阿姆河右岸B区块盐膏层固井技术及应用

土库曼斯坦阿姆河右岸B区块的深部地层分布有巨厚盐膏层,在钻井过程中会发生盐层段井径扩大和石膏层段缩径、甚至出现盐岩的塑性流动,挤毁套管等复杂情况,给钻井和固井施工带来了严重的威胁.文章在分析盐膏层的特点和对固井工程产生的危害的基础上,着重论述盐膏层固井的工艺难点、措施,并简要介绍了San-21井盐膏层固井的施工情况.     

阿姆河右岸B区巨厚盐膏层大斜度井安全钻井

为提高单井产能,实现高效开发,阿姆河右岸 Ｂ区块采用大斜度井和水平井钻井。但该区块地质条件复杂,储层压力高、气藏埋藏深、盖层盐膏层厚,存在次生气藏和高压盐水层,大斜度井和水平井的钻井难度大,对钻井液性能和井眼轨迹控制均提出更高要求,需要针对巨厚盐膏层大斜度井定向井段进行优化设计,降低施工风险。文章构建了目标区块钻井的岩盐蠕变模型,计算出了安全钻进时间和钻井液密度,优化了钻井液性能及体系,同时,综合考虑目标气藏埋深、盐膏层稳定性和造斜工具能力,优化了盐膏层大斜度井水平段段长、井眼轨迹和井身结构,确定了盐膏层中上盐层造斜的方案     

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。     

库1井钻井液工艺技术

由于山前构造地质的特殊性，库1井在钻井过程中遇到了很多复杂情况，对钻井液性能及工艺技术的要求很高。详细介绍了该井大井眼巨厚砾石层、深井段巨厚盐膏层、第三系大段泥岩井段、高压盐水层及超深井高温条件下的钻井液工艺技术并对四开钻井液密度的确定、钻井液处理剂的优选和五开井段钻井液粘切的要求进行了探讨。     

英深1井钻井液技术

英深1井位于塔里木盆地西南坳陷齐姆根凸起英吉沙构造,是1口五开超深预探井直井,完钻井深为7258m。该井钻遇大段巨厚泥岩、膏泥岩、盐膏层,地层倾角大,裂缝发育,高压盐水层发育,钻井过程中遇到了很多困难。研究出了高密度抗盐膏钻井液配方及维护处理方案,并针对五开后钻井液密度高、压力高和温度高的问题,研制出了高密度磺化有机盐抗高温钻井液,同时,对四开固井中水泥浆发生闪凝,造成井漏、盐水溢流的问题,配出了密度为2.60和2.80g/cm3的压井液,成功地压住了盐水层。现场应用表明,高密度抗盐膏钻井液成功地克服了巨厚盐膏层、高压盐水层等难点;高密度磺化有机盐抗高温钻井液抑制性好,具有较低的粘度、切力和高温高压滤失量,在220℃,138MPa下仍有良好的流变性,满足了深井段钻井的需要;密度高达2.80g/cm3的压井液具有良好的流变性,成功地解决了高密度压井的技术难题。     

盐膏层固井技术及应用

胜利油田部分地区的深部地层分布有相当厚度的盐膏层,近年来先后在丰深区块、郝科1井、胜科1井等钻遇了大段的盐膏层,在钻井过程中会发生缩径、井壁垮塌,甚至出现盐岩的塑性流动,挤毁套管等复杂情况,给钻井和固井施工带来了严重的难题。文章在分析盐膏层的特点和对固井工程产生的危害的基础上,着重论述盐膏层固井的工艺难点和措施,以及在丰深2井的现场应用情况。     

胜科1井盐膏层段套管安全可靠性分析

胜科1井为东部油田第一口井深超7000m的科学探井。三开井段有两组流变性较强的软泥岩和盐膏层段,邻井郝科1井因盐膏层的蠕变导致φ244.5 mm套管挤毁变形而被迫完钻。从套管柱强度设计、套管磨损与剩余强度和套管安全下入3个方面分析了盐膏层段套管的安全可靠性。分析与现场实践均表明：济阳坳陷东营凹陷深层盐膏层套管抗挤毁强度设计中,计算套管外挤力时管外压力应按上覆岩层压力计算,管内压力应按全漏失面计算;按缺陷套管推导出的磨损后套管剩余强度计算模型是可行的;为保证套管柱下至设计井深,应根据盐膏层的蠕变速度选择钻井液密度,以减少钻井过程中可能出现的各种井下复杂情况。     

河坝1井盐膏层钻井液技术

河坝1井是川东地区一口区域探井，在实际钻进过程中，钻遇了大段盐膏地层。由于上部井段钻井液固相质量分数高且分散颗粒细、严重老化等问题，抗盐膏污染能力较差。根据该井实际特点，优选抗盐抗钙处理剂，采用聚磺钻井液与SD-101和SD-202配合，提前对钻井液进行转换和调整，并辅以相应的工程措施，顺利钻穿了盐膏层，钻井液性能未发生大幅波动，保证了钻井工程的顺利实施，节约了综合钻井成本。     

乌兹别克斯坦巨厚盐层水平井钻井技术

乌兹别克斯坦浩乌扎克油田鲁克钻井项目集大位移井钻井以及巨厚盐膏层钻井两大技术难题于一身，国内油田尚无类似条件下成功钻井的先例，也无借鉴事例，存在着一系列亟待解决的技术难题。分析了巨厚盐层水平井的技术特点，通过对井眼轨迹优化技术、井身结构优化技术、井眼轨迹控制技术、巨厚盐层井壁稳定技术、大位移井降摩阻技术和复杂事故预防处理技术研究，形成了一套巨厚盐层较大位移水平井钻井技术，实现在垂深近400 m 厚的纯度极高的盐层、盐膏层中进行定向造斜作业和稳斜段轨迹控制，盐层、盐膏层中控制井段长度达到1000 m，钻成了173G 较大位移水平井，井底水平位移1500 m，水平段长度686 m，该井的成功完钻为同类地层较大位移水平井的钻进提供了经验。     

库1井钻井设计与施工

库1井是中石化在塔里木盆地北部的一口重点探井，在钻井过程中钻遇了大段砾石层、山前高陡构造带、下第三系吉迪克组巨厚复合盐膏层，加上井底温度高达168．3℃，对钻井液性能要求高等技术难点，导致该井机械钻速较低，钻井周期过长。详细分析了库1井钻井施工中存在的问题及工程技术难点，并给出了相应的技术措施，提出了提高探井地质预报的科学性及钻井工艺的跟踪研究、应用大尺寸钻杆及钻铤、应用专用工具、采用科学钻井方法钻进盐膏层等提高深探井钻井速度及确保钻井安全的建议。     

钻井液密度对盐膏层蠕变影响的三维分析

井内钻井液密度设计和盐膏层蠕动变形规律的分析是成功地进行盐膏层钻井的关键。在研究盐岩力学特性基础上,对盐膏层特别是深部盐膏层钻井后因井内钻井液密度对地层蠕动造成井眼失稳进行了分析,并提出了盐膏层蠕动压力的计算模型。针对新疆塔里木盆地北部沙24井的盐膏岩蠕动压力进行了计算分析,结果表明,研究成果与实际观察到的现象相吻合。     

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深部盐膏层钻井是钻井工程重大技术难题之一。钻井界经过长期的实践和不断的研究已经形成一套成熟实用的钻盐膏层技术，但是仍然需要进一步发展。文章对盐膏层安全钻井技术的现状进行了阐述，并针对深部盐膏层钻井的技术难题提出了今后应研究和解决的主要技术课题（盐膏层地质力学、随钻扩眼、井漏和压差卡钻、套管挤毁或变形、盐膏层蠕变规律等方面的研究），对深部盐膏岩层的安全钻井具有重要的指导作用。     

库车山前盐膏层钻井液漏失成因类型判定

塔里木盆地库车山前钻井期间盐膏层承压能力低,固井、钻井漏失量大,严重影响固井质量和成本控制,准确诊断钻井液漏失主因是高效开展防漏堵漏作业的重要前提。文章从漏失发生的原因上认识漏失,将库车山前区块盐膏层钻井液漏失分为诱导破裂型漏失、裂缝扩展延伸型漏失、小型裂缝型漏失,形成钻井液漏失成因判定模型。开展了全面的资料调研数据分析,揭示了工区盐膏层各段漏失严重程度,频繁程度,漏失发生工况等漏失特征。明确了库车山前盐膏层不同层位漏失成因,泥岩段、膏盐岩段、膏泥岩段主要漏失成因类型为诱导破裂型,次要漏失成因类型为裂缝扩展延伸型;白云岩段、砂砾岩段主要漏失成因类型为裂缝扩展延伸型,次要漏失成因类型为诱导破裂型。     

塔北隆起盐下油气藏井眼缩径研究

采用Heard非线性蠕变模型作为深井段盐岩蠕变本构方程,并建立含盐膏岩夹层的有限元模型,得到了塔里木羊塔克区块巨厚盐膏层变形及井眼缩径规律.研究表明,由于上覆岩层应力的作用,羊塔克隆起构造盐岩层翘曲段逐渐趋于平缓;在同一盐膏层井段不同井深处井眼蠕变缩径的程度明显不同,顶部和底部盐膏层井眼缩径速率最快,缩径量较大.据此,现场钻井工程师在进行盐膏层井段钻进的时候要特别注意打开盐膏层和钻出盐膏层井段时的钻井液密度控制,优选钻井方案,防止盐岩层井段发生卡钻等井下事故.     

土库曼斯坦阿姆河右岸B区高风险气藏安全钻井技术

在土库曼斯坦阿姆河右岸B区钻井史上,由于存在高压浅层次生气层、高压盐水层、高压高产气藏以及巨厚盐膏层的复杂地层,因而井喷、卡钻、高压盐水结晶导致井筒报废等事故频发,钻井成功率仅为64%,钻井安全风险极高,部分气田已禁止钻井施工。为此,针对性地开展了如下安全钻井技术试验与应用:(1)针对浅层次生高压气层,采用小尺寸领眼试钻,很大程度上减少了井筒容积,使进入井筒油气的量大大降低,减少了加重钻井液,加快了压井作业时间,提高了钻遇复杂层的安全性,同时在浅层气井区外围采用了钻大斜度井定向井强采方案;(2)针对高压巨厚盐膏层,优选了与盐膏层相配伍的欠饱和—饱和盐水钻井液体系,优选了盐岩蠕变模型,建立了盐膏层井眼缩径方程,形成了钻井液密度图版,确定了盐膏层安全钻井液密度,有效地提高了盐膏层段钻井液的抗污染性和抗蠕变性,保证了井筒安全。相关配套技术已推广应用近百口井,钻井成功率达100%,井喷发生率为零,解放了"钻井禁区",较好地解决了该区域高风险天然气井安全钻井难题。     

哈萨克斯坦SLK3井巨厚盐层钻井液技术

SLK3井位于哈萨克斯坦共和国阿特劳市东科尔占区块西部盐膏层最发育地区，是该地区第1口盐下预探井。该井高温高压井段盐膏层的溶解蠕变、吸水膨胀、坍塌掉块等易污染钻井液而导致井下复杂情况的发生。在SLK3井巨厚盐层井段使用了两性离子聚磺饱和盐水钻井液。应用结果表明，该钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力好，井壁稳定，在低滤失条件下，控制Cl^-1含量大于160g／L，克服了因盐膏层发育给钻井生产带来的难题，满足了钻井要求，摸索出了适合科尔占地区巨厚盐层钻井的配套综合技术，对今后开发该地区盐下油气资源具有重要意义。     

阿姆河右岸B区块巨厚盐膏层固井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸B区块上侏罗统启莫里阶组地层分布有900～1200m巨厚盐膏层,在钻井和开发初期发生了盐膏层段井径变化大、盐岩的塑性流动、挤毁套管等复杂情况,给钻井和固井施工带来了严重的威胁。在分析盐膏层特点和固井难点的基础上,采用了以下针对巨厚盐膏层的固井工艺技术:①优化套管强度;②检测和控制盐膏层蠕变速度,采用欠饱和盐水水泥浆体系,提高套管的居中度以及根据上层339.7mm套管鞋处地层承压情况,结合环空液柱组合优化注水泥施工参数,在井下不漏失的情况下实现大排量顶替,从而提高顶替效率。以San-21井的巨厚盐膏层固井施工为例,第一级固井采用抗盐两凝欠饱和盐水水泥浆体系;缓凝水泥浆密度设计为1.94g/cm3,封固井段为2267～2800m,快干水泥浆密度设计为1.97g/cm3,封固井段为2800～3614.92m;盐膏层厚1138m,固井质量优良。     

塔河油田S106井盐膏层钻井复杂情况对策

S106井是塔里木盆地沙雅隆起塔里木乡构造上的一口探井,该地区盐膏层埋藏深,厚度大,受高温高压等因素的影响,钻井矛盾较为突出.通过对S106井盐膏层(5 142～5 402 m)钻井过程中出现的井漏、掉钻具、侧钻等复杂情况的分析,总结了该地区盐膏层钻井难点的解决方法,探讨了该地区盐膏层的钻井技术.     

高密度kc1-饱和盐水钻井液在羊塔克1-12井的应用

羊塔克凝析油气田是在塔里木盆地发现的第1个盐下整装凝析油气田,盐层溶蚀致井壁失稳和膏泥岩的蠕变是造成该气田井下复杂和事故的主因.对在复合盐膏层中钻进的难点进行分析后,针对羊塔克井区的地质特点,结合已完钻井的成功经验,通过室内实验,对kc1-饱和盐水钻井液中各处理剂的加量进行了优化.用该钻井液安全钻穿了复杂盐膏层,成功解决了井塌、缩径卡钻等复杂问题.     

河坝1井钻井液技术

河坝1井钻遇地层复杂．下部有含硫化氢的超高压天然气层、塑性盐膏层、漏失地层等，易出现井漏、喷漏同存、卡钻等井下复杂情况和事故。钻井液维护处理存在防漏堵漏难度大、地层易垮塌、盐膏层易污染钻井液、高密度抗高温钻井液性能调整困难等技术难题。该井三开井段应用了聚磺抗钙防塌钻井液体系，四开、五开井段应用了聚硅醇抗钙防塌钻井液体系．并采取了相应的维护处理措施。针对钻井过程中出现的井下复杂情况和事故，不断优化钻井液性能．并采取相应的工程技术措施．从而确保了该井顺利钻至设计井深。