超深阶梯式水平井钻井液技术.pdf

石油天然气学报（江汉石油学院学报）2006年10月第28卷第5期
·104·JournalofOilandGasTechnology（J.JPI）Oct.2006VOI.28NO.5

超深阶梯式水平井钻井液技术

李再钧（塔里木油田分公司开发事业部，新疆库尔勒841000）
任风君（塔里木油田分公司第一勘探公司，新疆库尔勒841000）
马光阳（长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

［摘要］东河1-H3井是塔里木油田的一口超深双台阶水平井，设计斜深6325.53m、垂深5739.63m。由于
井深，钻遇地层复杂，给钻井液施工带来了极大困难。针对地层存在纵横交错的微裂隙，钻井液中的自
由水易进入地层，造成泥页岩整体强度变差以及石炭系地层中夹有石膏层，易对钻井液造成污染的问题，
采取了有针对性的一开、二开及三开钻井液技术措施，重点是提高钻井液的防塌性和润滑性。通过有效
的技术措施，顺利完成了定向钻井的施工，钻井液性能良好，各项技术指标优良。
［关键词］超深阶梯式水平井；钻井液；防塌；润滑
［中图分类号］TE254［文献标识码］A［文章编号］10009752（2006）05010403

东河塘油田是1990年投入开发的一个老油田，目前已进入油田开发中后期，油藏埋藏深（垂深
5700m以上），井温高（140C）。东河1-H3井位于库车县东河塘乡西南7km处，是塔里木盆地塔北隆
起东河塘断裂带东河1背斜构造上的一口超深双台阶水平井，设计斜深6325.53m、垂深5739.63m，在
陆地上已完成的阶梯式水平井中属世界级钻井难题。由于井深，钻遇地层复杂，实施深井定向钻进等，
给钻井液施工带来了极大困难，对钻井液护壁、固壁和润滑等技术要求高。施工中，针对其工程地质特
点及钻井液技术难点，采取了有针对性的钻井液技术措施，重点是提高钻井液的防塌性、护壁性和润滑
性，确保井眼稳定和润滑性良好，为安全、优质、快速钻进提供钻井液技术保障。通过有效的强化钻井
液施工技术措施，顺利完成了该井定向钻井的施工，满足了钻进、下套管、固井、测井以及地质录井的
需要，钻井液性能良好，各项技术指标优良。

1钻井液技术难点

地层存在纵横交错的微裂隙，钻井液中自由水易进入地层，造成泥页岩整体强度变差。地层分散性
粘土矿物和膨胀性矿物含量较高，而且水化膨胀能力和分散性都较强，一旦钻井液中的自由水沿微裂隙
进入泥页岩中，泥页岩的膨胀和分散就不可避免，因此粘土矿物的水敏性是引起井眼失稳的主要原
因［1］。
石炭系地层中夹有石膏层，易对钻井液造成污染。钻井施工周期长，钻井液对裸眼段浸泡时间长，
容易造成井壁垮塌，同时对油气层的损害相对增加。因此为满足不同地层、不同岩性井段及各种钻井作
业对钻井液性能的要求，必须从以下几方面优化钻井液体系配方和参数：有良好的流变性和井眼净化能
力，防止岩屑床形成；有良好的高温稳定性、失水造壁性、防塌性能和润滑防卡能力；有强抑制性和良
好的抗污染能力；有利于保护油气层，减少油气层损害［2］。

2钻井液维护处理措施

2.1一开钻井液
采用土般土正电胶聚合物体系。表层开钻前用淡水配预水化土般土浆200m3，然后用大分子80A51与小
分子K-HPAN配成胶液维护补充泥浆，配胶液350m3，配方为：0.14%烧碱+0.17%纯碱+0.49%80A51

［收稿日期］20060925
［作者简介］李再钧（1969），男，1992年大学毕业，硕士，工程师，现从事钻井泥浆技术管理与研究工作。

书
第28卷第5期李再钧等：超深阶梯式水平井钻井液技术·l05·

+0.3%MMH+0.63%KPAN。用固控设备及时清除钻进中有害固相。表l为钻井液的各项性能。

表1一开钻井液性能

密度漏斗粘度塑性粘度屈服值表观粘度切力API失水泥饼厚度含砂量固相含量
pH值
/g·cm-3/S/mPa·S/Pa/mPa·S/Pa/mI/mm/%/%
l.l365l99284/l250.50.28l0

2.2二开钻井液
二开使用优质聚合物体系［3，4］。在上部井段，使用低密度、低固相、强包被抑制的聚合物体系，重
点满足钻井液的强包被抑制和悬浮携带能力，加足量大分子聚合物包被剂80A5l，配合小分子KPAN和
部分清洁剂RH-4，以及小阳离子CSW-l抑制剂，防止泥包钻头。进入第三系4l00m后，地层中出现膏
岩，Ca2+污染比较严重，而且井段长、粘切高、失水大，钻井液性能很难稳定。现场在原聚合物的基础
上加入高温降失水剂SMP-l进行护胶，将pH值提至l0以上。随着井深的增加，地层岩性由软泥岩变
为硬脆性泥岩，容易发生垮塌，泥浆中及时加入乳化沥青和聚合醇，起到了更好的防塌润滑效能，配合
SP-80乳化剂，顺利钻完二开进尺，下入9!"in套管。该井