韩玉泉 张颋
华东石油工程有限公司江苏钻井公司
摘要：DKT-1井是TPI公司的一口位于泰国呵叻盆地的预探直井。本井使用KCl-聚胺聚合物磺化防塌钻井液体系。临井资料有限，施工难度较大。上部井段钻遇长段盐膏层，多次严重漏失，常规堵漏并注水泥效果较差；中部井段存在大井眼、裸眼段长，携砂困难等问题，并伴有硬质泥岩剥落；进入Nam Phong地层（三叠系）发生垮漏并存现象，安全密度窗口较窄。经调研，制定针对性技术措施，并在施工中得到良好应用，使得钻遇的难题得以解决，顺利完成本井钻探工作。
关键词：KCl-聚胺钻井液；漏失；携砂；垮漏并存；井壁稳定。
1 、钻井液难点提示
（1）临井资料有限，施工难度较大。根据临井资料显示，该区块1000m后有硬脆泥岩，易剥蚀掉落；且古生界地层，可钻性较差。
（2）裸眼段长，大井眼携砂困难。二开12 1/4＂井眼设计井深2520m，到达目的层二叠系顶部。井眼尺寸大，裸眼段长，井眼清洁及携砂困难。
（3）井漏及井涌风险高。二叠系PhaNokKhao组3600m可能钻遇高压气层。碳酸盐岩裂缝型气层安全密度窗口窄，易发生溢流和井漏同存等风险。
（4）可能钻遇H2S气层。呵叻盆地勘探表明，PhaNokKhao组（二叠系）可能含H2S；NamPong1井在3115-3478m井段气层H2S含量高达500ppm；需做好井控预防工作和加重材料的储备。
2、工程简况
本井设计井深为4000m，设计井身结构为：导管井眼660.4mm/50m-导管508mm/50m；一开井眼444.5mm/540m-表层套管339.7mm/540m；二开井眼311.2mm/2520m-技术套管244.5mm/2518m；三开215.9mm/3600m-技术套管177.8mm/3598m；四开155.57mm/4000m-尾管114.3mm/3998m。
3、现场施工情况
3.1 井身结构
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3.2各开次实钻情况
3.2.1导眼井段
开钻前进行水质分析：
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鉴于氯离子含量过高，不利于膨润土水化膨胀，需提前储备淡水除钙后，再使用。
2020年4月30日23:00导管段井眼使用26＂钻头钻进，钻井液为3%膨润土浆，至5月1日9:00导管段井眼完钻，该井段完钻井深58.3m，下导管后采取常规固井，候凝后对井控设备进行试压，试压结果满足设计要求。
3.2.2 一开井段（58.3-517.35m）
2020年5月3日一开17 1/2＂井眼钻进，钻井液中初始KCl质量浓度为10% ，井漏后转化成饱和NaCl钻井液，配方如下：3-4%土浆+0.3%K-PAM+0.2%PAIR +0.5-1%LV-PAC +24-26%NaCl。
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钻进至井深62.2m，钻遇盐膏层砾石层，出现多次失返性漏失，在常规堵漏材料堵漏、水泥堵漏多次未果情况下，使用稻草等长纤维配合高浓度膨润土浆，加上高分子聚合物进行隔水，再用套管送混凝土至漏层架桥，最后再灌注水泥，配合（降低排量和转速等）工程技术措施，并将原KCl钻井液转化成饱和NaCl钻井液，解决了盐膏层砾石层严重漏失的问题，为顺利完成全井施工奠定坚实基础。
2020年5月19日钻至井深517.35m，起钻前打入26m3堵漏浆和2t润滑剂，提高电测和下套管的成功率，最终顺利固井，完成一开井段。
3.2.3二开井段（517.35-2520m）
2020年5月22日二开，使用KCl-聚胺聚合物防塌钻井液体系，配方如下：0.33%K-PAM+0.3%PAIR+1.5%KLG+1.2%LV-PAC+0.75%REDUL+10-15%KCl+1.5%FH-96+
1.5%LYD+1.5%NFA-25+3%土粉+重晶石粉。
钻开水泥塞面时将NaCl钻井液转化成KCl钻井液，质量浓度为10%，后调至15%；钙离子浓度（1693.62mg/L）降至400mg/L以下，API中压失水调至5mL以下。
本井段使用12 1/4＂钻头，裸眼段长2002.65m，大井眼携砂、井眼清洁及长泥页岩的井壁稳定是这一开次的重点工作。施工过程中为保持钻井液良好的悬浮携砂能力，定期补充高稠度预水化膨润土浆扫井，控制钻井液粘度50-65s，密度1.20-1.30 g/cm3。
钻进于1030至1900m间，位于PhraWihan地层（白垩系）多次出现硬质泥岩剥落，并有钻进时扭矩增大，起下钻挂卡现象。针对此现状，加大聚胺和聚丙烯酰胺钾盐用量，提高KCl质量浓度至15%，以增强钻井液体系抑制性。
补充PAC-LV和REDUL降低失水，补充防塌剂NFA-25、KLG、LYD和FH-96以及超细碳酸钙，提高井壁封堵效果，改善泥饼质量；并把钻井液密度调至1.30 g/cm3，提高静液柱压力。控制pH值9-10，使用好四级固控设备，定期放锥形罐。
于2020年6月17日顺利下套管、固井结束。
3.2.4三开井段（2520-3600m）
2020年6月19日使用8 1/2＂钻头三开，钻井液体系为质量浓度10%KCl-聚胺聚合物磺化防塌钻井液，粘度52-62s，密度1.28-1.35g/cm3。配方如下：0.5%K-PAM+0.5%PAIR+1.5%KLG+1.2-1.5%LV-PAC+1%REDUL+10%KCL+2%FH-96+
3%SMP-II+2%SPNH+2%NFA-25+3%土粉+重晶石粉。
在2800m（井温89℃）之前加入SMP-II和SPNH，pH值保持在9.5-10，提高钻井液体系的抗温稳定性。
钻进至2973.84m，位于Nam Phong地层（三叠系）时发生一次部分性漏失，先后两次承压堵漏，堵漏成功。但是三叠系井壁十分不稳定，安全密度窗口较窄，出现垮漏同在的现象。因此增加聚胺用量至0.5%，调整降失水剂REDUL和PAC-LV的用比，补充防塌剂NFA-25、FH-96、KLG，密度降至1.29 g/cm3，，每天补充0.2-0.4t随钻堵漏剂和0.5-1t325目石灰石粉封堵漏失孔道；控制API中压失水＜4.0mL ，HTHP＜10mL；加入1%润滑剂，降低摩阻。电测前，在井底至2800m之间，泵入高稠度封闭浆。
最终于2020年7月16日下完7＂尾管至3598.5m，固井结束，顺利完成本开次。
3.2.5四开井段（3600-4018m）
2020年7月18日使用6 1/8＂钻头四开，钻井液体系为KCl-聚胺聚合物磺化防塌钻井液，KCl的质量浓度降至8%，粘度48-60s，密度1.22-1.28 g/cm3。配方如下：0.2%K-PAM+0.1%PAIR+1%LV-PAC+0.5%REDUL+8%KCL+1%FH-96+2%SMP-II+1%SPNH+
1%NFA-25+2%土粉+重晶石粉。
井底温度116℃，钻进过程中及时补充聚磺材料SMP-II和SPNH以及防塌剂NFA-25、FH-96，pH值保持在9.5-10，控制API中压失水3.0-4.0mL，HTHP小于10mL。本开次前更换200目振动筛布，加强四级固控设备的使用效率。
钻开目的地层岩性多为黑灰色坚硬的玄武岩，和灰黑色、深灰色的中长石及浅灰、灰白色的长石石英岩，以及灰绿色石英岩等，与设计严重不符。钻至井深4018m，根据甲方与项目商讨决定，于2020年8月21日完成填井，本井结束。
4、现场复杂情况
4.1井漏
本井共发生过10次严重漏失，具体情况如下：
（1）第一个漏点：2020年5月3日20:00在62.2m钻遇盐膏层砾石层，出现漏失。此井深发生9次失返性漏失，共漏失泥浆192 m3，清水498 m3。前4次使用常规堵漏材料，及普通水泥堵漏，均未成功，无法有效建立循环。
从第5次井漏开始，用稻草等长纤维配合高浓度膨润土浆，加上高分子聚合物进行隔水，再用套管送混凝土至漏层，后再灌注水泥。候凝约10小时下钻，钻开水泥塞面后，使用饱和NaCl钻井液小排量循环，提高钻井液的粘切，加入竹纤维和KD-23等随钻堵漏剂。控制泵排量（约26L/s）和泵压，减少抽汲和激动压力，使用适当的钻具组合和转速，减少对漏层附近形成的新井壁的冲击。
暂堵成功后继续施工。由于旋转钻具和地下水层的共同作用力下，漏层附近形成新的井壁逐渐剥蚀掉落，又发生漏失，后分别钻至在井深289.52m、348m、384m和514.56m时，在62.2m处发生失返性漏失。使用此堵漏方法，使工程得以继续。
新堵漏方案如下：
1）从井口灌入堵漏浆8m3（预水化膨润浆8m3+黄原胶XC*0.025t+复堵0.4t +GD-2*0.4t+棉籽壳0.3t+竹纤维0.5t）；
2）配高粘度聚合物土粉浆5m3（预水化膨润浆5m3+ KPAM*0.025t+黄原胶XC*0.05t；漏斗粘度在150s以上）从井口灌入，用于隔离地下水层；
3）混凝土内拌入瓜子片大小的石子，配合粗细砂，加入稻草段、黄豆壳等加入混凝土泵车内搅拌均匀，共计12m3；
4）用9 5/8＂套管将混拌好的混凝土送至漏层；
5）再泵入常规水泥(用干灰13t)，候凝10小时；
6）以26L/s的排量钻开水泥塞面，检测是否漏失。
（2）第2个漏层在2973.84m处，钻遇深棕色、红棕色泥岩，钻井液粘度54s，密度1.32g/cm3，排量32L/s。此井深发生1次部分漏失，共漏失泥浆45m3，先后进行2次承压堵漏。
堵漏情况如下：
2020年6月25日钻至2973.84m，发生部分漏失，漏速20m3/h，停泵后环空液面不降，降低排量至23L/s开泵，漏速为10m3/h。配堵漏浆10m3（KD-23 *0.4t，竹纤维0.5t，KD-68* 0.2t），泵入漏层8 m3，关封井器憋压堵漏，第一次打压400psi，稳压在354psi。第二次打压500psi，稳压在450psi，40分钟无压降。
短起至2897m，循环（正常排量32L/s），不漏；下钻3柱循环，循环不漏；下钻到底，循环（排量23L/s），漏速5-6 m3/h。降密度至1.29 g/cm3，加0.5t竹纤维随钻堵漏，消耗0.8-1m3/h，后到正常排量（32L/s）不漏。堵漏结束。
5、结论
（1）一开钻遇盐膏层砾石层，使用饱和NaCl钻井液，是顺利完成一开的必要条件；合适的钻具组合、起下钻速度和泵排量，至关重要。高粘度聚合物溶液起到很好的隔绝水层作用，在水泥中添加适量速凝剂，保证进入漏层的水泥在井壁周围凝固架桥，不被地层水冲掉。
（2）二开井眼尺寸大，裸眼段长，携砂困难，循环排量大，施工难度大。PhraWihan地层（白垩系）出现硬质泥岩剥落，需提前增强钻井液体系抑制性，降低失水，提高封堵效果。
（3）进入Nam Phong地层（三叠系）后发生垮漏同在现象，安全密度窗口很窄，需控制适当的密度，减少抽吸和激动压力。定期补充防塌剂和超细钙提高地层封堵性，加足降失水剂，将HTHP控制10mL以内。起钻打封闭浆，封隔易垮塌地层。
（4）环保安全应放在首位，防止一切环境污染情况的发生。制定切实有效的风险（浅层气，硫化氢，大的井漏）防范措施及应急处理方案，以保障井下安全。做好加重材料的储备和管理。
（5）使用好四级固控设备，定期放锥形罐，清除钻井液中劣质固相。
参考文献
[1]王建华,鄢捷年,丁彤伟.高性能水基钻井液研究进展.钻井液与完井液,2007,24(1):71-75.
[2]孔庆明,常锋,孙成春,等. ULTRADRILTM水基钻井液在张海502FH井的应用[J].钻井液与完井液,2006,23(6):71-74.
[3] 张克勤,何纶,安淑芳,等.国外高性能钻井液介绍.钻井液与完井液,2007,24(3):68-73.