快速钻进钻井液试验现场应用

  神平316井.

 

  神平316井概况.

 

  神平316井是吐哈盆地神泉区块第三系构造上的一口水平生产井。该井导眼钻至井深1875 m,回填至井深1560 m,在井深1590 m定向造斜,水平钻进至井深2240 m完钻。因为是首次现场应用,为了保证钻井施工安全,所以选择在较浅井段进行试验。N1t地层以泥岩为主,容易引起钻头泥包,因此选定在该地层1350~1600 m井段进行现场试验。

 

  试验过程.

 

  神平316井使用<216GP535S钻头钻至井深1350 m(该井深以下地层岩性为棕红色泥岩夹棕红色石膏质泥岩),使用钻井液密度为1.19 g/cm3,黏度为46 s,滤失量为5.0 mL,切力为1/3 Pa/Pa,动切力为6 Pa,塑性黏度为18 mPa#s,开始在钻井液中加入KSZJ。首次按1个循环周加入0.8 t循环,循环后钻井液流变性基本不变。钻至井深1400 m,从振动筛返出砂子较多,钻屑颗粒规整均匀,钻屑半径变大,钻速加快。到井深1460 m补加0. 2 tKSZJ。

 

  效果评价.

 

  1)试验前后机械钻速对比。对比转化前后100m平均机械钻速,结果如表8所示。从表8可以看出,在各钻井参数基本相同的情况下,转化为快速钻进钻井液后,平均机械钻速提高了31.13%。

 

  条件井段m地层钻头钻压kN排量L/s平均钻速m/h试验前1300~1400 N1t GP535S 60 33 34.40试验后1400~1500 N1t GP535S 60 33 45.112)试验前后钻井液性能对比。试验前后钻井液性能对比情况见表9。从表9可以看出,转化为快速钻进钻井液后,钻井液常规性能基本保持不变,但润滑性明显改善,钻井液中小于1Lm颗粒含量减少。从振动筛返出砂子较多,返出钻屑颗粒规整均匀,半径变大,说明快速钻进钻井液能有效弱化钻屑鳞片间的键能,限制钻屑的长度,从而得到理想的破碎尺寸。

 

  连23井概况.

 

  连23井是位于吐哈盆地台北凹陷连木沁构造带连西2号构造的一口预探井。该井J3q地层及其下部地层岩性为灰紫色泥岩夹灰色细砾岩,在钻进过程中易坍塌掉块。鉴于KSZJ在提高钻速的同时,能提高钻井液的抑制性、防塌性和润滑性,决定在钻至J3q地层后加入快钻剂,实现提高钻速和防止井壁坍塌的双重目的。

 

  试验过程.

 

  连23井用<311.1 mm B1935钻头钻至井深2490 m(从井深2350 m进入J3q地层),使用钻井液密度为1.20 g/cm3,黏度为54 s,滤失量为6.2 mL,切力为2/4 Pa/Pa,动切力为8 Pa,塑性黏度为11mPa#s。开始按1个循环周加入1.5 t KSZJ,至井深2495 m加完后接单根困难,同时从振动筛上返出的细砂子较多。分析其原因如下:?加入快钻剂后改变了钻屑黏附在泥饼上的黏附系数,导致泥饼上的细砂子脱落,砂子沉积;?快钻剂降低了钻头的摩擦系数,清洗了钻头,导致钻头处的钻屑向上推移,接单根停泵时钻屑下落,导致接单根困难。

 

  经过分析,决定提高钻井液的携带性能,钻至井深2600 m处开始加入1.5 t KSZJ,使KSZJ的含量达到1.0%。加入后钻井液流变性基本不变,从振动筛返出的钻屑颗粒规整均匀,半径变大,钻速加快,接单根正常,同时从振动筛上返出一些虚泥饼,短程起下钻通畅。

 

  效果评价.

 

  从机械钻速、钻井液性能、钻屑变化情况来进行评价,结果如表10、表11所示。从表10可以看出,井深2470 m处钻井液密度从1.19 g/cm3提高到1.20 g/cm3,到井深2510~2530 m处提高到1.25g/cm3;井深2670 m处提高密度至1.28 g/cm3;在密度、岩性不变的情况下,加入快钻剂后机械钻速均有所提高。

 

  加入快钻剂后,钻井液黏度基本不变,滤失量略微下降,泥饼黏滞系数和极压润滑系数都有所下降;钻井液中小颗粒含量变小,说明该快钻剂能够有效抑制黏土水化分散,减少钻井液中的亚微米颗粒含量。