深井抗高温钻井液技术研究.docx

深井抗高温钻井液技术研究摘要：以某深井作业工程为例在对钻井液的性能控制技术进行分析的基础上以抗高温钻井液的现场施工应用为例探讨了抗高温钻井液在深井作业中的应用。关键词：深井抗高温钻井液石油钻井一、深井工程概况该井为西北某地区部署的一口盐下超深勘探井完钻后井深为6350m钻井周期是235.45d。在钻井过程中该井采用了复合物钻井液、聚磺防塌和欠饱和盐水钻井液。工程情况如表1所示。表1钻井工程概况二、钻井液的性能控制1、流变性能因为受到限制环空间隙较小容易造成砂桥卡钻的问题。所以当出现掉块问题时应该立即将钻屑携带出减少由于钻屑堆积造成的间隙堵塞问题所以通常要求钻井液具有很好的钻屑携带能力。另外要保证钻井液具有足够的流动性保证期满足润滑方面的性能需求。（1）将黏土、水与MMH相互作用形成一个相对稳定的MMH一水一黏土复合体。该复合体具有“固一液”两重性：即其处于流动状态时能表现出流体的特点而当期静止时则表现出固体的特性属于一种弹性体。当MMH的混合含量增加时整个混合体系的动切力上升速度增加而其塑性黏度只是稍许增加使得复合体具有良好的动塑比。另外该复合体在剪切速率较低的情况下拥有良好的携砂能力、净化能力以及悬砂性能；在高速剪切速度下其黏度相对较低有利于钻井速度的迅速提高。同时还具有同时还具有对井眼的冲蚀破坏低、抑制能力强、耐高温和较强抗污能力的特点。（2）为了能够调节钻井液的流动性能可以充分发挥SMT等碱液的调节作用以保证钻井液具有良好的流动性提高钻井过程中的封堵与造壁功能。同时因为该井井深较大通过在钻井液中加入适量的红矾可以起到提高钻井液抗高温的能力能达到减缓钻井液老化提高钻井液流动性的目的。2、油层保护性能可以采用相关的保护油层技术例如可以采用“理想充填理论”一d90规则。该理论的核心内容在于：为了保护存储层的钻井液可以根据孔喉与暂堵颗粒之间的间隙确定形成一个合理的粒径序列分布情况保证形成的致密虑饼的虑失量最少避免钻井滤液和固相进入到存储层。在实际钻井过程中应该尽量保证暂堵剂颗粒累积体积分数与粒径之间的平方根成正比确保其达到足够理想的充填效果。根据d90施工的经验规则在暂堵剂颗粒处于粒径累计分布曲线的d90值与存储层最大的裂缝宽度或者是最大孔喉尺寸相等时能得到良好的暂堵效果。3、固相控制性能在深井小井眼的施工过程中通常要求足够的低固相以保证钻井液具有足够的流变性和防黏卡性能。因为深井钻具有柔性强的特点在高压下钻具会与井壁之间形成一种“啮合”效果。这时钻具将紧贴在井壁之上一旦其固相含量较高尤其是在虚滤饼存在的过程中将很容易出现黏附卡钻的问题。一旦需要将钻具上提将会使得钻具与井壁之间的瞬间摩擦迅速增加若钻具强度不足将会导致钻具折断的问题。但是密度高、井深大必然会造成固相高的问题。所以在钻井过程中应该充分发挥固控设备的作用同时做好钻井液的净化工作确保钻井液中的膨润土含量较低通常要求低于35g/L这样可以将钻井风险降至最低。三、抗高温钻井液的现场应用以三开上部（3000-5139m）的工程施工为例当钻井至5139m的深度时要进行MDT测试然后在3000～5139m的上部地层进行对应的承压堵漏试验确保其达到对应的密度。1、三开部分钻井液的技术难点首先因为深井的上部段的砂岩具有较好的渗透性能容易出现缩径的问题这时的泥岩将容易出现吸水掉块的问题使得钻进过程中出现卡钻的问题。尤其是侏罗系与石炭系上部的一些硬脆性泥岩很容易出现掉块剥落的问题所以要求深井钻井液同时还具有较强的防塌与抑制能力；其次因为裸眼段较长而且机械钻速快很容易出现造浆、钻屑多以及固相污染严重等问题；再次对钻井液的固相控制柜以及润滑性能的改善难度较大一般要求处理剂的荧光级别低于4级同时具有足够的抗高温性能在达到对应的设计性能指标之后才能进行钻进作业。2、钻井液的技术措施考虑到三开山谷的井段主要是采用聚合物钻井液体系而下部则是采用聚磺体系。因此在钻进作业过程中应该加入足量的KPAM以此来保证钻井液具有足够的抑制能力确保其具有较低的滤失量使得形成的泥饼薄而韧。尤其是对于侏罗系、石炭系底层的泥岩应该严格控制滤失量尽量降低其垮塌量。另外通过加入SMP1对高温高压的滤失量进行控制。为了提高钻井液的润滑性能可以采用加入4%YL-100、1%RH97D的方式达到目的将润滑系数控制在0.10以下。最后为了改善钻井液的颗粒级配性能可以采用加入PB-1、QS-2等方式对颗粒级配比予以改善提高其防漏、堵漏的能力。使得钻井液体系中拥有足够的防塌剂、抗高温处理剂使得钻井液的抗高温