快速鉆進(jìn)鉆井液試驗現場(chǎng)應用

  神平316井.

 

  神平316井概況.

 

  神平316井是吐哈盆地神泉區塊第三系構造上的一口水平生產(chǎn)井。該井導眼鉆至井深1875 m,回填至井深1560 m,在井深1590 m定向造斜,水平鉆進(jìn)至井深2240 m完鉆。因為是首次現場(chǎng)應用,為了保證鉆井施工安全,所以選擇在較淺井段進(jìn)行試驗。N1t地層以泥巖為主,容易引起鉆頭泥包,因此選定在該地層1350~1600 m井段進(jìn)行現場(chǎng)試驗。

 

  試驗過(guò)程.

 

  神平316井使用<216GP535S鉆頭鉆至井深1350 m(該井深以下地層巖性為棕紅色泥巖夾棕紅色石膏質(zhì)泥巖),使用鉆井液密度為1.19 g/cm3,黏度為46 s,濾失量為5.0 mL,切力為1/3 Pa/Pa,動(dòng)切力為6 Pa,塑性黏度為18 mPa#s,開(kāi)始在鉆井液中加入KSZJ。首次按1個(gè)循環(huán)周加入0.8 t循環(huán),循環(huán)后鉆井液流變性基本不變。鉆至井深1400 m,從振動(dòng)篩返出砂子較多,鉆屑顆粒規整均勻,鉆屑半徑變大,鉆速加快。到井深1460 m補加0. 2 tKSZJ。

 

  效果評價(jià).

 

  1)試驗前后機械鉆速對比。對比轉化前后100m平均機械鉆速,結果如表8所示。從表8可以看出,在各鉆井參數基本相同的情況下,轉化為快速鉆進(jìn)鉆井液后,平均機械鉆速提高了31.13%。

 

  條件井段m地層鉆頭鉆壓kN排量L/s平均鉆速m/h試驗前1300~1400 N1t GP535S 60 33 34.40試驗后1400~1500 N1t GP535S 60 33 45.112)試驗前后鉆井液性能對比。試驗前后鉆井液性能對比情況見(jiàn)表9。從表9可以看出,轉化為快速鉆進(jìn)鉆井液后,鉆井液常規性能基本保持不變,但潤滑性明顯改善,鉆井液中小于1Lm顆粒含量減少。從振動(dòng)篩返出砂子較多,返出鉆屑顆粒規整均勻,半徑變大,說(shuō)明快速鉆進(jìn)鉆井液能有效弱化鉆屑鱗片間的鍵能,限制鉆屑的長(cháng)度,從而得到理想的破碎尺寸。

 

  連23井概況.

 

  連23井是位于吐哈盆地臺北凹陷連木沁構造帶連西2號構造的一口預探井。該井J3q地層及其下部地層巖性為灰紫色泥巖夾灰色細礫巖,在鉆進(jìn)過(guò)程中易坍塌掉塊。鑒于KSZJ在提高鉆速的同時(shí),能提高鉆井液的抑制性、防塌性和潤滑性,決定在鉆至J3q地層后加入快鉆劑,實(shí)現提高鉆速和防止井壁坍塌的雙重目的。

 

  試驗過(guò)程.

 

  連23井用<311.1 mm B1935鉆頭鉆至井深2490 m(從井深2350 m進(jìn)入J3q地層),使用鉆井液密度為1.20 g/cm3,黏度為54 s,濾失量為6.2 mL,切力為2/4 Pa/Pa,動(dòng)切力為8 Pa,塑性黏度為11mPa#s。開(kāi)始按1個(gè)循環(huán)周加入1.5 t KSZJ,至井深2495 m加完后接單根困難,同時(shí)從振動(dòng)篩上返出的細砂子較多。分析其原因如下:?加入快鉆劑后改變了鉆屑黏附在泥餅上的黏附系數,導致泥餅上的細砂子脫落,砂子沉積;?快鉆劑降低了鉆頭的摩擦系數,清洗了鉆頭,導致鉆頭處的鉆屑向上推移,接單根停泵時(shí)鉆屑下落,導致接單根困難。

 

  經(jīng)過(guò)分析,決定提高鉆井液的攜帶性能,鉆至井深2600 m處開(kāi)始加入1.5 t KSZJ,使KSZJ的含量達到1.0%。加入后鉆井液流變性基本不變,從振動(dòng)篩返出的鉆屑顆粒規整均勻,半徑變大,鉆速加快,接單根正常,同時(shí)從振動(dòng)篩上返出一些虛泥餅,短程起下鉆通暢。

 

  效果評價(jià).

 

  從機械鉆速、鉆井液性能、鉆屑變化情況來(lái)進(jìn)行評價(jià),結果如表10、表11所示。從表10可以看出,井深2470 m處鉆井液密度從1.19 g/cm3提高到1.20 g/cm3,到井深2510~2530 m處提高到1.25g/cm3;井深2670 m處提高密度至1.28 g/cm3;在密度、巖性不變的情況下,加入快鉆劑后機械鉆速均有所提高。

 

  加入快鉆劑后,鉆井液黏度基本不變,濾失量略微下降,泥餅黏滯系數和極壓潤滑系數都有所下降;鉆井液中小顆粒含量變小,說(shuō)明該快鉆劑能夠有效抑制黏土水化分散,減少鉆井液中的亞微米顆粒含量。