膏盐岩地层地质特征与录井技术

石油勘探实践和研究结果表明，许多油气藏的形成都与膏盐岩地层有关，也常与膏盐岩地层伴生，成功钻穿膏盐岩地层是钻井难题之一，录井技术成为钻进安全监测、膏盐岩地层准确预报的重要手段。针对上述情况，介绍了膏盐岩地层的主要类型、沉积模式以及与油气的关系，归纳总结了膏盐岩地层的录井技术经验，包括：在随钻录井过程中熟悉地质设计与邻井资料；在没有预测钻遇膏盐岩地层的情况下，通过钻井液中Cl^-的变化判定是否钻遇膏盐岩地层；预计钻遇膏盐岩地层时，使用饱和盐水钻井液；钻遇膏盐岩地层后观察盐岩是否以岩屑形式返出；同时，把握膏盐岩地层的岩性、岩性组合、层位、顶底界和厚度是非常重要的。通过S1井实例分析，论述了在膏盐岩地层中钻进时，防卡、防漏是录井人员监测和预报的重点。     

迪那11井超高密度钻井液技术

迪那11井是继迪那－1井钻遇超高压盐水层卡钻报废后，新布的一口预探井。迪那11井在三开的大段纯膏岩，盐岩和膏泥岩地层中设计使用密度为2．40－2．50g/cm^3的钻井液，压死超高压盐水层，然后用1．80g/cm^3左右的钻井液钻开目的层，钻至井深6050m裸眼完井。现场应用结果表明，高密度钻井液能平衡和抑制地层的蠕变，在钻进875m厚的纯石膏、盐岩、泥膏岩和泥岩时，没有发生阻卡现象，未排放过1次钻进液，钻井液性能稳定，电测、下套管和固井施工。     

库车坳陷膏盐岩地层顶底界面的卡取方法

塔里木油田库车坳陷山前白垩系高压优质气藏是西气东输的源头,但钻遇该气藏之上的古近系库姆格列木群(E1-2km)巨厚的膏盐岩地层的地质和工程的复杂性严重阻碍了其勘探开发的进程。由于膏盐岩具有较大的蠕变特性、低渗透性、损伤恢复特性及可钻性等特有的物理性质,如何确保顺利钻穿膏盐岩层并下入技术套管后进入目的层是钻探成功的关键,其难度相当大。因此,录井及时准确卡准膏盐岩层顶底界面是确保降低钻井风险,达到钻井提速目的的关键。利用综合录井技术,通过地层地质分析研究,总结出膏盐岩层顶底界面的地层压力分布规律,利用所录取的钻时、扭矩、电导率及岩性的变化等资料及时进行分析研究后认为:卡取膏盐岩地层顶部时,采取微井深录井,依据钻时、扭矩、钻压、电导率及岩性的变化特征以及钻井液氯离子含量特征,确定顶界深度。卡取膏盐岩层底部界面深度时,宏观上了解该区域的膏盐层沉积模式,研究地震构造图;微观上重点关注底部白云岩及气测、工程异常参数,钻遇高钻时地层后,加强地质循环,落实岩性,以此来确定膏盐岩层底界深度,达到钻井地质目的。     

塔河油田膏盐岩地层录井技术

针对塔河油田钻遇超深、超厚膏盐层给钻井工程带来的施工风险及其复杂钻井工艺对录井资料的影响,总结分析了膏盐岩地层钻井对岩屑、钻时、气测等录井参数的影响以及该地层条件下的录井技术。为确保钻井施工安全,提高钻井时效,通过对S105井、S106井、S110井钻井方法及效果的分析,归纳提出了解决膏盐岩地层录井技术和钻井难点的诸多可行途径做好地层预测,卡准双峰灰岩,揭开双峰灰岩1~2m处进行钻井液体系转换;针对膏盐层的特殊钻井工艺和特殊钻井液体系,做好各种工程参数和钻井液参数的搜集和分析工作,结合岩屑情况,做好膏盐岩段的岩性剖面恢复工作;在揭开膏盐岩地层前,进行一次全面性钻具探伤,加强钻具检查及工程参数异常预报工作,及时排除工程隐患;控制钻井液密度为1.64~1.68g/cm3和Cl-含量为16.4×104~17.8×104mg/L。     

丰深5井钻井液技术

丰深5井是位于济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带的1口预探井,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,井壁稳定难度大.针对丰深5井地层特点,采用了双聚封堵防塌钻井液、欠饱和盐水双聚磺防塌钻井液.现场应用表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井璧效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井的施工需要,保证了安全、优快钻进.     

兴隆1井钻井液工艺技术

兴隆1井位于霸县凹陷，是渤海湾盆地冀中坳陷北部一个西断东超的箕状断陷，该井是高家堡地区的一口风。险探井，完钻井深为5500m。该地区地层以膏岩、膏泥岩、膏盐岩和含膏泥岩为主，地层胶结性较差，可塑性强，极易发生井漏、井塌、盐层卡钻等复杂事故。该井二开用高抑制性钻井液，三开用抗高温、抗污染高密度钻井液，四开用欠平衡钻井液。三开钻井液解决了该地区大井眼携岩、井壁稳定、膏盐层污染、电测和欠平衡保护油气层等钻井问题。现场应用表明，高抑制性钻井液确保了该井段井眼畅通，起下钻、电测完和下套管顺利；抗污染、抗高温、抗高密度钻井液利于井壁稳定，能抑制油页岩、泥页岩、膏泥岩互层引起的剥落掉块，满足了钻井施工的要求；欠平衡钻井液具有良好的保护井壁稳定的能力，较好地保护了油气层。     

塔河油田S111井复杂地层优质钻井液技术

塔河油田S111井在钻井过程中钻遇了大段软泥岩、硬脆性泥岩、多套压力层系、深井巨厚盐膏层、巨厚泥岩(包括橡皮地层、破碎地层)等复杂地层，在优选多种钻井液体系的基础上，采取相应的配套维护处理措施，保持钻井液性能稳定，较好地解决了可能出现的井漏、缩径卡钻、井眼坍塌、井壁掉块等问题，不但提高了钻井速度，而且及时发现油气层并顺利钻达设计井深。详细介绍了该井钻进各种复杂地层时钻井液维护处理措施。     

中东某区块盐岩地层蠕变缩径的力学分析与应用

在统计中东某区块钻井过程中主要事故和复杂情况的基础上,发现盐岩蠕变、软泥岩流动的控制是解决复合盐膏层钻井技术难题的关键.文章应用Norton蠕变模型,建立了盐岩地层井眼半径随上覆岩层压力、钻井液密度、地层温度、裸露时间变化的解析解,并由此导出了一定蠕变速率下钻井液密度的确定方法.最后结合中东某区块的实钻资料绘制出了推荐现场使用的盐岩地层钻井液密度图版,为该地区能有效抑制因盐岩蠕变发生缩径卡钻等复杂事故提供了理论依据,对该地区井深2 950 m左右的钻井液密度的确定提出了具体方案,对现场有一定的指导意义.     

地质工程一体化漏失机理与预防措施

塔里木库车山前古近系复合盐层严重漏失给安全钻井带来了巨大挑战。针对库车山前复合盐层重点漏失层段,分析漏失段地质特征、地质力学特征,结合钻井施工参数,判断漏失类型,分析易漏岩性组合分布与漏失压力,探讨预防钻井液漏失方法。研究结果表明:膏盐岩段盐岩夹含盐泥岩、含膏泥岩,膏质泥岩夹泥岩、灰质泥岩是主要漏层岩性组合,宏、微观分析可见天然裂缝不发育,物性测试表明孔渗较低,不具备直接发生漏失的原有物质基础;含膏泥岩、含盐泥岩抗拉强度0.61~1.12 MPa,平均值0.946 MPa,在压力作用下易产生裂缝;钻井液平均漏速小于20 m3/h,具有微漏~小漏特征,通过降排量降密度可有效缓解漏失。通过盐间漏失层地质、地质力学、工程特征分析,认为复合盐层漏失为诱导破裂型漏失,漏失压力为地层破裂压力,约等于水平最小地应力,并通过模拟应力场数据与实钻漏失点数据对比进行验证。综上分析,明确膏盐岩段易漏岩性组合分布和建立复合盐层黏弹性三维地质力学模型求取水平最小地应力是预防复合盐层漏失的关键,对减少盐间漏失具有重要意义。     

克深4井浅层超高密度钻井液技术

克深4井由于逆断层的存在,钻进中在井深560 m左右出现盐、膏、软泥岩互层,为平衡盐层及软泥岩蠕变,从井深560 m逐渐提高钻井液密度至2.45 g/cm3,以延缓井眼缩径,减轻井下阻卡现象。在降低工程复杂的同时,却由于盐溶形成的"大肚子"井眼、成岩性差的泥岩强分散作用等使高密度钻井液维护处理极其困难,也增加了井漏、卡钻的风险。在室内研究与评价DDM钻井液和UDM-1钻井液体系的基础上,通过增强钻井液的抑制能力,提高体系劣质固相容量限,调节钻井液的流变性,保障封堵防塌能力,实现了该井安全顺利钻进,也为浅层盐、膏、软泥岩地层高密度钻井液技术的应用积累了宝贵经验。     

KL9井超高密度复合盐聚合物环保型钻井液技术

KL9井含大段以盐岩、含盐膏泥岩、软泥岩不等厚互层的复合盐膏层,极易发生盐膏层及软泥岩蠕变缩径阻卡,且该井位于拜城水源地上游地区,环保要求高,不允许钻井液中出现重金属、深色度流体。室内经过大量配伍、配方实验,摸索出一套集成了超高密度、复合盐强抑制、聚合物强包被、环保型的钻井液体系,该钻井液体系抑制性优于复合盐（10％KCl＋20％NaCl）钻井液体系、处理剂生物毒性检测均为无毒、色度与本地土壤色度相近、抗盐膏、黏土污染能力强,最终实现了 KL9井巨厚盐膏层及长段软泥岩安全快速钻井的目标,钻进、起下钻、电测均安全顺利,无划眼阻卡时效。     

东营深层盐膏层钻井液工艺

胜利油田东营深层盐膏地层发育,盐膏段厚度大,分布范围广,地层岩性十分复杂,钻井中经常发生喷、漏、塌、卡,遇阻、划眼、电测遇阻等井下复杂事故。郝科1井是在该区设计的一口重点深探井,宅钻井深5807.81m,井底最高温度230℃。介绍了深层盐膏层钻井液体系的转化工艺、性能控制、维护处理、防漏、堵漏、固相控制、抗污染和钻具缓蚀等技术,以及MMH聚合物饱和盐水钻井液在郝科1井的成功应用。结果表明,该钻井液在高密度下对盐膏层具有较强的抑制性、悬浮携砂性和抗污染性,抗温220—230℃。MMH聚合物饱和盐水钻井液体系及其配套技术满足了深层盐膏层钻井施工需要。     

哈萨克斯坦扎那若尔油田钻井液技术探索与实践

扎那若尔油田地质条件非常复杂，地层中有大段的盐膏层、塑性泥岩和可钻性极差的泥板岩，极易造成缩经、井塌、井漏、卡钻等井下事故和复杂情况。在总结经验的基础上结合现场实际，形成了一套适用于扎那若尔油田的钻井液技术。现场应用表明，该钻井液抑制性能好、抗膏盐污染能力强、防塌封堵能力优良，对安全钻穿井下盐膏层以及克服泥岩垮塌、蠕变起了重要作用，井下复杂事故出现率明显减少，提高了钻井速度，满足了扎那若尔油田钻井作业和完井作业要求。     

胜科1井三开钻遇软泥岩钻井液技术

胜科1井是一口超深重点科学探井，目的为证实胜利油田渤海湾盆地深层生油的可能性。在该井三开（2931～4155m）钻进过程中，分别钻遇盐膏层、盐岩层、软泥岩、膏质泥岩、砂岩等多套层系并在3套盐膏层中钻遇软泥岩，使工程变得复杂，钻井液性能起伏较大。在现场施工中，围绕着解决如何提高钻井液在高密度下对土相的污染容限，以及如何在高固相情况下调整好钻井液的流态问题，成功地运用了多聚物复合盐欠饱和钻井液体系，很好地解决了多层系、多压力地层特点带来的钻井难题，顺利地钻穿沙四段，为盐下段的施工打下了良好的基础。介绍了软泥岩段的电测结果。对3000～4200m井段软泥岩的蠕变速率进行了研究，得出了不同井深处、不同钻井液密度下的井眼蠕变速率，以及保证不同井深处软泥岩地层蠕变速率小于0．8mm／h所需的钻井液密度。     

滨44X井钻井液井壁稳定技术

滨44X井位于济阳坳陷东营凹陷利津洼陷带的西坡,是胜利油田重点评价井,设计井深4100 m.该区块地质结构复杂,二开大井眼段地层造浆严重,施工中井壁稳定及岩屑携带难度大;沙河街组地层层理、孔隙及裂缝发育,且局部井段含有油泥岩和红色泥岩,易造成井壁坍塌及缩径卡钻事故;三开定向过程中易出现"狗腿度",钻井液润滑防卡难度大....     

YM21C井盐膏层小间隙水平井尾管固井技术

YM21C井是一口老井开窗侧钻水平井,地层复杂,裸眼段存在盐层、盐膏层及膏泥岩、泥膏岩、泥岩互层,井壁脱落、掉块、缩径严重;由于调整靶标和盐膏层长期划眼,出现了3个不同B点的井眼叠加现象;井斜变化率大,大狗腿及键槽井段多,井眼质量差,起下钻阻卡严重,多次处理卡钻事故;为了平衡支撑盐膏层,钻井液采用饱和盐水钻井液体系,密度由1.45提至1.60g/cm3,划眼过程中,井下发生失返性漏失;因井下复杂,未完井电测,下入φ127mm尾管至目的层顶部,套管卡死.为了完成复杂井下条件下的尾管固井,依据固井液密度差的浮力效应,液体胶凝强度差的拖曳和黏性推移作用及有效接触时间的作用原理,采用欠饱和盐水水泥浆和黏性隔离液体系,完成了小井眼尾管固井作业.     

玉门油田青西区块易坍地层井眼坍塌周期研究

玉门油田地层的岩性复杂,砂岩、砾岩、膏盐岩、石膏质泥岩、白云岩和泥岩分布的规律性差,地层中这些岩性交互出现,加之部分构造中含有厚度差异巨大的推覆体地层,使地质预测的难度大,预测的准确性差,这种 复杂地层往往使井身结构设计、建井周期和预期目标相差非常大。由于膏盐岩、石膏质泥岩和泥岩易水化膨胀,导致井周岩石的应力状态将会发生变化,表现为坍塌压力随水化时间和地层到井轴的距离的改变而改变。因此,在考虑水化的情况下,井眼的稳定性不能用固定的坍塌压力值来表示,需要确定地层的修正坍塌压力,进而比较准确的确定坍塌周期。
     

晋古13井钻井液技术

晋古13井是华北油田一口预探井,目的层为奥陶系,完钻井深为5099 m,井底温度超过160 ℃.该井地层情况复杂,馆陶组地层有大段燧石砾岩、石英;沙河街组有多层盐岩、膏质泥岩和油页岩,易发生缩径、坍塌,邻井曾发生过缩径卡钻等事故,钻井施工难度大.该井二开强造浆地层采用劣质固相容量高的聚硅氟钻井液,三开盐膏地层采用聚磺欠饱和盐水钻井液,并配合使用甲酸钠以改善钻井液性能,增强钻井液抑制性和稳定井壁能力,四开采用低密度低固相保护油气层钻井液.应用结果表明,该套钻井液技术满足了晋古13井的地质条件,全井无事故,电测成功率为100%.     

深井巴东4井盐膏层钻井液技术

巴东4井位于塔里木盆地西南凹陷玛扎克塔克构造带乌山构造，完钻井深6800m，钻遇埋藏深、厚度大的寒武系盐膏层，其间夹杂厚度不等且裂缝发育的白云岩、红色泥岩等，易发生井壁坍塌、井漏、缩径和卡钻等钻井复杂情况，钻井液流变性维护难度大。该文介绍了成功使用欠饱和盐水钻井液及维护其流变性的方法，对盐膏层钻井作业有一定的参考作用。     

聚磺欠饱和盐水钻井液在S117井的应用

S117井位于新疆塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起南部斜坡带,是以石炭系巨厚盐体覆盖以下地层为勘探目的的一口重点超深探井.该井在5102～5236 m井段有一套以纯盐岩为主的地层,夹有膏岩和泥岩,盐膏层厚234 m.由于盐膏层埋藏深、温度高、厚度大、蠕变性强,加之与上部大段低压砂泥岩同处一裸眼井段,增加了施工难度.针对该井段盐膏层易缩径、溶解、膨胀、坍塌的特点和与上部低压层同处一裸眼井段的特殊情况,通过对该区实钻盐膏层井的资料进行分析和室内试验,决定采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系.现场应用表明,该体系性能稳定,具有良好的抗盐、抗钙、抗高温的能力,良好的流变性和润滑性能,不但安全钻过了蠕变性强的巨厚盐层,而且解决了高密度钻井液条件下上部低压力井段易发生压差卡钻的问题,首次成功地在该井下入了φ 244.5 mm和φ 273.05 mm复合套管,为今后开发塔河油田盐下油气藏提供了有力的钻井液技术保障.