[發(fā)明專利]一種防垮塌鉆井液及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410149980.1
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103965842B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳華;楊勇平;石崇東;王社利;孫志強;劉乃春;賈彥強;劉思遠;王凱;侯博;付紅衛(wèi);吳瑞鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;C09K8/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發(fā)明屬于石油、天然氣勘探開發(fā)過程中的鉆井液技術領域，尤其涉及一種防垮塌鉆井液及其施工方法。

背景技術

蘇里格區(qū)塊地質(zhì)構造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，安定至直羅組埋藏深度約為650-1050米，以棕紅色、灰綠色泥巖為主，延長組埋藏深度約為1300-2100米，以灰綠泥巖為主，棕紅色與灰綠色泥巖的特性為水敏性強，遇水后極易水化分散，油田鉆進遇此類地層容易發(fā)生井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，造成起鉆和下鉆遇阻，下鉆大段劃眼，此現(xiàn)象尤其是在安定組底部、直羅組、延長組底部200-300米表現(xiàn)最為明顯。以蘇里格蘇36區(qū)塊為例：2007年使用清水聚合物在該區(qū)塊完成的20口井中有10口井在安定、直羅及延長底部發(fā)生不同程度的井塌，其中4口井發(fā)生嚴重井塌，導致下鉆大段劃眼、卡鉆等，迫使提前轉(zhuǎn)化鉆井液體系；2008年完成的14口中，有4口井在此層位也同樣發(fā)生井塌，占總井口數(shù)的的28.5%，其中1口井發(fā)生嚴重坍塌，導致大段劃眼，3口井發(fā)生一般井塌，造成小段劃眼及起鉆和下鉆遇阻；安定、直羅以及延長組井塌后使得清水聚合物使用井段較短，被迫提前轉(zhuǎn)化鉆井液體系，導致鉆井施工周期加長。

另外，現(xiàn)有的清水聚合物體系鉆井液成分是聚丙烯酰胺PAM、聚丙烯酸鉀K-PAM和鉆井液用抑制防塌劑ZNP-1，在施工使用過程中存在以下缺點：

(1)在使用大池子鉆進時，如果加大鉆井液含量，一方面使得全井段整體性能發(fā)生變化，特別是鉆進遇延長組上部時，起鉆容易發(fā)生縮徑阻卡，另一方面鉆井液成本也相對增加；

(2)作用單一，由于現(xiàn)有的清水聚合物體系鉆井液中化工品種單一，使得在鉆進過程中，鉆井液對鉆屑僅起包被絮凝作用，而防塌抑制性較低；

(3)使用現(xiàn)有的清水聚合物體系鉆井液，在發(fā)生井塌時，井壁容易形成大肚子及糖葫蘆經(jīng)驗，掉塊很難被帶出，造成起鉆、下鉆及電測遇阻，處理相對困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述不足，提供了一種防垮塌鉆井液，該鉆井液適用于水敏性強，遇水后極易水化分散而易發(fā)生井壁失穩(wěn)的地層，同時具備抑制防塌效果。

本發(fā)明還提供了一種防垮塌鉆井液的施工方法，該施工方法適用于水敏性強，遇水后極易水化分散而易發(fā)生井壁失穩(wěn)的地層，同時具備抑制防塌效果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種防垮塌鉆井液，每立方米該鉆井液的組成為：1-3Kg的聚丙烯酸鉀，1-3Kg的抑制防塌劑，1-3Kg的小陽離子泥頁巖抑制劑，10-30Kg的氯化鉀，1-2Kg的大陽離子抑制劑，余量為清水。

本發(fā)明還提供了一種防垮塌鉆井液的施工方法，該施工方法包括以下步驟：

步驟1)：在地面容器中加入1-3Kg/m³的聚丙烯酸鉀和1-3Kg/m³的抑制防塌劑，加入清水攪拌配置成聚合物體系，聚合物體系在使用前12小時預配好；

步驟2)：在油田鉆進二開階段，進入安定組前50米時，將上述步驟1)中配置好的聚合物體系上罐鉆進，上罐后控制井筒和循環(huán)罐中聚合物體系的總量，一次性向循環(huán)罐中加入1-3Kg/m³的小陽離子泥頁巖抑制劑，10-30Kg/m³的氯化鉀和1-2Kg/m³的大陽離子抑制劑；然后，每鉆進150米再向循環(huán)罐中補充1-3Kg/m³的小陽離子泥頁巖抑制劑和1-2Kg/m³的大陽離子抑制劑一次；鉆進過程中保持鉆井液粘度≥32S，當鉆井液粘度低于32S時，將聚丙烯酸鉀與抑制防塌劑按照質(zhì)量百分比1:1的比例加入到循環(huán)罐中，鉆穿直羅組100米后將鉆井液下罐；

步驟3）：鉆進進入延長組底部300米時，將步驟1)中配置好的聚合物體系再次上罐鉆進，上罐后同樣控制井筒和循環(huán)罐中聚合物體系總量，一次性向循環(huán)罐中加入1-3Kg/m³的小陽離子泥頁巖抑制劑，10-30Kg/m³的氯化鉀和1-2Kg/m³的大陽離子抑制劑；然后，每鉆進150米再向循環(huán)罐中補充1-3Kg/m³的小陽離子泥頁巖抑制劑和1-2Kg/m³的大陽離子抑制劑一次；鉆進過程中保持鉆井液粘度≥32S，當鉆井液粘度低于32S時，將聚丙烯酸鉀與抑制防塌劑按照質(zhì)量百分比1:1的比例加入到循環(huán)罐中，鉆穿延長組50米后將鉆井液下罐；

步驟4）在油田二開階段鉆進過程中，每鉆進50-70米，清理一次循環(huán)罐。

本發(fā)明的有益效果是：