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.     

濮深16井钻井液技术

濮深16井位于东濮凹陷中央隆起带文留构造文东断层下降盘深层濮深7块,完钻井深为5 440 m.该井沙河街组自上而下分布大段盐膏层,其中文23盐埋藏深且厚度为1 201 m,盐底在井深5 267 m处,盐层段上覆地层压力大、井眼稳定性差,易盐溶、缩径,施工难度极大;沙三3含高压油气层,难以压稳,钻井液受气侵影响严重;地温梯度高,井底最高温度达到200℃;钻井液密度高,最高达2.20 g/cm<'3>.现场施工表明,该井应用聚磺饱和盐水钻井液顺利钻穿文23盐,井径扩大率仅为12.39%;在高温高密度条件下,通过用SMP-2、PHM、LP++复配饱和盐水胶液及SMT碱液共同维护处理,保障了钻井液性能稳定,抗盐抗温效果好;静止堵漏及狄塞尔堵漏方法解决了沙三段的漏失问题;用适量CaO处理CO<,2>污染可以获得较好的效果.通过应用高密度钻井液技术、穿巨厚盐层钻井液技术、近平衡钻井液技术等多项钻井液技术,保证了该井的安全施工及顺利完井.     

塔里木超深复杂井钻井液工艺技术

库1井是西北石油局在山前高陡构造上完成的一口重点探井，完钻井深6941．15m。该井钻遇了砾石层和单层厚度为135m的可蠕变膏盐层，井底温度高、压力高的高压气层和高压盐水层．钻井过程中易发生渗漏、垮塌情况。该井一、二开采用聚合物钻井液；三、四、五开采用高密度聚磺钻井液，并配合了相应的钻井液维护处理措施。现场应用表明，该套钻井液体系解决了泥岩坍塌、膏盐层溶解、蠕变造成的井眼不稳定问题，保证了φ244．5mm和φ250．8mm复合套管的入井、固井的顺利进行，克服了五开井段硬脆性泥页岩剥蚀掉块的危害，井底高温对钻井液性能的影响，解决了超深井段低排量的悬浮携岩问题，较好地保护了油气层     

塔河油田T913井承压堵漏技术研究及应用

塔河油田T913井在石炭系5285-5412m发育127m的盐膏层。钻井液密度在1．63-1．68g／cm^3才能满足盐膏层正常钻进要求，但上部井段承压能力低，容易压漏地层。因此，在分析上部地层特性的基础上，制订出适合不同地层的堵漏浆配方及施工技术工艺。采用承压堵漏技术对上部地层进行先期堵漏，以保证钻盐层过程中上部地层的稳定。施工过程共替堵漏浆494．5m^3，挤入地层204．7m^3，上部地层承压能力由1．24g／cm^3量密度提高到1．74g/cm^3当量密度，应用取得了良好的效果，满足了深层盐膏层钻进的要求，为深层盐膏层钻进要求．     

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。     

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。     

巨厚盐岩层大位移井钻井液技术

乌兹别克斯坦金戈什古里油田地层情况复杂，侏罗系地层含有巨厚盐岩层，盐层厚度为300～1800m，盐岩层斜井段长度大干1500m。施工井均为大位移定向井及水平井，主要的技术难点是定向及水平井难点和巨厚盐膏层钻井难点的结合形成的一系列技术问题。通过使用欠饱和盐水钻井液和饱和盐水钻井液技术，优化井身结构、钻具结构和钻井参数，18口井的施工，平均井径扩大率为8％，复杂、事故损失率小于0．5％，收到了良好的经济效益和社会效益。     

塔河油田深井超深井钻井液技术难点与对策

塔河油田油气埋藏深．钻遇地层多而且复杂．钻井过程中易发生钻井液漏失、井眼坍塌、卡钻等井下复杂情况和事故，严重影响了勘探开发的进程。通过技术攻关和技术引进，成功解决了塔河油田三叠系、石炭系硬脆性泥页岩地层易坍塌、奥陶系大型裂缝溶洞地层钻井液漏失、巨厚盐膏层塑性蠕变卡钻等制约塔河油田勘探开发的技术难题，使该油田井深6000m左右的开发井建井周期从原来的90d缩短到70d以内，井径扩大率由15％降至10％以内，超深盐膏层钻井成功率从2002年前不足40％提高到现在的100％，经济效益十分显著。     

塔河油田盐下探井三开长裸眼井壁稳定问题的探讨

塔河油田盐下探井设计井深在6300 m左右,三开φ 311.1 mm井段为井深3000～5300 m.在这一井段面临的井眼稳定问题主要是:①侏罗系-三叠系、石炭系上部硬脆性泥岩及二叠系玄武岩地层易剥落和掉块、坍塌,扩径严重;②需要解决裸眼段多个地层压力系统共存和地层岩性差异较大的漏失问题,目前承压堵漏工艺技术还不过关;③巨厚盐膏层的塑性变形极易导致发生缩径卡钻,由于含盐膏泥页岩中的盐溶解及泥页岩的水化分散作用易造成井壁的不稳定性.近期在φ 311.1 mm井段发生了多起事故,例S106-3井、T761井下复合套管卡钻;TK1102井、TK1103井承压堵漏后,在盐膏层钻进中又发生井漏事故等等.因此提出盐下探井三开井段井壁稳定是全井钻井液技术的关键,并针对目前三开井段存在的问题,提出了稳定该井段井壁的技术思路和措施.     

文、卫、濮结合部钻井液技术

中原油田文、卫、濮结合部地层具有中原油田各区块复杂地层的特点,即盐膏层发育,盐层厚,塑性流动性强,极易造成漏、喷、塌、卡等复杂事故。针对这种情况,在进入S_1盐层前将钻井液转化成聚磺盐水钻井波和聚磺饱和盐水钻井液,经过对该钻井液的密度、pH值、膨润土含量等性能的适当控制,顺利钻穿了盐层,井径规则。该钻井液体系维护处理方便,排放量少,满足了盐膏层钻井施工的要求。     

乌兹别克斯坦明格布拉克油田明15井钻井液技术

乌兹别克斯坦明格布拉克油田,地质构造极其复杂,井深800～3850 m存在盐水层、大段硬石膏、膏泥混杂层以及强水敏性地层,地层内CO₂气体浓度高,中下部3850～5900 m地层存在断裂带,孔洞裂缝发育,石膏蠕变缩径,高压油气水同层,溢漏矛盾突出,针对“四高一超”井（地层温度≥ 170℃、压力系数≥ 2.3、含盐≥ 20%、含硫5%～6%、超深井）施工,钻井液既要满足压稳上部高压层,又要兼顾下部低压层防漏堵漏和防H₂S需要,为解决大段石膏层蠕变缩径、高压盐水侵入造成井壁失稳垮塌以及高密度钻井液流变性调控难度大,循环压耗高,油气层保护等技术难题,通过钻井液体系优选,确定二开以下异常复杂井段采用高密度复合有机盐钻井液。现场应用结果表明,复合有机盐钻井液抑制润滑性好,抗盐钙污染能力强,固相含量低,即使在加入高浓度堵漏材料后,钻井液流变性依然可控,成功解决了该油田高密度钻井液压差卡钻、盐膏层阻卡、溢漏同层造成井下复杂事故频发以及无法钻遇深部油气层的技术难题,实现了打成目标,为后续施工提供了技术支撑和宝贵经验。      

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。     

特殊盐岩地区钻井液技术

泌阳凹陷是南襄盆地内一个次凹陷，同一井筒钻遇了多层碱岩、芒硝和石膏矿藏。由于长期注水开采，钻井过程中井涌、井漏、盐溶解等井下复杂问题频繁发生。采用抗盐PAC聚合物钻井液和饱和碱钻井液，并利用地下高压饱和芒硝水，配成了芒硝无固相钻井液。现场应用表明，芒硝无固相钻井液抑制了盐层的缩径阻卡，再配合密闭取心技术，碱心收获率大于88．9％；机械钻速由原来的3．75～5．10m／h提高到7．62～9．60m／h，钻井周期由原来的58d下降到28d左右，钻井液成本大幅度下降。     

高压膏盐层定向井钻井关键技术

Jeribe—Kirkuk储层为伊拉克哈法亚油田的主力储层之一,上覆厚约500 m、地层压力系数为2.25的Lower Fars膏盐层作为其盖层。因该高压膏盐层的存在,导致第一口Jeribe—Kirkuk定向井多次卡钻2次侧钻,第一口水平井提前下套管完井,Lower Fars高压膏盐层钻井面临极大挑战。为此,通过分析Lower Fars膏盐层的力学特性、孔隙压力、地应力大小以及岩石矿物特征,建立Lower Fars层不同岩性地层井壁稳定和井眼变形规律的数学模型和判定规则,模拟钻井过程中的井眼变形规律,有针对性地研制适用于该膏盐层定向钻井的高密度饱和盐水钻井液体系、优化定向井井眼轨迹与施工方案。研究结果表明:(1)Lower Fars膏盐层最易失稳地层为泥岩层,卡钻的主因是泥岩水化后流变性增大,导致井眼缩径,并拖拽相邻硬石膏和盐岩坍塌,加剧卡钻的风险导致卡钻;(2)Lower Fars层井壁变形失稳随井斜角和井眼钻开时间的增大而增大,随着井眼钻开时间的延长,井壁失稳的风险急剧增加;(3)筛选了适合高密度饱和盐水的聚胺抑制剂BZ-HIB及聚合物稀释剂JNJ,优化钻井液配方,可有效提高钻井液在膏盐层钻进过程中的抑制性及流变性;(4)Jeribe—Kirkuk定向井造斜点由Lower Fars层提升至Upper Fars层,Upper Fars井段造斜、Lower Fars井段稳斜,降低Lower Fars段的井斜角和定向段长度,从而降低卡钻风险。截至目前,22口井的现场应用效果表明,该区?311.2 mm井眼事故复杂得到了有效控制,其中,2016年平均钻井周期为35.8 d,同比缩短52.8%,机械钻速从平均3.3 m/h提高至7.33 m/h,提高122%,技术优化取得了明显的效果。     

一种低土相高密度抗钙钻井液体系

土库曼斯坦阿姆河右岸区块地层基莫利阶为一套盐岩及石膏岩,且含有高压盐水层,在钻进该井段时,高密度钻井液易被侵入的钙镁污染,导致钻井液的流变性、滤失量等性能发生剧烈变化,流变性与沉降稳定性更加难以平衡,易导致复杂情况发生。针对现场地层情况,研究开发了一种低土相高密度抗钙钻井液体系D-ULTRACAL,通过使用新型增黏降滤失剂DSP-1,减少膨润土的加量,提高了钻井液的抗钙能力,并保持较低的滤失量;应用钻井液密度为2.0 g/cm3,以防止井涌,稳定井壁;钻井液含有浓度接近饱和的氯化钠,可以抑制盐膏层的溶解。该体系抗温达150℃,API滤失量小于3.0 mL,高温高压滤失量小于15.0 mL ;抑制性强,与自来水相比,岩屑回收率提高率达113.7%,岩心膨胀降低率达80.5%;抗钙离子污染能力达4 936 mg/L。在土库曼斯坦阿姆河右岸区块基尔桑气田Gir-24D井的现场试验表明,该钻井液体系在钻巨厚盐膏层特别是厚石膏层时具备优异的流变性能和滤失性能,现场钻井过程顺利。      

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E_1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。      

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。     

家3-21X井仿生固壁钻井液技术

家3-21X井位于华北油田高家堡构造西北部家3断块,该井含有多个断层,在沙河街组含有大段盐膏层,出现过不同程度的井垮、井漏、缩径、电测遇阻甚至卡钻等复杂问题。为此提出了在原复合盐钻井液配方基础上引入仿生处理剂,以增强井壁稳定,同时添加NaCl,以抑制盐岩溶解的思路,并开展了室内配方优选和评价实验,形成了仿生固壁-复合盐钻井液体系。结果表明,该体系抑制性好,对复合盐岩屑的回收率高,其中盐膏岩的回收率达85%,膏泥岩的回收率达95%,较原体系明显提高;室内加入0.6% CaCl2污染,钻井液流变性能变化不大,综合性能易于调控。该体系在家3-21X井应用,井壁稳定效果好,平均井径扩大率降低幅度达62%,施工周期缩短。     

高密度饱和盐-稀硅酸盐钻井液技术

塔里木盆地巴楚地区寒武系地层组成复杂,盐岩、膏泥岩及裂缝性灰岩往往出现在同一裸眼井段,且地层压力高,在该地层钻进极易导致钻井液性能恶化,发生井下复杂情况。为有效解决这一技术难题,在对饱和盐-稀硅酸盐作用机理研究的基础上,研制出一种适合复合盐膏层钻进的高密度饱和盐稀硅酸盐钻井液配方。室内试验和现场应用证明,该钻井液具有良好的抑制性能,能有效降低盐岩和石膏的溶解;具有较好的流变性、滤失性、抗温性能和抗盐及石膏污染的能力。现场应用的欠饱和盐稀硅酸盐钻井液,很好地解决了巴楚地区复合盐膏层中潜在的复杂情况,大幅度降低了钻井液成本。