摘要
瑞13A井是建立一进两出或两进一出的采卤方式采卤的一口绿色矿山采卤对接井，设计井深1138.3 m，实际完钻井深1285 m。主要地层为新统官庄组、丰县组、古近系，主要岩性为粉砂岩、泥岩与泥质胶结为主的细砂岩、泥灰岩。夹有一套含有盐类矿物的沉积岩系，岩石类型主要为氯化物岩、硫酸盐岩（硬石膏、钙芒硝）、碳酸盐岩（白云石）及泥质岩、粉砂岩。施工过程中存在坍塌、掉块、摩擦阻力大、地层易缩径等复杂难题。现场优选了YZ（高效抑制剂）、RH（高效润滑剂）等，形成了饱和盐水强抑制防塌冲洗液体系，密度1.25~1.35 g/c
瑞13A井是江苏省瑞丰盐业有限公司绿色矿山暨盐井改造项目盐井钻探工程中的一口采卤对接井，该井属于江苏省丰县师砦盐矿区，位于丰县县城以北约10 km。设计井深1138.3 m，实际完钻井深1285 m，本井的主要目的和任务是：在瑞丰矿区内瑞13井东南方向106 m左右建设瑞13A井进入瑞13井与瑞14井的溶腔通道内，建立一进两出或两进一出的采卤方式进行采卤。本工程位于丰县师砦盐盆地汪屯块的北段，师砦盐矿区位于华北地台鲁西背斜、鱼台坳陷的次一级构造——欢口向斜的南翼。
13A盐井位于丰县师砦盐盆地汪屯块的北段，而师砦盐矿区位于华北地台鲁西背斜、鱼台坳陷的次一级构造——欢口向斜的南翼。结合矿区地质资料及本次录井、测井综合研究成果分析，该井钻遇地层从上到下依次为第四系厚度一般290.00~380.00 m，其下伏主要为下第三系始新统—渐新统官庄组、丰县组、古近系，地层总体呈向斜层状分布，走向大约110°左右，向东北缓倾，倾角一般8°~12°。含盐矿层位于官庄组中段中部含盐亚段内，灰色、深灰色，少量灰紫色泥岩、白云质泥岩，含沥青质钙质泥岩与灰白色、浅灰色硬石膏岩不等厚互层，夹8个盐群、20层盐岩，含少量钙芒硝岩及粉砂岩、细砂岩。盐岩常由灰白色及烟灰色薄层状盐与纹—薄层状硬石膏或少量中—薄层状钙芒硝不等厚互层组成。
瑞13A井钻遇地层从上至下简述如下。
第四系（Q）：钻遇井深0.00~325.00 m，主要为残积、坡积、冲积物。与下伏地层不整合接触。
官庄组上段（E
官庄组中段（E
瑞13A井在瑞13井、瑞14井通道上方距直井瑞13井偏南约100 m。瑞13A盐井为水平井，技术套管应下至1060 m（瑞13A井下入Ø339.7 mm表层套管和Ø244.5 mm×11.99 mm技术套管，以上2种管材为施工方提供，下入深度可由原定向轨迹精确计算，要充分考虑地层变化及盐溶规律），固井结束后三开定向造斜与水平钻进，以3盐层为目标层进行对接，钻进过程中与瑞13、瑞14井溶腔通道对接连通则完钻。
瑞13A井井身结构设计如下：先用Ø660 mm钻头钻进，下Ø529 mm×11.13 mm导管30 m，一开用Ø444.5 mm钻头钻进，下Ø339.7 mm×9.56 mm表层套管400 m；二开用Ø311.2 mm钻头钻进，下技术套管：Ø244.5 mm×11.99 mm×1062 m；三开采用Ø215.9 mm×1285 m，井身结构设计详见
| 序号 | 钻头尺寸/mm | 设计井深/m | 实际深度/m | 套管尺寸/mm | 设计下深/m | 实际下深/m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 导管 | Ø660 | 30.00 | 27.00 | Ø529 | 30.00 | 27.00 |
| 一开 | Ø444.5 | 401.00 | 400.43 | Ø339.7 | 400.00 | 393.21 |
| 二开 | Ø311.2 | 1062.00 | 1065.15 | Ø244.5 | 1060.00 | 1059.03 |
| 三开 | Ø215.9 | 1265.00 | 1285.00 |
图1 瑞13A井井身轨迹
井深510.00~530.50 m主要钻遇三垛组一段底部灰绿色泥岩，摩阻大的主要原因有两点：（1）该井设计井底位移与以往S形储气库井相比较大，致使局部井段轨迹调整困难，局部轨迹圆滑度欠佳，导致井下钻具摩阻较大；（2）地层污染钻井液严重，造成钻井液性能维护困难，致使钻井液对泥岩水化分散的抑制性差，固相含量和粘切力过高，润滑性能差。
抗盐土是选用优质泥浆土矿原料进行选矿、改良、钠化、复合、制粉等工艺精心加工而成的可用于盐水造浆材料，具有良好的抗盐造浆效果。基浆：4%抗盐土+饱和盐水室内优选河北抗盐土、赤峰抗盐土、江苏抗盐土、山东抗盐土、海泡石、复合抗盐土等。实验结果如
图2 4%抗盐土流变性能
针对该井段二开弱固结地层特征和定向井井身结构特点，存在大量的泥岩与泥质胶结为主的细砂岩不等厚互层，针对原先钻井液在抑制和防塌效果不足的基础上，室内实验优选了YZ（高效抑制剂），能有效地提高对水敏性地层吸水膨胀。室内优选防塌沥青FT、腐殖酸钾、腐殖酸钠、YZ（高效抑制剂），基浆配方：3%抗盐土+0.1% Hv-CMC+0.1% KPAM+2%抗盐降失水剂GPKY+1%封堵剂+0.2%包被剂+15%~35% NaCl。试验情况见
| 抑制剂 | AV/(mPa·s) | PV/(mPa·s) | YP/Pa | GEL/[(10 s·（10 min | FLAPI/[ml·（30min |
|---|---|---|---|---|---|
| 基浆 | 45 | 22 | 12 | 4/10 | 15 |
| 基浆+1%FT | 40 | 20 | 10 | 4/9 | 10 |
| 基浆+1%腐殖酸钾 | 38 | 19 | 10 | 3.5/9 | 8 |
| 基浆+1%腐殖酸钠 | 40 | 22 | 11 | 4/9 | 10 |
| 基浆+1%YZ | 30 | 16 | 8 | 3/8 | 6 |
图2 各种抑制剂抑制膨胀实验
实验结果可以看出，1%加量的YZ（高效抑制剂）在饱和盐水中流变性能较好，失水量显著降低，通过抑制膨胀量实验测试，该处理剂抑制效果最好，膨胀量降低约30%。
导管段主要钻遇第四系东台组地层，堆积物结构疏松，主要是粘土、亚粘土夹含砂层。现场配制40
导管段钻进完成后，采用双泵大排量循环，同时加入土粉、CMC将粘度提高至60 s，循环1 h，彻底清洗井底，确保顺利下入导管。
二开主要钻遇三垛组、戴南组泥岩地层，且井眼轨迹进入降斜段及垂直段，弱固结地层特征和定向井井身结构特点对钻井液性能要求较高，钻井液性能需满足能解决泥岩水化膨胀、胶结薄弱地层坍塌掉块和微裂隙封堵防塌的问题，同时，需具备良好的井眼净化能力，通过在原钻井液的基础上补充加入抗盐土、YZ（高效抑制剂）和封堵剂，有效地解决了以上技术难题，钻进过程中要及时对钻井液性能进行检测和维
调整前配方为：3%~8%膨润土+0.2%~0.3% Hv-CMC+0.2% KPAM+1%腐殖酸钾+1%~1.5%抗盐降失水剂GPKY+0.5%~1%PAC-LV+0.2%~0.5%烧碱+0.2%包被剂+15%~35% NaCl。
调整后配方为：2%~3%抗盐土+0.1%~0.2% Hv-CMC+0.1%~0.2% KPAM+0.5%~1% YZ（高效抑制剂）+2%抗盐降失水剂GPKY +1%~2%封堵剂+0.2%包被剂+0.2%~0.5%烧碱+15%~35% NaCl。
调整前后钻井液性能见
| 开次 | 密度/ （g·c | 马氏漏斗粘度/s | 动切力/Pa | 塑性粘度/（mPa·s） | 静切力（10 s/10 min）/（Pa/Pa） | API失水量/[ml·（30min | 泥皮厚/mm | pH | 固相含量/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 调整前 | 1.20~1.40 | 50~98 | 8~15 | 15~25 | 3~5/6~12 | 12~18 | 2~5 | 8~10 | 45~60 |
| 调整后 | 1.25~1.35 | 40~60 | 3~8 | 10~20 | 1~3/2~5 | ≤8 | ≤0.5 | 8~10 | 30~40 |
三开主要钻遇戴南组泥岩、阜宁组四段盐岩地层，降斜段及与垂直段拐点处局部阻力较大，通过在二开钻井液的基础上加入RH（润滑剂）润滑，加强钻井液的润滑性能，钻遇硫酸盐岩（硬石膏、钙芒硝）层，地层有缩径和钙侵现象，及时补充纯碱和小苏打，配制0.4%~0.6% KPAM胶液，并适当补充降滤失剂和井壁稳定剂，有效地保证了钻井施工和套管的顺利下
配方为：2%~3%抗盐土+0.4%~0.6% KPAM+0.5%~1% YZ（高效抑制剂）+2%抗盐降失水剂GPKY+1%~2%封堵剂+0.5%~1% RH（润滑剂）+0.2%包被剂+0.2%~0.5%烧碱+0.2%~0.5%纯碱+15%~35% NaCl。
钻井液实际性能：密度1.32~1.34 g/c
加入RH前后润滑性能对比见
| 配 方 | 润滑系数 |
|---|---|
| 原配方 | 0.22~0.27 |
| 原配方+0.5%~1% RH | 0.05~0.1 |
试验结果显示，盐水聚合物钻井液体系可降低泥岩水化膨胀速度，钻进过程中及时补充包被剂，防止地层造浆，同时，加足纯碱及烧碱，保证钻井液中CO
采取一系列固控措施有效控制钻井液中劣质固相含量，加强对固控设备的巡回检查维护，确保设备运转正常，最大能力清除钻井液中的劣质固相。
钻进过程中由于排量大、钻速快，振动筛易出现跑浆现象，现场通过及时调整胶液加量和补充低粘切钻井液来确保钻井液量及性能满足设计要求。
二开为解决饱和盐水钻井液易水土分离、失水量大的问题，钻井液采用抗盐粘土+LV-PAC+YZ（高效抑制剂）+RH（润滑剂）+抗盐降失水剂GPKY来护胶、提粘切，提高钻井液降失水能力，改善泥饼质量。
二开井段钻遇大段泥岩、盐岩，机械钻速高，进尺快，钻进过程中需加强对钻井液性能的监测，及时补充抗盐的聚合物胶液，保证钻井液对岩屑具有良好的抑制包被能力，及时清除井内岩屑，防止岩屑分散。加强对钻井液氯根监测，保证钻井液中C
二开进入降斜段、垂直段，为防止井眼坍塌，确保钻井液密度在1.30 g/c
（1）一开井段井眼直径444.5 mm，钻遇地层主要为三垛组，三垛组二段地层成岩时间短，泥质含量高，固结差，强度低，遇水极易剥落掉块，引起井壁垮塌，施工中采用双泵大排量钻进，及时返出井下沉砂，同时，充分利用固控设备，降低钻井液中劣质固相含量，并及时补充胶液维护钻井液的良好性能。
（2）二开采用盐水聚合物钻井液体系，降低了泥岩水化膨胀速率，二开钻井液的配置基于一开钻井液，降低了钻井泥浆材料的成本。
（3）三开钻进过程中及时补充0.5%~1%YZ（高效抑制剂）+2%抗盐降失水剂GPKY和RH（润滑剂），严格控制钻井液的滤失量，降低泥饼厚度，防止泥包、卡钻等井下复杂情况发生。
（4）根据录井，结合地质资料作地质预告，在见盐前确保盐水钻井液饱和。
（5）钻进过程中对钻井液性能做到勤测、勤量，关键井段加密测量，确保及时准确地获得钻井液性能信息，第一时间做出调整决策，保证钻井施工安全、高质量进行。
（1）饱和盐水强防塌冲洗液体系，具有良好的流变性，对泥岩水化膨胀起到较好的抑制性，抑制膨胀量降低约30%，有效地改善泥饼质量，增加泥饼的韧性，携砂性能好，减少井下复杂情况的发生；
（2）饱和盐水强防塌冲洗液体系护壁效果好，井壁稳定（密度控制在1.25~1.35 g/c
（3）该体系RH（润滑剂）润滑性好，钻进过程中未生粘附卡钻、加钻压困难等情况，对减少钻柱摩擦阻力、防粘卡、防钻头泥包等起到了非常重要，顺利钻进至1285.00 m完钻。
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