一種穿石膏層的鉆井方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穿石膏層的鉆井方法，包括更改鉆井液體系為硅基防塌鉆井液；添加包被劑控制硅基防塌鉆井液的坂土含量；封隔循環(huán)罐鉆井液；添加質(zhì)量濃度為2?3％的六偏磷酸鈉膠液，鉆石膏層，添加硅氟高溫降粘劑SF260控制鉆井液馬氏漏斗粘度；鉆完石膏層后，添加六偏磷酸鈉膠液、硅氟高溫降粘劑SF260、降失水劑LV?PAC和磺化瀝青控制鉆井液性能，保障后續(xù)井下施工安全，該方法在鉆遇石膏層時(shí)，做到了鉆遇石膏層鉆井液不排放、零污染、鉆井液性能變化小，大大縮短了鉆井周期，提升了鉆井液及鉆井的綜合效益。
【專利說明】
一種穿石膏層的鉆井方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種穿石膏層的鉆井方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]大港油田南部區(qū)塊位于南大港斷裂構(gòu)造帶，在沉積歷史期經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)， 產(chǎn)生了許多斷裂，地質(zhì)情況復(fù)雜，石膏層多分布在棗園、自來屯、王官屯、小集、舍女寺等地區(qū)，各區(qū)塊石膏層多位于孔一段棗〇組上部，棗〇段，石膏層厚約80?170m，呈灰白色、質(zhì)純， 多呈粉狀，纖維狀、部分微含泥質(zhì)呈灰色，巖心見粗，多數(shù)膏巖無晶形，致密塊狀，巖肩呈豆?fàn)?、片狀。該層位以石膏沉積為主，內(nèi)夾灰色，深灰色泥巖，偶夾玄武巖和泥質(zhì)粉細(xì)砂巖。鉆遇石膏層位主要采用硅基鉆井液體系，但石膏層常會(huì)污染泥漿，導(dǎo)致粘度上升、初切力上升、失水增大，致使井壁坍塌、縮徑、卡鉆等井下復(fù)雜情況發(fā)生。傳統(tǒng)做法是首先通過大量排放受石膏污染的高粘度、高失水泥漿，補(bǔ)充新鉆井液替換受污染鉆井液;其次，受石膏污染較低的鉆井液使用純堿去除鉆井液中的鈣離子污染，使用稀釋劑降低鉆井液的粘度。但加入過量純堿后導(dǎo)致鉆井液碳酸氫根增多，又增加了新的污染，導(dǎo)致鉆井液粘度上升、失水上升，又回歸到排放污染鉆井液的形式進(jìn)行處理，大大增加了人力、物力及財(cái)力。此外，稀釋劑雖然能有效降低鉆井液的粘度，但稀釋劑中含有重金屬離子，不符合已經(jīng)實(shí)施的《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》。因此，亟需一種鉆遇石膏層的環(huán)保工藝方法，能在鉆遇石膏層時(shí)鉆井液不排放、零污染、鉆井液性能變化小。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種穿石膏層的鉆井方法，在原有的硅基鉆井液基礎(chǔ)上，通過工藝方法的改進(jìn)，在鉆遇石膏層時(shí)，真正做到了鉆遇石膏層鉆井液不排放、零污染、鉆井液性能變化小，大大縮短了鉆井周期，提升了鉆井液及鉆井的綜合效益。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種穿石膏層的鉆井方法，包括如下步驟:
[0006](1)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層前200m，更改鉆井液體系為硅基防塌鉆井液:膨潤(rùn)土+0.1-0.2 %包被劑+1-2 %硅穩(wěn)定劑+1-2 %液體硅稀釋劑+1-2 %降失水劑LV-PAC+1-2 % 防塌劑磺化瀝青+1-2 %潤(rùn)滑劑；
[0007](2)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層前50-100m，添加包被劑控制硅基防塌鉆井液的坂土含量小于70mg/L;
[0008](3)封隔循環(huán)罐鉆井液，控制井筒及地面循環(huán)罐鉆井液到最少量，只要可以滿足循環(huán)鉆進(jìn)即可；
[0009](4)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層10-50m前，添加質(zhì)量體積濃度為2-3%的六偏磷酸鈉膠液，以4_6m3/h的流速持續(xù)跟入，直至鉆穿石膏層;石膏層較厚或較純時(shí)，添加質(zhì)量體積濃度為3-4%的六偏磷酸鈉膠液，當(dāng)鉆井液粘度上漲過快達(dá)到60s以上，加入質(zhì)量濃度為 0.5-1 %的硅氟高溫降粘劑SF260溶液，降低鉆井液粘度到40-50s;
[0010](5)穿完石膏層，刮拉石膏層段井壁，測(cè)定Ca2+濃度，若高于300mg/L，添加六偏磷酸鈉膠液控制Ca2+濃度低于300mg/L，將步驟(3)中循環(huán)罐隔離出未受石膏污染的鉆井液混入循環(huán)系統(tǒng)，測(cè)定馬氏漏斗粘度，高于50s時(shí)，添加硅氟高溫降粘劑SF260控制鉆井液馬氏漏斗粘度低于50s，使用濃度1-2%的降失水劑LV-PAC、l-2%防塌劑磺化瀝青改善泥餅質(zhì)量，保障后續(xù)井下施工安全。[〇〇11]該方法盡量避免在鉆石膏層期間起鉆換馬達(dá)或鉆頭，如遇特殊情況必須起鉆，那么在起鉆前盡量多循環(huán)，并加入六偏磷酸鈉膠液除鈣離子降粘調(diào)整好流型，然后方可起鉆， 石膏層井段盡量不提高鉆井液密度，鉆完石膏層后及時(shí)提高鉆井液密度，防止垮塌，并要求鉆井隊(duì)進(jìn)行短起下作業(yè)，刮拉井壁。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所采用的穿石膏層鉆井方法具有鉆井過程中鉆井液性能可控，保證鉆井施工，解決了使用碳酸氫鈉及稀釋劑鉆遇石膏層所遇到的鉆井液性能不易控制導(dǎo)致的鉆井液污染排放及井下縮徑、卡鉆等復(fù)雜問題，取得了良好的效果，穿石膏層后鉆井液性能穩(wěn)定，不排放、零污染，可繼續(xù)服務(wù)后續(xù)鉆井施工?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇13]以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014] 實(shí)施例一:[〇〇15]某某井位于小集油田官某斷塊，地質(zhì)設(shè)計(jì)2832m進(jìn)入石膏層，采用如下方法穿石膏層:
[0016](1)鉆進(jìn)2700m時(shí)將聚合物泥漿體系改型為硅基防塌鉆井液，鉆井液配方:上部井漿+0.1 %包被劑+2 %硅穩(wěn)定劑+2 %液體硅稀釋劑+1.5 %降失水劑LV-PAC+2 %防塌劑磺化瀝青+1 %潤(rùn)滑劑；
[0017](2)鉆進(jìn)至2750m時(shí)，添加包被劑，鉆井液坂土含量55mg/L，鉆井液性能:密度 1 ? 24g/cm3，馬氏漏斗粘度48s，中壓失水5ml，pH值9 ? 5，初切力為3Pa;
[0018](3)封隔出循環(huán)罐鉆井液80m3,井筒內(nèi)鉆井液體積約100m3,地面循環(huán)鉆井液100m3;[〇〇19](4)鉆進(jìn)至2800m時(shí)，添加質(zhì)量體積濃度為2%的六偏磷酸鈉膠液，按照5m3/h流速持續(xù)加入，直至鉆穿150m厚石膏層；
[0020](5)鉆穿石膏層后，通過短起下10柱刮拉井壁，檢測(cè)Ca2+濃度240mg/L，小于300mg/L，無需添加六偏磷酸鈉膠液，鉆井液性能密度1.24g/cm3,馬氏漏斗粘度56s，中壓失水 5.2ml，pH值9.5,初切力為3Pa。將步驟3中循環(huán)罐隔離出未受石膏污染的80方鉆井液混入循環(huán)系統(tǒng)，混合均勻后鉆井液性能:密度1.24g/cm3，馬氏漏斗粘度54s，中壓失水5.lml，pH值 9.5，初切力為3Pa。鉆井液粘度略高，跟入7m3濃度為1 %硅氟高溫降粘劑SF260降低鉆井液粘度到50s，加入降失水劑LV-PAC和防塌劑磺化瀝青改善泥餅質(zhì)量，控制鉆井液性能:密度 1 ? 24g/cm3，馬氏漏斗粘度50s，中壓失水4 ? 8ml，pH值9 ? 5，初切力為3Pa。[0021 ]本井順利鉆穿石霄層，未排放鉆井液，鉆井液性能保持穩(wěn)定，后續(xù)鉆井施工順利。 實(shí)施例二:[〇〇22]某某井位于官屯油田孔東斷層下降盤官某斷塊，地質(zhì)設(shè)計(jì)2752m進(jìn)入石膏層，采用如下方法鉆穿石膏層:[〇〇23](1)鉆進(jìn)2550m時(shí)將聚合物鉆井液體系改型為硅基防塌鉆井液，鉆井液配方:1-2%坂土+0.2 %包被劑+2 %硅穩(wěn)定劑+1 %液體硅稀釋劑+2 %降失水劑PAC-LV+1 %防塌劑磺化瀝青+1-2 %潤(rùn)滑劑；[〇〇24](2)鉆進(jìn)至2650m時(shí)加入包被劑，鉆井液坂土含量60mg/L，鉆井液性能:密度1.25g/cm3，馬氏漏斗粘度50s，中壓失水5ml，pH值9 ? 5，初切力為2Pa。[〇〇25](3)封隔出循環(huán)罐鉆井液60m3,井筒內(nèi)鉆井液體積110m3,地面循環(huán)鉆井液80m3。[〇〇26](4)鉆進(jìn)至2750m時(shí)，使用7m3配藥罐配制六偏磷酸鈉膠液，加量140kg，通過配藥罐及時(shí)跟入六偏磷酸鈉膠液，按照4m3/h持續(xù)跟入，直至鉆穿104m厚石膏層至2856m。[〇〇27](5)穿完石膏層，通過短起下10柱刮拉井壁，檢測(cè)Ca2+濃度440mg/L，大于300mg/L，根據(jù)小型試驗(yàn)及鉆井液處理量確定六偏磷酸鈉加量為140kg，使用7m3配藥罐加入140kg六偏磷酸鈉配制成膠液，循環(huán)期間均勻混入，然后再次檢測(cè)Ca2+濃度240mg/L，Ca2+小于300mg/ L，處理完畢;將步驟(3)中循環(huán)罐隔離出未受石膏污染的60m3鉆井液混入循環(huán)系統(tǒng)，混合均勻后鉆井液性能:密度1.25g/cm3，馬氏漏斗粘度50s，中壓失水5.2ml，pH值9.5，初切力為 2 P a，添加降失水劑L V - P A C和防塌劑磺化瀝青改善泥餅質(zhì)量，處理后鉆井液性能:密度 1 ? 25g/cm3，馬氏漏斗粘度50s，中壓失水4 ? 6ml，pH值9 ? 5，初切力為2Pa。
[0028]本井順利鉆穿石霄層，未排放鉆井液，鉆井液性能保持穩(wěn)定，后續(xù)鉆井施工順利。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種穿石膏層的鉆井方法，包括如下步驟:(1)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層前200m，更改鉆井液體系為硅基防塌鉆井液；(2)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層前50-100m，添加包被劑控制硅基防塌鉆井液的坂土含 量小于70mg/L;(3)封隔循環(huán)罐鉆井液，控制井筒及地面循環(huán)罐鉆井液到最少量，只要可以滿足循環(huán)鉆 進(jìn)即可；(4)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，進(jìn)入石膏層10-50m前，添加質(zhì)量體積濃度為2-3%的六偏磷酸鈉膠 液，并持續(xù)跟入，直至鉆穿石膏層;石膏層較厚或較純時(shí)，添加體積濃度為3-4%的六偏磷酸 鈉膠液，當(dāng)鉆井液粘度上漲過快達(dá)到50s以上，加入質(zhì)量濃度為0.5-1 %的硅氟高溫降粘劑 SF260溶液，降低鉆井液粘度到40-50s;(5)穿完石膏層，刮拉石膏層段井壁，測(cè)定Ca2+濃度，若高于300mg/L，添加六偏磷酸鈉膠 液控制Ca2+濃度低于300mg/L，將步驟(3)中循環(huán)罐隔離出未受石膏污染的鉆井液混入循環(huán) 系統(tǒng)，測(cè)定馬氏漏斗粘度，高于50s時(shí)，添加硅氟高溫降粘劑SF260控制鉆井液馬氏漏斗粘度 低于50s，添加降失水劑LV-PAC和防塌劑磺化瀝青改善泥餅質(zhì)量，保障后續(xù)井下施工安全。2.如權(quán)利要求1所述的鉆井方法，所述步驟(1)中硅基防塌鉆井液配方為:膨潤(rùn)土+0.1-0.2 %包被劑+1-2 %硅穩(wěn)定劑+1-2 %液體硅稀釋劑+1-2 %降失水劑LV-PAC+1-2 %防塌劑磺 化瀝青+1-2 %潤(rùn)滑劑。3.如權(quán)利要求1所述的鉆井方法，所述步驟(4)中六偏磷酸鈉的流速為4-6m3/h。
【文檔編號(hào)】C09K8/24GK106014200SQ201610343624
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】鞏興廣, 黃達(dá)全, 楊俊良, 陳庭貴, 何勝, 崔華, 梁成祥
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司