚合醇润滑剂。

钻井液基本性能如表1。从表1可以看出，钻井液流变性好，滤失量低，润滑性能好，能够满足长裸眼井段井壁稳定及钻井施工的要求。

2.2三开钻井液的基本配方及性能评价

三开聚磺抗高温防塌钻井液的基本配方：

4.0 % ～ 6.0%膨润土+0.3% ～ 0.5%聚丙烯酰胺PAM+2.0% ～ 3.0%抗温抗盐防塌降滤失剂KFT+3% ～ 4%羧甲基磺化酚醛树脂SD-101+2% ～3%抗复合盐降滤失剂+2.0% ～ 3.0%低荧光磺化沥青ZX-8+0.5% ～ 1.5%高效硅氟稳定剂SF-4+0.5% ～1.0%硅氟降黏剂SF-1。

2.2.1 钻井液抗温性能评价

钻井液抗温性能评价见表2。从表2看出，在不同密度下，聚磺抗高温防塌钻井液老化前后流变性变化不大，且高温高压滤失量小于12 mL，能够满足深井钻井施工的要求。

2.2.2 钻井液抗盐性能评价

按照配方配制密度为1.80 g/cm3的钻井液，加入8%NaCl，老化后测量其流变性，抗盐性能评价见表3。

表3 抗盐性能评价

从表3看出，8%NaCl侵入以后，钻井液体系依然有良好的流变性，说明聚磺抗高温防塌钻井液体系具有一定的抗盐能力。

2.2.3 钻井液封堵性能评价

采用直径为30 ～ 40目的石英砂作为过滤介质，加入聚磺抗高温防塌钻井液，固定后加压0.69 MPa，检验钻井液的封堵能力，结果见表4。从表4可以看出，聚磺抗高温防塌钻井液加压15 min后侵入砂床的深度为1.1 cm，加压60 min后侵入砂床的深度为1.4 cm，相差不大，说明聚磺抗高温防塌钻井液在压差下，能够快速形成一个承压封堵带，阻止滤液向地层的渗透。

表4 封堵性能评价实验

3 现场应用

罗681井位于济阳坳陷沾化凹陷罗家鼻状构造带罗68断块较低部位。是继罗68井在罗家地区沙四段深层勘探成功以后，为了进一步扩大罗家地区沙四下红层的含油面积，控制红层的储量规模而部署的一口评价井。一开由Φ444.5 mm钻头钻至井深351 m，Φ339.7 mm套管下入至350 m；二开由Φ311.2 mm钻头钻至井深3 202 m，Φ244.5 mm套管下入至3 200 m；三开由Φ215.9 mm钻头钻至井深3 860 m，Φ139.7 mm尾管下入至3 857 m。该井二开采用聚合物防塌钻井液体系，三开采用聚磺抗高温防塌钻井液体系，施工工艺如下。

3.1二开钻井液施工工艺

（1）二开时为防止冲刷表层套管鞋，采用小循环排量钻进80 m后改为大循环排量钻进，钻进至馆陶组底部改为小循环排量钻进。

（2）保证聚合物的有效含量，使聚合物能够充分包被并絮凝岩屑，防止地层造浆。

（3）钻进过程中控制钻井液的密度，通过径向支撑平衡地层压力，防止棕红色泥岩缩径，稳定井壁。

（4）上部地层控制钻井液具有较低的黏度和切力，依靠大排量提高岩屑的上返速度，净化井眼。下部地层适当提高钻井液的黏切，使钻井液具有合适的携岩能力。

（5）上部地层以提高机械钻速为目标，适当放开钻井液的滤失量，配合冲刷井壁，防止钻屑黏附在井壁上形成虚的厚泥饼；东营组底部以防塌为目标，控制钻井液的滤失量，加入低荧光磺化沥青和屏蔽封堵剂，一方面封堵上部疏松地层，增加其承压能力，防止井漏及黏卡；另一方面封堵沙河街组井壁微裂缝、断层及破碎带，保持井壁稳定。

（6）加入聚合醇润滑剂，提高体系的润滑性，防止黏卡的发生。

3.2三开钻井液施工工艺

（1）井壁稳定技术。①保持合适的钻井液密度，使钻井液液柱压力有效地平衡地层压力；②在钻遇盐膏层时，适当地再提高钻井液密度，保持对地层的正压差，防止盐膏层蠕变缩径；③保证钻井液悬浮稳定的前提下，尽量控制较低的黏切，降低环空压耗，减小各种工况下所引起的压力激动；④优选合适“软化点”的沥青处理剂，封堵地层层理、断层及破碎带，增强体系的防塌能力；⑤控制高温高压滤失量，降低滤液向地层的侵入。

（2）流变性控制技术。①控制合适的般土含量，保持钻井液流变性的同时，使钻井液具有一定的悬浮能力，防止重晶石沉降；②优选加重剂，严格控制重晶石粉的杂质含量，特别是黏土的含量，防止钻井液体系黏、切增大；③使用抗高温抗盐处理剂，确保钻井液体系抗温抗盐性能；④定时做滤液分析，发现钻井液体系有盐膏侵入时停止钻进，及时补充抗高温抗盐处理剂，待处理好钻井液以后再恢复钻进。

3.3应用效果

（1）二开长裸眼井段钻进中井壁稳定，井下安全，起下钻畅通无阻；下套管一次到底；电测一次成功。

（2）三开钻进中井壁稳定，起下钻无遇阻显示；钻遇盐膏层时钻井液流变性变化不大；下套管及电测一次成功率100%。

（3）同该区块未使用该钻井液技术的同类型井相比，该井钻井周期缩短了8%，机械钻速提高了10.5%，提高了钻井时效。

4 结论及认识

（1）使用聚合物防塌钻井液体系和聚磺抗高温防塌钻井液体系，配合相应的现场施工工艺，满足该区块钻井施工的要求，达到了安全、高效钻井的目的。

（2）聚磺抗高温防塌钻井液体系抗温性能好，封堵能力强，具有一定的抗盐能力，能够适应盐膏层钻进的要求，可供邻近区块借鉴。

（3）大尺寸井眼的净化，可通过保持合适的钻井液排量、动塑比以增强钻井液的携岩能力来加以解决。

（4）高密度钻井液体系，在保证加重剂沉降稳定性的条件下，应严格控制膨润土含量。钻井液的密度越大，井温越高，膨润土的含量应越低。

（5）该井三开井段还出现掉块，但是，钻井液体系能够将其携带出井眼，说明体系的悬浮、携带能力好，但是封堵、防塌性能仍显不够强，应该继续完善。

[1] 王程忠，白龙，赵凤森．利用屏蔽暂堵技术解决塔河油田长裸眼井的地层渗漏问题[J]．石油钻探技术，2003，31（2）：60-61．

[2] 朱可尚，陈清春．埕岛油田埕北CB30A-1井钻井液技术[J]．海洋石油，2004，24（1）：85-88．

[3] 李洪俊，代礼杨，苏秀纯，等．福山油田流沙港组井壁稳定技术[J]．钻井液与完井液，2012，29（6）：42-45．

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我国首次主导编写天然气国际技术报告

日前，中石油西南油气田天然气研究院主导编写的《天然气-甲烷值计算》国际技术报告，由国际标准化组织在瑞士日内瓦正式发布。这是我国在天然气标准化领域主导编写的首份国际技术报告。

项目主研人员、西南油气田高级工程师唐蒙介绍，项目组用欧、美两种甲烷值计算法对全球不同地区天然气进行采样计算和差异性分析，得出结论：对于绝大部分天然气而言，两种甲烷值计算法产生的差异不影响车用天然气抗爆性评价。当计算差值大于5个甲烷值时，则需进行实验评价。只有在极端条件下，才会出现较大差值。

这一研究成果通过国际标准化组织投票表决程序，于今年6月24日正式发布，为争论不休的全球车用压缩天然气的甲烷值提供了计算和评价方法，为全球天然气汽车发动机的研发提供了基础数据。

这个国际技术报告的发布，是我国实质性参与国际标准化工作的具体体现，将进一步提高我国在天然气国际标准化领域的地位和话语权。

摘编自《中国石油报》2014年8月4日

Study and Application of Drilling Fluid Technology in Luo 68 Block

QIU Chunyang1, ZHOU Jianmin2, YANG Longbo1, KANG Defeng2
（1.Drilling Engineer & Technology Corporation,Shengli Petroleum Engineer Co. Ltd.,Dongying Shandong257064,China; 2.Bohai Second Drilling Company,Shengli Petroleum Engineer Co. Ltd.,Dongying Shandong257064,China）

The geologic structures are complex in Luo 68 block. Long mud making formation was penetrated during drilling. The hole size of the second spud was large and the barefoot interval was long in the second interval. The borehole was instability due to the faulted formation, slat beds and high pressure hydrocarbon reservoir in Shahejie formation. By means of optimizing polymer anticaving drilling fluid and sulphonated polymer anti-temperature and anti-caving drilling fluid, with the help of onsite drilling fluid techniques, good application effect was obtained. This technology provided support to drill other wells safely and high effectively in the oilfield.

Luo 68 block; polymer; sulphonated polymer; HTHP; borehole instability

TE254.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.03.091

1008-2336（2014）03-0091-04

2014-02-10；改回日期：2014-03-26

邱春阳，男，1978年生，工程师，硕士研究生，辽宁石油化工大学应用化学专业毕业，从事钻井液体系研究和现场技术服务工作。E-mail：drillingwell@163.com。