深层页岩气油基钻井液技术研究

深层页岩气油基钻井液技术研究

王权阳

（中石化西南石油工程公司钻井工程研究院 四川德阳 618000）

摘要 本文针对永川页岩气地层复杂，在该地层钻进极易发生井壁失稳导致恶性坍塌的井下复杂情况，特别是在斜井段和水平井钻井施工过程中，易发生坍塌和渗透性漏失等问题，形成了系列适用于永川地区的油基钻井液体系，通过室内体系评价该体系具有较强的抑制封堵、抗污染和防漏堵漏等特性。该体系在永页XHF进行了现场试验，应用效果表明该体系能有效地保持井眼稳定，能满足安全钻井施工的需要。

关键词页岩气；坍塌；漏失；油基钻井液；永页XHF

1永川页岩气钻井技术难点

永川地区属低山、丘陵地貌，沟壑纵横，由于风化剥蚀、冲蚀沉积，地表沉岩性差；龙潭组泥、页岩水敏性强，钻井液中的液相侵入易造成井壁掉、垮，给后续施工增加难度；龙马溪组、大乘寺组主要以页岩、砂质页岩为主，剥蚀掉垮严重。尤其龙马溪组为页岩气井的目的层之一，在大斜度(水平)段井 眼稳定性差，极易出现掉垮及坍塌。 

2油基钻井液体系技术研究及性能评价

2.1技术对策

针对永川页岩气钻井易发生坍塌、漏失等井下复杂问题，拟通过油基钻井液体系解决该区水平井钻井中的可能出现的坍塌漏失技术难题。（1）通过使用油基钻井液，解决水基钻井液过程不可避免的黏土水化作用而造成的井壁失稳。（2）通过强封堵油基钻井液在井壁周围形成超低渗透封堵层，有效封堵节理裂隙，减少滤液浸入。

2.2油基钻井液基本配方优选

通过处理剂优选，得出了主要的处理剂为主乳MOEMUL、辅乳MOCOAT，润湿剂MOWET，提切剂HSV-4，降滤失剂MOTEX等。通过优选得出三开钻井液基本配方为：

配方：80%柴油+2-3%主乳+1-2%辅乳+1-2%润湿剂+2-3%有机土+3%石灰+20%盐水+3-5%降滤失剂+3-5%封堵剂+加重剂。

表1 油基钻井液性能

实验得出，在120-150℃温度条件下，密度1.6g/cm3钻井液体系动切力大于7.5Pa， API失水降低，在0.4ml左右，基本接近0失水，高温高压失水较低，仅3ml，达到了龙马溪组页岩对油基钻井液性能的要求。

3 永页XHF井现场应用

3.1 永页XHF基本情况

永页XHF井是中石化西南油气分公司部署在四川盆地川南低褶带石盘铺向斜一口预探井/直井。该井侧钻造斜点井深3840m，使用Φ215.9mm钻头/油基钻井液施工。完钻井深垂深4116.4m/斜深5796m，最大井斜94.1°/4127.37m，水平段长1466m，全井平均机械钻速3.85m/h，最高钻井液密度1.73g/cm3。

3.2 油基钻井液配制

3.2.1油基新浆配方

根据室内实验，结合现场老浆改造需要，配制油基新浆125m3。油基钻井液基本配方为：：80%柴油+0.8%主乳+1.8%辅乳+0.4%润湿剂+2.5%有机土+3%石灰+20%盐水+4%降滤失剂+1.5%HWFD40+1.0%HWFD-120+重晶石

表11 油基钻井液新浆性能

3.2.2入井钻井液性能

新配浆与改造后老浆按混合后共计钻井液256m3，测试其性能如下：

表13 钻井液性能测试

入井钻井液性能分析：

（1）钻井液性能达到设计要求，满足现场施工需要。

（2）但是混合后钻井液的中的固相依然存在，需要通过固控设备去除。

3.3 维护与处理关键点

主要油基钻井液处理与维护措施为：

（1）提高乳化电稳定性（破乳电压）ES值。通过随钻补充主乳化剂和辅乳化剂，补加量在1.5~2%，确保油基钻井液稳定性，保持电稳定性≥600V。

（2）滤失量控制。滤失量主要是通过使用降滤失剂进行控制，可补充降失水剂的同时，补加0.1~0.2%的辅乳（包含润湿剂），确保钻井液的稳定性。确保API和HTHP滤失量的滤液为全油相，无游离水相，否则乳化体系不稳定，且游离水相可能影响井眼稳定。

（3）随钻补充封堵材料，增强油基钻井液封堵性（包括变形封堵的沥青、树脂类的封堵剂和不同粒径的刚性堵漏材料如超细碳酸钙）。

（4）加重时要配合加入润湿剂，加量配比为1kg润湿剂/1吨加重剂；润湿剂要缓慢加入，帮助加重剂被油润湿。

3.4 现场应用效果分析

（1）本井是该区块首次成功运用柴油基钻井液的水平井。由表14可以得出，油基钻井液各项性能优于设计，三开油基钻井液作业时间46.5天性能稳定，优质的钻井液性能保证了钻进、起下钻、通井、测井、下套管等作业均顺利。

（2）钻井液表现出良好的携砂性能，钻井过程中无岩屑床产生，返砂正常，每次起下钻前充分循环泥浆，振动筛面上再无钻屑，井眼非常清洁。

（4）钻井液具强抑制性能，本开井段施工过程中，无掉块，无垮塌等井壁稳定问题。

（5）钻井液的强封堵特性有效封堵龙马溪组节理裂隙，减少滤液浸入，全井段无漏失发生。

（6）油基老浆利用率高，使用了金页1井、江沙33-19HF油基老浆141 m3；同时回收率高，回收钻井液达315 m3。

（7）本井侧钻时间达8天，钻进过程中多次调整井眼轨迹，优质的钻井液性能满足的井眼轨迹调整要求。

4结论与建议

（1）通过研选得出了针对性的永川页岩气水平井的强封堵油基钻井液体系，室内钻井液体系评价表明，其具有较好的抗污染能力、抗温性、封堵抑制性强等特性。

（2）研选的油基钻井液体系首次在永川区块永页XHF进行了现场应用，优质的钻井液性能保证了钻进、起下钻、通井、测井、下套管等作业顺利。

（3）油基钻井液现场维护固控要求高，高频振动筛、除砂除泥器砂布需达到200目以上。

参考文献

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[2]王中华. 页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则分析[J]. 油气勘探与开发，2012，17(4):43.

[3]聂靖霜,王华平,王富渝. 长宁威远地区页岩气大斜度水平井钻井技术研究[J]. 钻采工艺，2013，36(3):118-120.

作者简介：王权阳（1982.10-），男，湖南武冈人，本科学历。