CN106014200B - 一种穿石膏层的钻井方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿石膏层的钻井方法，包括更改钻井液体系为硅基防塌钻井液；添加包被剂控制硅基防塌钻井液的坂土含量；封隔循环罐钻井液；添加质量浓度为2‑3％的六偏磷酸钠胶液，钻石膏层，添加硅氟高温降粘剂SF260控制钻井液马氏漏斗粘度；钻完石膏层后，添加六偏磷酸钠胶液、硅氟高温降粘剂SF260、降失水剂LV‑PAC和磺化沥青控制钻井液性能，保障后续井下施工安全，该方法在钻遇石膏层时，做到了钻遇石膏层钻井液不排放、零污染、钻井液性能变化小，大大缩短了钻井周期，提升了钻井液及钻井的综合效益。

Description

一种穿石膏层的钻井方法
技术领域
本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种穿石膏层的钻井方法。
背景技术
大港油田南部区块位于南大港断裂构造带，在沉积历史期经历了多次构造运动，产生了许多断裂，地质情况复杂，石膏层多分布在枣园、自来屯、王官屯、小集、舍女寺等地区，各区块石膏层多位于孔一段枣0组上部，枣0段，石膏层厚约80～170m，呈灰白色、质纯，多呈粉状，纤维状、部分微含泥质呈灰色，岩心见粗，多数膏岩无晶形，致密块状，岩屑呈豆状、片状。该层位以石膏沉积为主，内夹灰色，深灰色泥岩，偶夹玄武岩和泥质粉细砂岩。钻遇石膏层位主要采用硅基钻井液体系，但石膏层常会污染泥浆，导致粘度上升、初切力上升、失水增大，致使井壁坍塌、缩径、卡钻等井下复杂情况发生。传统做法是首先通过大量排放受石膏污染的高粘度、高失水泥浆，补充新钻井液替换受污染钻井液；其次，受石膏污染较低的钻井液使用纯碱去除钻井液中的钙离子污染，使用稀释剂降低钻井液的粘度。但加入过量纯碱后导致钻井液碳酸氢根增多，又增加了新的污染，导致钻井液粘度上升、失水上升，又回归到排放污染钻井液的形式进行处理，大大增加了人力、物力及财力。此外，稀释剂虽然能有效降低钻井液的粘度，但稀释剂中含有重金属离子，不符合已经实施的《中华人民共和国环境保护法》。因此，亟需一种钻遇石膏层的环保工艺方法，能在钻遇石膏层时钻井液不排放、零污染、钻井液性能变化小。
发明内容
本发明主要目的是解决上述问题，提供一种穿石膏层的钻井方法，在原有的硅基钻井液基础上，通过工艺方法的改进，在钻遇石膏层时，真正做到了钻遇石膏层钻井液不排放、零污染、钻井液性能变化小，大大缩短了钻井周期，提升了钻井液及钻井的综合效益。
为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种穿石膏层的钻井方法，包括如下步骤：
(1)根据地质设计，进入石膏层前200m，更改钻井液体系为硅基防塌钻井液：膨润土+0.1-0.2％包被剂+1-2％硅稳定剂+1-2％液体硅稀释剂+1-2％降失水剂LV-PAC+1-2％防塌剂磺化沥青+1-2％润滑剂；
(2)根据地质设计，进入石膏层前50-100m，添加包被剂控制硅基防塌钻井液的坂土含量小于70mg/L；
(3)封隔循环罐钻井液，控制井筒及地面循环罐钻井液到最少量，只要可以满足循环钻进即可；
(4)根据地质设计，进入石膏层10-50m前，添加质量体积浓度为2-3％的六偏磷酸钠胶液，以4-6m3/h的流速持续跟入，直至钻穿石膏层；石膏层较厚或较纯时，添加质量体积浓度为3-4％的六偏磷酸钠胶液，当钻井液粘度上涨过快达到60s以上，加入质量浓度为0.5-1％的硅氟高温降粘剂SF260溶液，降低钻井液粘度到40-50s；
(5)穿完石膏层，刮拉石膏层段井壁，测定Ca2+浓度，若高于300mg/L，添加六偏磷酸钠胶液控制Ca2+浓度低于300mg/L，将步骤(3)中循环罐隔离出未受石膏污染的钻井液混入循环系统，测定马氏漏斗粘度，高于50s时，添加硅氟高温降粘剂SF260控制钻井液马氏漏斗粘度低于50s，使用浓度1-2％的降失水剂LV-PAC、1-2％防塌剂磺化沥青改善泥饼质量，保障后续井下施工安全。
该方法尽量避免在钻石膏层期间起钻换马达或钻头，如遇特殊情况必须起钻，那么在起钻前尽量多循环，并加入六偏磷酸钠胶液除钙离子降粘调整好流型，然后方可起钻，石膏层井段尽量不提高钻井液密度，钻完石膏层后及时提高钻井液密度，防止垮塌，并要求钻井队进行短起下作业，刮拉井壁。
本发明的有益效果是：本发明所采用的穿石膏层钻井方法具有钻井过程中钻井液性能可控，保证钻井施工，解决了使用碳酸氢钠及稀释剂钻遇石膏层所遇到的钻井液性能不易控制导致的钻井液污染排放及井下缩径、卡钻等复杂问题，取得了良好的效果，穿石膏层后钻井液性能稳定，不排放、零污染，可继续服务后续钻井施工。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例一：
某某井位于小集油田官某断块，地质设计2832m进入石膏层，采用如下方法穿石膏层：
(1)钻进2700m时将聚合物泥浆体系改型为硅基防塌钻井液，钻井液配方：上部井浆+0.1％包被剂+2％硅稳定剂+2％液体硅稀释剂+1.5％降失水剂LV-PAC+2％防塌剂磺化沥青+1％润滑剂；
(2)钻进至2750m时，添加包被剂，钻井液坂土含量55mg/L，钻井液性能：密度1.24g/cm3，马氏漏斗粘度48s，中压失水5ml，pH值9.5，初切力为3Pa；
(3)封隔出循环罐钻井液80m3，井筒内钻井液体积约100m3，地面循环钻井液100m3；
(4)钻进至2800m时，添加质量体积浓度为2％的六偏磷酸钠胶液，按照5m3/h流速持续加入，直至钻穿150m厚石膏层；
(5)钻穿石膏层后，通过短起下10柱刮拉井壁，检测Ca2+浓度240mg/L，小于300mg/L，无需添加六偏磷酸钠胶液，钻井液性能密度1.24g/cm3，马氏漏斗粘度56s，中压失水5.2ml，pH值9.5，初切力为3Pa。将步骤3中循环罐隔离出未受石膏污染的80方钻井液混入循环系统，混合均匀后钻井液性能：密度1.24g/cm3，马氏漏斗粘度54s，中压失水5.1ml，pH值9.5，初切力为3Pa。钻井液粘度略高，跟入7m3浓度为1％硅氟高温降粘剂SF260降低钻井液粘度到50s，加入降失水剂LV-PAC和防塌剂磺化沥青改善泥饼质量，控制钻井液性能：密度1.24g/cm3，马氏漏斗粘度50s，中压失水4.8ml，pH值9.5，初切力为3Pa。
本井顺利钻穿石膏层，未排放钻井液，钻井液性能保持稳定，后续钻井施工顺利。实施例二：
某某井位于官屯油田孔东断层下降盘官某断块，地质设计2752m进入石膏层，采用如下方法钻穿石膏层：
(1)钻进2550m时将聚合物钻井液体系改型为硅基防塌钻井液，钻井液配方：1-2％坂土+0.2％包被剂+2％硅稳定剂+1％液体硅稀释剂+2％降失水剂PAC-LV+1％防塌剂磺化沥青+1-2％润滑剂；
(2)钻进至2650m时加入包被剂，钻井液坂土含量60mg/L，钻井液性能：密度1.25g/cm3，马氏漏斗粘度50s，中压失水5ml，pH值9.5，初切力为2Pa。
(3)封隔出循环罐钻井液60m3，井筒内钻井液体积110m3，地面循环钻井液80m3。
(4)钻进至2750m时，使用7m3配药罐配制六偏磷酸钠胶液，加量140kg，通过配药罐及时跟入六偏磷酸钠胶液，按照4m3/h持续跟入，直至钻穿104m厚石膏层至2856m。
(5)穿完石膏层，通过短起下10柱刮拉井壁，检测Ca2+浓度440mg/L，大于300mg/L，根据小型试验及钻井液处理量确定六偏磷酸钠加量为140kg，使用7m3配药罐加入140kg六偏磷酸钠配制成胶液，循环期间均匀混入，然后再次检测Ca2+浓度240mg/L，Ca2+小于300mg/L，处理完毕；将步骤(3)中循环罐隔离出未受石膏污染的60m3钻井液混入循环系统，混合均匀后钻井液性能：密度1.25g/cm3，马氏漏斗粘度50s，中压失水5.2ml，pH值9.5，初切力为2Pa，添加降失水剂LV-PAC和防塌剂磺化沥青改善泥饼质量，处理后钻井液性能：密度1.25g/cm3，马氏漏斗粘度50s，中压失水4.6ml，pH值9.5，初切力为2Pa。
本井顺利钻穿石膏层，未排放钻井液，钻井液性能保持稳定，后续钻井施工顺利。

Claims (3)

1.一种穿石膏层的钻井方法，包括如下步骤：
(1)根据地质设计，进入石膏层前200m，更改钻井液体系为硅基防塌钻井液；
(2)根据地质设计，进入石膏层前50‐100m，添加包被剂控制硅基防塌钻井液的坂土含量小于70mg/L；
(3)封隔循环罐钻井液，控制井筒及地面循环罐钻井液到最少量，只要可以满足循环钻进即可；
(4)根据地质设计，进入石膏层前10‐50m，添加质量体积浓度为2‐3％的六偏磷酸钠胶液，并持续跟入，直至钻穿石膏层；石膏层较厚或较纯时，添加体积浓度为3‐4％的六偏磷酸钠胶液，当钻井液粘度上涨过快达到50s以上，加入质量浓度为0.5‐1％的硅氟高温降粘剂SF260溶液，降低钻井液粘度到40‐50s；
(5)穿完石膏层，刮拉石膏层段井壁，测定Ca2+浓度，若高于300mg/L，添加六偏磷酸钠胶液控制Ca2+浓度低于300mg/L，将步骤(3)中循环罐隔离出未受石膏污染的钻井液混入循环系统，测定马氏漏斗粘度，高于50s时，添加硅氟高温降粘剂SF260控制钻井液马氏漏斗粘度低于50s，添加降失水剂LV‐PAC和防塌剂磺化沥青改善泥饼质量，保障后续井下施工安全。
2.如权利要求1所述的钻井方法，所述步骤(1)中硅基防塌钻井液配方为：膨润土+0.1‐0.2％包被剂+1‐2％硅稳定剂+1‐2％液体硅稀释剂+1‐2％降失水剂LV‐PAC+1‐2％防塌剂磺化沥青+1‐2％润滑剂。
3.如权利要求1所述的钻井方法，所述步骤(4)中六偏磷酸钠的流速为4‐6m3/h。
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