塔里木山前构造复杂地质条件下的钻井液技术在大古一井的应用

塔里木盆地山前构造带是国内钻探难度较大,难题较集中的地区之一。该地区地质条件极为复杂,上部为高陡地层,下部为多套高压盐水层、复合盐层、漏失层、坍塌层及高压气层,地层压力系数高。由于地应力大,裂缝发育,采用高密度钻井液钻遇盐岩、盐膏层、易塌页岩、大倾角易破碎地层时,极易发生井漏和井下出盐水,造成漏、塌、斜、涌、卡钻等复杂情况,严重时解卡无效只能被迫采用侧钻,严重制约了钻井生产速度的提高。介绍了天山南构造带超深井大古一井钻井过程中,针对多套高压盐水层,采用乳化石蜡封堵防塌、非渗透成膜钻井液提高地层承压能力、膨胀型堵漏三道新工艺技术,成功地解决了井塌、井漏、钻井液污染等复杂问题,使山前构造带超深井钻井液技术迈上了一个新台阶。     

河坝1井复杂地层钻井完井技术

河坝1井是川东北地区的一口重点区域探井，完钻井深6130．00m。该井地质情况非常复杂，上部陆相地层高陡构造倾角大，坍塌严重；下部海相地层含多套压力系统，且存在含硫化氢的超高压天然气层、盐水层、盐膏层以及易漏失地层等，在钻井施工中出现多次井壁严重垮塌、井漏、喷漏同存、气侵，甚至出现卡钻等井下复杂情况和事故。深部井段由于钻井液密度高．钻井周期长，不但给钻井液的维护和处理带来了极大的困难．而且造成钻具、套管磨损严重。河坝1井采取了优选钻具组合、钻井参数、钻井液体系以及水泥浆体系等技术措施，并采用了系列钻井新工艺、新技术．历时1241．96d．钻至设计井深，发现了两个高压气层及数个含气层。详细介绍了该井钻井作业中存在的技术难点及采取的技术措施。     

河坝1井钻井设计与施工

河坝1井是中石化在川东北地区的一口重点探井，在钻井过程中钻遇了砾石层、山前高陡构造带、盐膏层，井底温度高达152℃，对钻井液性能要求高，且易导致机械钻速降低，钻井周期过长。针对以上问题，应用新技术、采取科学钻井方法及相应的技术措施，提高了深探井钻井速度、确保了钻井安全，并提出加强探井地质预报的科学性及钻井工艺的跟踪研究的建议。     

王58区块钻井技术研究与应用

王58区块地质构造复杂,钻井施工中存在着轨迹控制难度大、井壁稳定性差、易发生井漏等施工难题.为解决井身轨迹控制难题,应用了复合钻井技术.为了提高钻井液的防止压差卡钻、稳定井眼和抗盐膏层污染能力,选用了聚硅醇钻井液,同时对钻井液配方进行了优选.应用结果表明,优选出的聚硅醇钻井液配方满足了该区块的钻井施工要求;防压差卡钻技术、井壁稳定技术、抗盐膏层污染技术等的应用确保了该区块钻井施工的安全,减少了复杂情况的发生;采取承压钻井液技术,避免了井漏的发生,保证了长裸眼的顺利施工;表面活性剂提高了钻井液的稳定周期.     

金河1井有机盐氯化钾高密度钻井液技术

金河1井是位于准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜沙湾组断鼻构造上的一口探井.完钻井深为2 225 m.由于该构造地层压力系数高、地层倾角大、成岩性差、破碎严重,黏土矿物中蒙脱石含量最高达70%以上,钻进过程中频繁出现卡钻、垮塌、井漏等复杂事故.采用有机盐KCl钻井液,在高密度下兼顾钻井液抑制性、流变性、封堵防塌性,实现了钻井作业零事故.经现场应用表明,有机盐KCl高密度钻井液顺利钻穿金河1井高陡山前构造安集海河组700m厚地层,钻井作业中井壁稳定、井眼畅通;全井流变性能优良易控,钻进中扭矩平稳,砂样代表性好,钻屑基本呈原生片状且棱角分明,电测井径规则,钻井液封堵能力强,在完井液中不添加堵漏剂的情况下承压能力达到4MPa,电测一次成功率为100%,下套管固井一次成功,钻井周期仅为110d.     

库车山前超深超高压盐水层安全钻井技术探索

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,层间超高压盐水普遍发育,纵横向规律性差,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中超高压盐水侵入井筒后,钻井液性能恶化,导致喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。结合超高压盐水层钻井特征,通过分析超高压盐水赋存的圈闭特点及实钻情况,在钻井液的盐水污染容量限实验模拟和评价的基础上,开展了超高压盐水层控压排水技术的探索与实践,形成了控压排水配套新技术,通过控制节流阀调节井口回压和钻井液排量等手段,让地层盐水按一定比例均匀侵入到环空钻井液中,单次放水量不超过环空钻井液量的10%,多次放出盐水,降低高压盐水层的地层压力系数。解决了库车山前超深超高压盐水层安全钻井难题。现场试验表明,采取合理的控压排水方法能够降低盐水层的压力,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全的井筒状态。      

中秋区块ZQ2井盐膏层水基钻井液技术

中秋区块为塔里木油田3000万吨产能建设重点区块。塔里木油田山前井盐膏地层因地质条件复杂,普遍使用油基钻井液钻井。ZQ1井盐膏地层亦使用油基钻井液,因新近系苏维依组存在低压层,在钻进过程中发生井漏,使用油基钻井液堵漏成功率低,耗时达60多天。为有效解决油基钻井液盐膏层阻卡、堵漏成功率低、钻井液成本高等问题,决定在ZQ2井吉迪克组高压盐膏层和苏维依组低压易漏层采用水基钻井液套打技术。ZQ2井盐膏层水基钻井液技术有效解决了吉迪克组“盐、膏、泥”污染导致的钻井液流变性和失水造壁性控制难的问题,采取主动防漏技术顺利钻穿苏维依组低压易漏层,未出现盐间“软泥岩”堵地面管汇的问题,钻井液性能稳定,井眼畅通。该技术为加快塔里木油田3000万吨产能建设提供了新的可行的钻井液技术思路。     

准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜精细控压钻井技术应用探讨

霍尔果斯背斜山前构造古近系地层具有构造高陡、地层破碎、水敏性强等难点,通过优化井身结构、采用油基钻井液及Power-V垂钻系统有效解决了上述难点,但针对紫泥泉子组地层钻井液安全密度窗口窄的难题,未有解决方法。针对紫泥泉子组地层钻井液安全密度窗口分析,提出采用精细控压钻井技术,有效控制井底压力在安全钻井作业窗口范围,有效解决南缘霍尔果斯背斜紫泥泉子组地层"漏涌"窄密度窗口的难题,并初步提出了相应的控压钻井技术方案。     

塔河油田盐下区块盐膏层钻井液技术

塔河油田第三系地层存在大段的膏盐层,并夹杂盐岩层、膏泥岩和"软泥岩",属于典型的复合盐岩层.钻盐膏层时井下事故频繁,特别是当钻开井眼后,盐膏层蠕动,常造成井眼失稳、卡钻、固井后挤毁套管等事故,钻井完井复杂情况和井下事故形态可概括为"溶、缩、塌、胀、漏、卡、喷、损"8个字,给钻井带来重大经济损失.通过研究与现场实践,形成了先期承压堵漏技术和聚磺硅酸盐欠饱和盐水钻井液体系等一套完整的钻盐膏层的钻井液工艺技术措施.现场应用表明,该套技术措施能够顺利钻穿埋藏深的盐膏层,方案合理、技术措施得当,解决了盐膏层的蠕变;合理控制Cl-含量,加上先期承压堵漏工艺技术的实施,钻井液密度可逐渐降低至1.65～1.68 g/cm3,改变了过去专封专打盐膏层必须下套管的做法,实现长裸眼井身结构,解决了钻盐下区块目的层的难题,满足了钻井施工及地质的要求,节约了钻井时间,降低了钻井成本.     

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。     

新疆呼图壁储气库钻井液技术

新疆呼图壁储气库井上部井段阻卡频繁,安集海河组泥岩地层易发生剥落、掉块和散塌,三开高密度钻井液由于存在较强的水敏性泥岩污染,维护困难。为减少钻井工程中的复杂事故,采用了强抑制性钻井液体系,包括钾盐钻井液、钾盐-有机盐钻井液、钾盐-双膜屏蔽钻井完井液等,成功解决了各开次钻井液的技术难点,减少了钻井复杂事故,缩短了钻井周期,在目前开钻的10口储气库井中,顺利钻穿安集海河组6口,已完钻3口,其中发生卡钻事故1井次、井漏2井次,完钻井的平均钻井周期为137 d,而以往的勘探开发井发生卡钻15井次、井漏9井次,且阻卡频繁,平均钻井周期为195 d。总结出一系列针对性的技术措施并进行了广泛应用。     

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.     

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。     

克拉2号气田盐膏层高压气层钻井液技术

克拉2号气田为国家“西气东输”主力气田之一,位于塔里木盆地南天山造山带南侧库车坳陷北部克拉苏构造上。克拉2号气田下第三系存在大段盐膏层,下第三系和白垩系存在多套压力高、安全密度窗口小的气层,这些地层易缩径、垮塌,易漏易喷。塔里木油田钻井液技术工作者总结克拉苏地区钻探经验,在对克拉苏2号构造带地质情况进一步认识的基础上,引进多元醇等材料,优选出强抑制、强封堵、流变性好、泥饼质量好、滤失量较低的高密度多元醇饱和盐水稀硅酸盐KCl聚磺钻井液配方。经过现场调配,该套钻井液技术在克拉203井和克拉204井应用成功,解决了膏盐层、盐岩层的缩径、垮塌问题,易漏性砂岩地层的防漏问题,同时使用配套工程措施,较好完成了钻井任务,缩短了钻井周期,提高了综合经济效益。     

陕北横山区块水平井钻井液技术

横山区块气井水平井位于靖中北偏南地区,四开井身结构简化为三开井。该井钻井液技术难点包括:直井段浸泡时间长,长裸眼入窗井壁稳定性差、润滑防卡难度大;斜井段为防塌提高钻井液密度易造成刘家沟发生漏失,在60°～85°斜井段穿越大段易塌煤层;水平段长且轨迹调整频繁、易塌泥页岩钻遇率高。针对以上情况,采取了以下措施:优化直井段清水聚合物防塌配方;对刘家沟井段进行工艺承压堵漏,提升易漏地层承压能力;斜井段采用防塌抑制性强、悬浮能力好、泥饼黏滞系数低、流变性稳定、抗污染能力强的无土相复合盐水钻井液;水平段采用复合盐酸溶暂堵钻井液,保证了该井的安全施工,各井段井径扩大率小,电测、下套管均顺利。     

塔北奥陶系可控状态下的边漏边钻技术

塔北塔河油田的奥陶系碳酸盐岩地层,井深通常在5500m以上,溶洞、裂缝比较发育,钻进过程中钻井液经常有进无出,有时"上吐下泻",很难找到钻进平衡点。通过采用地面设备(旋转防喷器等)控制井口回压,配合改进的反循环压井技术,在边漏边喷的特殊工况下继续钻进,有效地减轻了对地层的污染。主要介绍了边漏边钻工艺设计、工艺操作要求和现场实施情况。边漏边钻工艺技术的实施,顺利钻穿了溶洞、裂缝型地层,完成了钻井地质任务。可控状态下的边漏边钻工艺作为一种非常规的钻井技术,为复杂地层的顺利钻进、油气层的发现及打开更多产层提供了有效的措施。     

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。     

海坨子地区防漏堵漏钻井液技术

海坨地区位于松辽盆地南部中央坳陷，该井区由于漏失严重．钻井施工困难，部分探井被迫中途完钻。对海坨井区漏失现状和发生井漏的原因进行了分析。通过室内试验研究出了适合该地区的防漏、堵漏钻井液工艺技术，并进行了现场应用，取得了良好的效果。现场应用表明，该桥接防漏堵漏钻井液技术可以很好地解决海坨地区井漏问题，既可在钻进过程中防止井漏，也可以在已发生漏失的井中进行有效堵漏；配制简单，施工方便，与井浆无明显的化学作用，对钻井液性能无破坏性影响，不污染油气层，对环境无毒、无污染，应用范围广．价格合理。     

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。     

泡沫随钻堵漏钻井液体系

针对冷家油田老区块胶结差、破碎地层的井漏问题,通过分析井漏原因,制定解决对策,优选出泡沫聚合物钻井液体系和高效随钻堵漏剂CLPA-1。通过室内实验,选择XC与CMC按1∶2的比例复配作增黏剂,SMP-1、SAS、CMS按0.75∶0.5∶1的比例复配作降滤失剂,发泡剂和稳泡剂的浓度约为0.025%。CLPA-1是一种由预交联凝胶颗粒、吸水性树脂和高分子聚合物为基本材料合成的随钻堵漏剂,其瞬时滤失量小,在加量为3%时堵漏效果好,承压达到5 MPa;为提高滤饼承压能力,体系还加入了2%超细碳酸钙。介绍了该体系在冷42-41-164CH和洼60-H2302井的成功应用情况;在该油田其他相同区块易漏层应用的8口井,提前防漏效果显著,预防井漏发生4口井,井漏后一次堵漏成功3口井,且堵漏后再钻无漏失情况,堵漏成功率大于80%。该微泡沫低固相聚合物体系和随钻堵漏剂CLPA-1,利用密度控制技术,能解决亏空、胶结性差、存在微裂缝的老区块二次开发中产生的井漏难题。