李 涛

大位移井油基钻井液技术应用

李 涛

（中国石油长城钻探工程公司国际钻井公司，北京 100101）

近海富含油气资源，通常采用大斜度、大位移井进行开发，其地质资料显示，地层地质情况复杂，泥页岩水化分散性强，井壁稳定性差。水基钻井液在二开、三开、四开常发生划眼、塌、卡、缩颈等问题，存在抑制性、井眼清洁、摩阻扭矩控制等难题。长城钻井液公司研发出具有自主知识产权的油基钻井液体系，室内实验显示，该体系稳定，抗污染能力强，泥页岩抑制性强，润滑性能优于水基钻井液。从现场施工的4口井来看，复杂地层的抑制性难题、井眼净化难题和摩阻扭矩控制难题都得到有效解决，事故率明显降低，施工效率得到提高。

性能稳定；大位移；油基钻井液

近海区域含有丰富的油气资源，埋藏深度约 1 800～2 000 m。由于近海优势，相较于高昂的海上钻进平台，在陆地实施大位移水平井施工成本更低、更经济。大位移井通常指水垂比大于2的定向井。大位移定向井水平位移通常为4 500～7 000 m，裸眼段长、地质情况复杂等情况为施工带来了各种井下复杂问题[1]。在大位移井实钻中，钻遇地层含有活度大、水化分散强的泥页岩，往往采用KCl-Polymer水基钻井液，虽然其有较强的抑制性能[2]，但复杂情况依然较多，易引起井塌、缩颈、划眼等井壁失稳问题[3-4]。长裸眼定向段，水基钻井液存在流型难以控制、润滑性差引起定向困难等问题[5]。油基钻井液具有抑制性强、润滑性好、钻时快等优点，可以有效解决大位移井水基钻井液施工存在的问题，提高现场施工效率。

1 地质工程概况

1.1 地质概况

区域井位部署各区块层位深浅不同，但地层基本一致，地质结构较为复杂，断层发育，目的层为新生代第三纪古新世碳酸岩油层。

上部地层主要为泥页、含黏土夹层，成分主要有蛇纹岩、灰岩、玄武岩、安山岩、凝灰岩、燧石等，岩活性、造浆性强，水基钻井液施工常有划眼、缩颈等复杂情况。

中部地层更为复杂，反复出现夹层，穿插多套压力系统。地层泥页岩含量高，活度大，易造成起下钻遇阻卡、反复划眼、缩颈、垮塌等问题，再加上地层压力不稳定引起的溢流、漏失等井控问题，是大位移井事故多发地层。中上部地层黏土矿物含量高，水敏性强；下部方解石含量高，易解理，当钻井液抑制性不强造成黏土矿物水化分散后，方解石剥落易造成掉块、坍塌等问题。

1.2 工程概况

由于地质情况复杂以及存在多套压力系统，大位移井通常采用5～6开设计。

施工中二开17 1/2in开始并完成造斜，三开至完钻在水平段钻进，井身结构具有造斜点浅（300～500 m）、造斜率大（85°左右）、斜深长（水平位移6 000 m左右）等特征。由于二开、三开等裸眼段长、井眼大、泥页岩活性强，水基钻井液施工中易发生多种井下问题，是大位移井发生事故主要井段。

2 油基钻井液体系研究与性能评价

2.1 油基钻井液配方研究

近年来，长城钻井液公司形成了具有自主知识产权的油基钻井液体系，其主要材料包括乳化剂、有机土、提切剂、降失水剂等，已实现自主研发和生产，并已获得多项专利。

2.2 油基钻井液性能评价

在油基钻井液配方基础上，进行了100 h老化试验、悬浮能力试验、盐水污染试验、CO2污染试验、岩屑污染试验，其中盐水污染试验、CO2污染试验参照墨西哥标准NMX-L-162-SCFI-2007。实验显示，长城油基钻井液体系稳定，抗污染能力强，泥页岩抑制性强，满足甲方及古巴工程地质需求。

针对大位移水平定向中因润滑性不足引起的拖压、扭矩大的问题，测定油基钻井液极压润滑系数，作为对比同时测定KCl-Polymer、足量润滑剂KCl-Polymer以及高性能水基钻井液等体系油基钻井液润滑系数明显低于KCl-Polymer等水基钻井液体系，表现出了优异的润滑性能，非常适合大井斜、长裸眼等复杂井的施工。

3 油基钻井液现场施工效果

大位移井油基钻井液自2016年底至今已施工4口井，从现场施工来看，油基钻井液表现为以下优势：

1）油基钻井液性能稳定，井眼清洁。油基钻井液流型稳定，动切力较高，施工期间无增稠现象，HTHP失水低，泥饼薄质量好，乳化稳定性好，解决了水基施工流型难以控制的难题。岩屑能够及时返出井口，井眼清洁，起下钻更顺畅，划眼、阻卡现象明显减少。

2）油基钻井液抑制性强，井壁稳定性好。在二开、四开中的难点地层，表现出了良好的抑制性，C-300cont井地层的油基岩屑清水浸泡5 min之后呈高度水化分散状态，如图 1所示。实际油基岩屑规则，有清晰的切削面，岩屑粒径最大能达到 3 cm×1 cm×0.3 cm，如图2所示。

图1 清水侵泡后的泥页岩岩屑

4口井实钻显示，施工期间无井壁失稳发生，起下钻顺畅，电测、下套管一次性到底。除C-300cont因出砂出沥青侧钻外，基本实现了一个眼完钻。

油基钻井液润滑性好，摩阻大、扭矩大等定向难题基本解决，同时基本解决了长裸眼段定向困难、拖压、扭矩大无法定向的问题。

图2 油基岩屑

4 结论及建议

1）大位移井地质情况复杂，难点为二开、三开、四开，泥页岩水化活性强，水基钻井液施工存在抑制性、井眼净化、摩阻扭矩控制难题。

2）长城钻井液公司形成了针对大位移井的油基钻井液体系，室内实验数据显示，该体系稳定，抗污染能力强，泥页岩抑制性强，润滑性能好，满足甲方及古巴工程地质需求。

3）油基钻井液实钻显示，有效解决了二开、三开等复杂地层的抑制性、井眼净化以及摩阻扭矩控制难题。

4）大位移井地质压力错综复杂，多个井段存在密度窗口窄、喷漏同层、出砂出油出沥青等问题，需要从封堵材料、密度调整入手，提高井壁承压能力，降低事故率。

［1］蔡利山，林永学，王文立.大位移井钻井液技术综述[J]. 钻井液与完井液，2010，27（3）：11-12.

［2］叶红超，李帅岐，彭超，等. 大位移井钻井技术难点及对策分析[J]. 应用化工，2014，43（增）：258-260.

［3］李成有. 古巴油气井钻井过程中常见问题及处理方案[J]. 石油钻采工艺，2008，30（4）：108-109．

［4］胡祖光. 古巴Guanabo区块大位移水平井复杂情况分析[J]. 化工管理，2017（ 9）：211

［5］杨金荣，贾建文，穆西伟，等. 古巴GBO-103大位移井钻井液技术[J]. 钻井液与完井液，2011，28（6）：36-36.

Application of Oil-based Drilling Fluid Technology in High Extended Reach Wells

（International Drilling Company, GWDC, Beijing 100101, China）

The offshore is rich in oil and gas resources, and highdeviation and extended-reach wells are usually used for development. Geological data show that the stratum geology is complex, the shale has strong hydration and dispersion, and the well wall stability is poor. Reaming, collapse, sticking, shrinkage happened commonly in WBM drilling at the second,third, fourth open. Difficult problems exist, such as inhibition property, wellbore cleaning, drag and torque control, and so on. GreatWall Drilling Fluid Company has developed oil base drilling fluid system which has own independent intellectual property right. Laboratory tests show that the system is stable, and has strong anti-pollution apability,inhibition property to mud and shale, and excellent lubricating property than WBM. Judging from the 4 wells constructed on site, the inhibitory problems of complex formations, wellbore cleaning problems and friction torque control problems have been effectively solved, the accident rate has been significantly reduced, and the construction efficiency has been improved..

Stable performance; Extended reach; Oil base drilling fluid

TE254

A

1004-0935（2021）06-0882-03

2020-12-28

李涛（1972-），男，重庆市人，助理工程师， 2012年毕业于西安石油大学石油工程专业，研究方向：石油钻井。