天山南库车凹陷复杂构造带钻井液技术

天山南库车凹陷复杂构造带上部吉迪克组地层高压盐水层极为发育、富含石膏,存在膏泥岩、膏盐层污染钻井液和缩径阻卡、高密度钻井液流变性控制困难、高压差卡钻、高密度下井漏、高温稳定性等系列难题,因此选用了钾基聚合物(聚磺、欠饱和盐水聚磺)钻井液.由于现场采用针对性的密度、流变性、膨润土含量和Cl-控制技术以及防止膏泥岩缩径阻卡、石膏侵预防和处理措施、润滑防卡控制技术,有效解决了大井眼携岩洗井、地层缩径阻卡、高密度钻井液流变性控制等技术难题,取得良好防塌抑制、抗污染效果,井径质量优质.现场应用表明,钾基聚合物(聚磺、聚磺欠饱和盐水)钻井液性能稳定,抗污染性强,多口井成功穿越了高压盐水层、高含石膏层、盐岩层和膏盐层;钻井液防塌抑制性强,井径规则;钻井液润滑防卡效果好,短程起下钻一次到底率为100%.在目的层采用乳化石蜡封堵、超低渗透成膜低伤害钻井液油气层保护技术,发现了良好的油气显示层.     

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。     

文东地区深井高密度钻井液技术

针对中原油田文东地区地层复杂,盐间高压油气井钻井难度大,极易造成井喷、井漏、划眼、卡钻等复杂情况,分析了高密度钻井液技术的难点,对深井高密度聚磺饱和盐水钻井液的配制、维护处理提出了具体的要求。三开采用高密度聚磺饱和盐水钻井液,钻进过程中加强维护处理,有效的解决了文东深井高密度钻进液的流变性、润滑、防塌、抗温等难题,降低了钻井成本。     

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。     

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。      

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.     

塔河油田盐膏层钻井液技术

塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，温度为110～130℃。钻井过程中，盐岩、软泥岩的塑性变形，硬石膏的吸水膨胀，高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染，盐岩、石膏的溶解使井径扩大，造成井壁垮塌；含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形．造成缩径和垮塌．易导致粘卡事故的发生。采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经现场应用表明，聚磺欠饱和盐水钻井液性能稳定，抑制泥页岩水化分散能力强，携岩能力强，井壁稳定，井径扩大率低，流变性好，FCLS可有效控制钻井液的流变性；钻盐层前把聚磺钻井液转换为聚磺欠饱和盐水钻井液．控制Cl^-含量大于160000g／L，钻井液具有良好的抗盐性，有效抑制膏盐层的塑性流动和盐岩的溶解；该钻井液滤失量低，具有良好的造壁性能，能够有效防止井眼扩大；该钻井液体系钻井液排放量少，处理维护工艺简单，满足了塔河油田盐膏层钻井的要求。     

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。     

高密度饱和盐水钻井液在大北30井的应用

塔里木山前克深、大北井区库姆格里姆层巨厚复合盐层发育复杂,埋藏深,盐底变化大,易塑性蠕变、造成阻卡;窄安全密度窗口导致溢流、井漏同存,钻井风险大;钻进中易造成高密度钻井液性能恶化,引起井下复杂。大北30井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北15号构造西高点一口预探井,实际盐层井段:2740-3837米,层位:库姆格列木群组。近几年山前大部分盐膏层段使用油基钻井液体系,但大北30井四开段1000米复合盐层使用水基钻井液完成。实钻中面临盐膏层段存在着长段盐岩、高盐膏层、高密度、窄密度窗口等钻井液技术难题。通过技术攻关使高密度饱和盐水钻井液体系在配制、维护、处理及现场应用得到了重大突破,四开段使用密度2.38g/cm3饱和盐水钻井液安全顺利钻穿1000米左右的盐膏层,助力该井顺利中完。     

抗高温高密度饱和盐水钻井液在川西地区的应用

随着油气勘探向着深部地层发展,钻井液面临严峻挑战,尤其是在高温、高密度、饱和盐环境下,钻井液极易发生流变性与失水造壁性失控。国内外对同时具备抗高温、高密度、饱和盐三者同存条件下的钻井液体系研究成果较少。文章通过大量基础研究,在钻井液中引入了抗温抗盐降滤失剂、高温稳定剂、除氧剂,采用激光粒度分析仪和扫描电镜优选刚性填充粒子和柔性填充粒子,最终形成了一套具有较好综合性能的抗高温高密度饱和盐钻井液体系。该钻井液体系在川西邓井关构造DT1井进行了现场应用,成功解决了国内首例井底高温(200℃)、钻井液高密度(2.22 g/cm~3)、饱和盐(210 000 mg/L)污染三者共存的特殊地质情况井的钻进作业,证明了该钻井液体系能够很好的解决高温、高密度、饱和盐环境下钻井液流变性、抑制性和失水造壁性的技术难题。     

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。     

连通盐井饱和盐水钻井液技术

采用连通井开发地下盐,即在盐层段进行水平钻井,钻井液技术更显得重要。针对舞阳、叶县地区泥页岩吸水膨胀、缩径、坍塌、盐膏层段盐溶问题,研究出了一套以抗盐聚合物A为主剂,适应于连通盐井钻井的饱和盐水钻井液。对该钻井液配方的优选及性能评价表明,饱和盐水钻井液流变性好,滤失量低,抗污染能力强,有利于井壁稳定。现场应用表明,饱和盐水钻井液能抑制盐层溶解、泥页岩水化膨胀缩径和砂岩段形成厚泥饼,利于水平井井眼轨迹控制;并且抗盐能力强,抑制效果好,携带能力强,有利于水平井岩屑床的清扫,解决了因井径扩大导致起下钻遇阻卡、事故频发、主力开发盐层捞不到盐样、水平段井眼轨迹不易控制及固井质量差等问题,压裂连通成功。     

却勒构造高密度欠饱和盐水钻井液技术

却勒构造四开地层存在大段的易水化、膨胀、分散的泥岩、软泥岩、泥质膏岩和盐层。采用抗高温抗污染能力强、抑制性强的高密度(密度为2．15～2．30g／cm3)欠饱和盐水钻井液钻进，在却勒l井和却勒4井的应用中分别出现了高粘度和低切力、高粘度和高切力、泥饼摩阻大的问题，钻井液维护处理难度大。因此，在却勒6井的钻井过程中，对高密度欠饱和盐水钻井液的配制、维护处理进行了调整。现场应用表明，高密度欠饱和盐水钻井液具有抑制性强、流动性好、润滑性好、滤失量低、易维护的特点。该钻井液有效地抑制了泥岩与软泥岩的水化膨胀分散，返出岩屑光洁度高．表面不容易被水侵入，里面发干，整体硬度较高；钻井液固相含量、粘度和切力稳定，维护处理量小。该钻井液只要维护处理得当，完全能满足该地区钻井的需要．     

深层盐膏层钻井液技术研究与应用

分析巴楚地区盐膏层矿物理化性能,针对塔里木巴楚地区盐膏层含量量大等特点,通过确定巴楚地区欠饱和盐水钻井液[Cl^-],优选有机处理单剂,高温高压流变性实验优选出一套耐温高密度欠饱和盐水硅酸盐钴井液体系,该体系具有良好的耐温,抗盐膏和抑制能力,在康－2井的大段盐膏层钻井中,共钻遇盐岩层25层,累积厚度109m,最大厚度22m,钻遇含膏岩层26层,累积厚度160m,最大厚度16m,取得了良好的应用效果,降低了成本。     

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羊塔克凝析油气田是塔里木盆地发现的第一个盐下整装凝析油气田,由于该区在第三系存在大段以盐岩、“软泥岩”、石膏及膏泥岩为主的复合盐层,埋深一般在４８０８～５３２９ｍ之间,使得第一轮探井承受了较大的风险。文中就该区复合盐层钻进中遇到的技术难题进行了分析,阐述了在盐下凝析油气藏钻探中的一些成功经验,一是钻前开展盐层分布规律及地层孔隙压力分布规律的研究,以确定合理的井身结构和必封点,实际钻进中要加强地层对比,卡好层位,防止漏封盐层;二是合适的钻井液体系及性能,盐层段宜选用高密度饱和盐水ＫＣｌ聚磺防塌钻井液体系;三是采用恰当的钻进技术措施。盐层段钻进要有钻“软泥岩”的思想和技术准备,钻进中应加强划眼和短起钻,发现任何缩径及钻穿大段盐层或“软泥岩”后都要短起钻到套管鞋内静止一段时间以检查钻井液密度是否合适等等,该套技术措施的实施,安全、快速地完成了羊塔克凝析油气田的勘探任务。     

LG37井φ177.8mm×φ193.7mm复合尾管悬挂固井技术

LG37井在四开钻进过程中钻遇漏失层、大段膏盐层、高压盐水层,井下条件十分复杂。现场决定四开钻至5900m中途完钻,下φ177.8mm×φ193.7mm复合尾管固井。采用一级三凝加砂、防窜、防漏、抗盐加重水泥浆体系,该体系具有良好的控制失水和防漏失、防窜性能;采用一次注水泥至设计返高,下入特殊厚壁高抗挤、抗硫的φ193.7mm套管至膏盐层段,在盐水层位下入管外封隔器等工艺,圆满完成了作业。该井复合尾管悬挂固井的成功经验可为同类复杂井固井施工提供借监。     

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。     

盐下复杂地层井身结构优化及突破盐丘钻井技术

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油藏属于地质奈件复杂、高压低渗碳酸盐岩油藏。开发难度大，巨厚盐丘给钻井带来许多潜在的风险，如缩径、卡钻、挤毁套管等。在分析盐下油藏地层压力剖面基础上将表层套管与首层技术套管合二为一，制定了详细的固井工艺措施，优选出了两性离子聚磺饱和盐水钻井液体系并制定了维护处理措施，使得在厚达3000m以上盐层钻进时钻井液性能稳定、井径规则、井眼畅通，解决了由盐层溶解、垮塌以及盐层塑性流动所引起的阻卡、划眼等井壁稳定问题。井身结构的简化，使钻井周期明显缩短．节约了大量钢材和水泥，产生了巨大的经济效益和社会效益。     

高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术

克深15井是塔里木油田库车坳陷克拉苏构造带中段克深15号构造上部署的一口重点预探井,存在塔里木山前高陡构造、断层、大井眼、高温、高密度、高盐膏、窄密度窗口等工程、地质、钻井液技术难题。该井优选了抗高温高密度复合有机盐钻井液技术,围绕“低活度、弱水化、低的循环当量密度”等采取井壁稳定措施,通过现场实际应用,很好地解决了高陡构造、大倾角、破碎地层井壁稳定,大井眼安全快速钻进,盐膏层、盐膏泥混层阻卡、缩径,以及揭开盐层、盐膏层、目的层钻进窄密度窗口漏失等一系列技术难题,实现了全井安全无事故,多次电测均一次成功。与使用国外油基钻井液技术的邻井相比,钻井液实际应用密度降低0.05～0.08 g/cm3,体现了该体系强抑制、低的循环当量密度以及流变性良好,抗高温和抗盐、膏、泥等污染能力强,同时该体系无毒,环境保护性能好,无荧光,利于提高固井质量,低腐蚀,保护管串性能好等综合技术特性,并实现了钻井液、完井液一体化,提高了生产时效。该井的顺利完钻,进一步证明了抗高温高密度复合有机盐钻井液体系推广应用前景广阔。      

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.