王信 刘贺 王志彬 郭明 王倩 庄伟 巨波
（渤海钻探泥浆技术服务公司，天津 滨海新区 300280）
摘要：冀东油田应用BH-KSM钻井液顺利完成丛式井组钻井施工，施工前对地层特性及施工难点进行分析，通过室内与其它钻井液体系对比评价，优选BH-KSM钻井液，该钻井液性能稳定，抑制性强，解决了钻遇玄武岩层段井壁坍塌等复杂问题，完钻井未发生复杂事故，提高了机械钻速，降低了钻井成本，其中NP1-4A15-P251井，应用“一趟钻”技术，创区快水平井钻井四项指标，采用优质钻井液完井液为区块井实施低成本开发、加快产能建设提供了技术保证。
关键词： 冀东油田 BZ-KSM钻井液 井眼稳定 强抑性 “一趟钻”技术 钻井提速
一、地层特性
冀东南堡油田位于渤海湾盆地黄骅凹陷西南部滩海，以第三系沉积为主的断陷盆地，明化镇上部地层成岩性差，易水化分散，下部砂岩地层疏松，孔隙压力为0.97～1.02g/cm3，坍塌压力0.99～1.18g/cm3；破裂压力最低1.60g/cm3；馆陶组中部NgⅢ有发育厚层易垮塌玄武岩，制约了该油田优快钻井的发展[6]；目的层NgⅣ②砂岩地层压力系数低、渗透性强、砂岩胶结差。
二、工程概况
丛式井组共开钻8口， 完成定向井4口，水平井3口，平均井深3637.7m，最大水平位移2344.3m、井斜93°,平均机械钻速8.88m/h，非目的层井段平均井径扩大率7.4%，油层段平均井径扩大率6.48%，井身质量合格率及中完、完井电测成功率100%，事故复杂为零。
三、钻井液体系性能评价
针对地层特性，对钻井液体系进行抗温性、抗污染性以及抑制性和油层保护评价，体系抗温、抗污染能力强，岩心回收率92.6%、渗透率恢复值82.50％，室内单剂优选确定BH-KSM钻井液核心处理剂为BZ-BBJ、PAC-LV、XC-HWD、CMJ-1、FRT-1。
四、钻井液应用技术
4.1井眼净化
①保持钻井液良好的流变性能, 提高钻井液的携砂能力,降低钻屑垂沉速度，调整PAC-LV、XC-HWD加量, 控制钻井液低剪切速率下粘度变化，动塑比0.35-0.65Pa/mPa.s。
②提高环空返速，使之大于临界排量,φ215.9mm井眼泵排量32L/s，环空返速1.0～1.20m/s, 实现紊流携砂,改善井眼清洗效率。低密度钻井液采用紊流有利于井眼净化，加重后则采用高动塑比和低剪切速率下的有效粘度保证携砂。
③ 适时短起下钻,延缓沉积床形成，保持井眼清洁。井斜小于35°、裸眼段小于1000m的井眼,钻进200～300m短起下钻一次, 井斜大于40、裸眼长的井眼,钻进100～150m或纯钻时间40-50h短起下钻一次,每隔2～3次短起下钻进行一次长井段起下钻，井斜70°以后，钻时快则钻完一个单根后循环钻井液5～10min，起下钻前后充分循环钻井液。
④强化四级固控设备使用，注重一级净化，应用160目以上高目振动筛，筛布目数根据地层岩性、钻井液性能及过流面积而调整，及时人工清罐，控制含砂量小于0.3%，保证入井钻井液清洁。
4.2润滑防卡
①改善泥饼质量,降低摩阻，加入2%FRT-1和1～2%磺化沥青,控制摩阻≤0.06，保证良好的润滑性。
②及时清除钻井液中的有害固相的同时, 根据井下需求，在定向及起钻前加入0.5～1%固体润滑剂。
4.3井壁稳定
①提高钻井液液柱压力对井壁的支撑能力，控制钻井液密度在设计上限1.25～1.28g/cm3之间，保持井壁物理稳定，在馆陶组玄武岩井段钻进时，提高体系化学防塌性能，钻至玄武岩易塌地层时补充加入沥青类防塌剂。合理控制安全密度窗口,既有利于井壁稳定,又避免钻井液液柱与地层之间压差过大而造成卡钻或漏失。
②采用BH-KSM钻井液钻进玄武岩以上井段可适当放宽钻井液滤失量,下部井段控制API滤失量小于5ml，HTHP滤失量小于12ml。
③提高钻井液的粘度，加入单封、JYW-I、CMJ-II等随钻封堵材料，提高地层承压能力，预防井漏事故，防止诱发坍塌复杂。
4.4油层保护
目的层NgⅣ②砂岩地层压力系数低、渗透性强、平均渗透率1640md，钻完井过程主要潜在损害是固相颗粒的侵入、滤液侵入、储层粘土水化和地层微粒运移，疏松砂岩胶结差，高渗透储层受周围采油井影响极易漏失。储层保护技术措施:
① 采用近平衡钻井，防止井漏事故，做好各工序衔接，用高效钻头，提高钻速，缩短油层浸泡时间。
②根据单井储层物性，进目的层前改造钻井液，降低钻井液固相含量，补充油保材料，加入1%JYW-I和2%CMJ-II暂堵剂与油层孔喉直径匹配，有效封堵近井眼带油层孔喉，降低钻井液动失水，减少滤液对油气层深度损害,降低API、HTHP滤失量，确保渗透率恢复值大于85%。
五、应用效果
实施效果是评价一种钻井液完井液能否满足钻井施工的标准。针对不同井段选用与地层特性相适应的BH-KSM钻井液体系，解决了井壁稳定等复杂问题，完钻井施工顺利，主要体现在：
5.1井眼清洁与润滑防卡
钻井液流动性好，易于调整，动切力和动塑比较高，悬浮携砂能力强，应用高目振动筛，及时清除了钻井液中劣质固相。使用51/2″高强度钻杆，降低了循环压耗，提高了环空返速，利于井眼清洁。体系润滑性良好，钻进过程未出现扭矩大、托压现象，未发生划眼、粘卡等复杂事故。
5.2井壁稳定
有效抑制了明化镇组地层造浆，下部地层调整成封堵性强的防塌钻井液，加入1%JYW-I、2%CMJ，提高了承压能力，扩大了安全密度窗口，解决了以往钻长裸眼多套压力层系或压力衰竭地层时发生漏失、坍塌等复杂，稳定井壁作用明显，钻进时返出钻屑代表性强，完钻井平均井径扩大率6.94%。
5.3油层保护
进入油层前加入超低渗处理剂，达到承压与屏蔽暂堵作用，钻井液API滤失量降低明显，加入CMJ-II钻井液API滤失量4ml，HTHP滤失量10ml，无瞬时失水，砂床滤失量均为0，平均渗透率恢复值84.5%，其中NP1-4A2-P3井初期日产原油430t、天然气8万方，储层保护以及防漏性能方面优于其它井。
5.4助推钻井提速
钻井液应用技术是提速的保障，性能优劣关系到井下安全。采用BH-KSM钻井液密度和固相含量低于其它体系，平均机械钻速比应用其它钻井液提高25.5%，平均机械钻速9.49m/h，平均钻井周期50.6d，NP1-4A15-P251井，应用“一趟钻”技术创区快水平井钻井周期、水平位移、固井质量等指标，起下钻畅通，提高了钻井时效。而采用其它钻井液完钻井，平均机械钻速7.56m/h，平均钻井周期97.63d。
.png)
六、结论与认识
1.钻井提速是系统工程，应用BH-KSM钻井液配合使用高效钻头加旋转导向系统，配套先进的固控设备，控制钻井液固相含量，成功实施“一趟钻”钻井技术，机械钻速显著提高。
2.钻井液抑制与封堵防塌能力强，易于维护，降低钻井液滤失量，提高滤液总矿化度，增强体系抑制性,加入沥青类防塌剂及成膜封堵剂，是防止试验井组馆陶组玄武岩井壁垮塌的有效措施。
3.通过优选钻井液体系与引进国外钻井液相比较，在降低钻井液成本及事故复杂预防等多方面综合评价，国内BH-KSM钻井液与同区块其它钻井液体系对比优势明显。
参考文献
【1】徐同台，洪培云，潘世奎主编.水平井钻井液与完井液.石油工业出版社 1999.12
【2】孙金生，苏义脑，罗平亚等. 超低渗透钻井液提高地层承压能力机理研究【J】钻井液与完井液，2005.22（5）1-3
【3】徐同台，冯京海，朱宽亮等.成膜封堵低侵入保护油气层钻井液技术的研讨【J】钻井液与完井液，2006.23(3)：66-67
【4】冯京海，徐同台等.南堡油田馆陶组玄武岩井壁失稳机理和对策研讨【J】钻井液与完井液，2008.25(5)：1-4
第一作者简介：王信，中国石油天然气集团公司钻井液技能专家，一直从事钻井液室内研究与现场技术服务，现在渤海钻探泥浆技术服务公司工作。