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.     

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。     

务古4井复杂深井钻井液技术

务古4井为一口重点探井,完钻井深5 750 m。该井二开裸眼井段钻遇巨厚层泥岩,选用聚磺钻井液体系,解决了地层严重造浆及井眼稳定问题;三开裸眼井段存在多套压力系统和多处断层,钻遇石膏、含膏泥岩、大套玄武岩以及凝灰岩和碳质泥岩等地层,特别容易发生坍塌和井漏,井壁极为不稳定。现场采用有机盐钻井液体系,有效解决了石膏、膏泥岩污染和严重井壁垮塌导致的大段划眼、严重蹩钻及遇阻卡等复杂问题;添加低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂及复合堵漏剂,提高井壁的承压能力,解决了三开施工出现的压差卡钻风险,确保了钻井安全顺利,完井电测一次成功,钻井周期大幅度降低。     

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。     

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。     

东营凹陷沙四段膏盐岩地层卡取方法

膏盐岩地层容易引起钻井井下复杂事故的发生,因此采用适当的方法及时、准确卡取膏盐岩地层具有重要意义。结合东营凹陷沙四段膏盐岩地层岩性特征分析,探讨了钻前综合分析预测与随钻对比相结合,实时根据钻时、电导率、氯离子质量浓度以及钻井液特征,并参考HF滴定是否反应的膏盐岩地层综合卡取方法。研究得出,钻遇膏盐岩地层时钻时下降至小于上覆泥岩基值的70%或小于10min/m;钻井液的电导率相对于上覆泥岩围岩明显上升,升高幅度一般为5%~35%;钻井液氯离子质量浓度相对于上覆泥岩围岩明显增加,主要集中在9000~20000mg/L;钻井液粘度升高,升高值为4~184MPa·s,钻遇厚层膏盐岩地层时,钻井液密度升高,通常升高值为0.01~0.06g/cm3;同时,利用HF和不同岩性化学反应的结果也可以有效识别膏盐岩地层。现场L 760井、T 190井的实际应用表明,该方法不但能够准确识别东营凹陷膏盐岩地层,而且可操作性好,便于现场应用。     

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。     

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.     

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。     

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。     

文301井钾基聚磺饱和盐水钻井液技术

文301井为评价井．位于东渍凹陷文西断层下降盘文301断块．完钻井深为4000m．穿过S1段盐层、S2段上部盐层、S3^2段盐层、S3^3段盐层等多套盐膏层．累计厚度达998m．且盐间物性差别很大．泥膏盐较多，断层多．易盐溶、坍塌、缩径．地层条件相当复杂。针对纯度低、盐层薄的Sl段盐层．采用淡水复合胶液钻井液．针对埋藏深、厚度大的S3^2段、S3^3段破碎泥膏盐混杂结合体．配制钾基聚磺饱和盐水钻井液．从而抑制了盐膏泥层水化膨胀，防止了因层间膨胀性不一致而引起的地层掉块、坍塌．保证了井壁稳定，井径规则．满足了合长盐层段深井优质、安全、快速施工的要求。     

渤海湾超深井牛东1井钻井液技术

牛东1井完钻井深为6027m,井底温度达203℃.该井沙河街组地层复杂,膏岩段长,地层应力大,泥岩水敏性强,极易垮塌掉块;雾迷山灰岩存在破碎带,垮塌严重;三开井眼大、裸眼段长,携岩困难,井壁稳定性差.针对该井地层特点,三开、四开使用了强抑制抗高温携岩性好的复合有机盐钻井液,解决了沙河街组地层特殊岩性井段垮塌的难题,五开使用耐高温抗污染防塌钻井液解决了灰岩破碎带垮塌难题,保证了这口高难度井的各项施工安全.     

S115井承压堵漏及盐膏层钻井液技术

塔河油田古生界石炭系地层存在膏盐岩层，埋深为5175～5304m，厚度达130m。该膏盐岩层纯而且集中，钻井过程中极易发生溶解、膨胀、井眼缩径、井壁坍塌，造成起钻遇阻、下钻遇卡等现象。决定采用欠饱和盐水钻井液和配套的钻井技术措施。钻进盐膏层时，保持钻井液性能稳定，控制钻井液密度，以平衡地层压力，抑制盐膏层的蠕变；及时检测Cl^-含量，将Cl^-含量控制在160000～175000mg／L之间，保证适度溶解盐膏层井壁，防止缩径发生复杂情况；对于漏失层采用全井分段间隙式堵漏工艺，每次泵入量不宜太多，泵速不宜太高，按照“少量多次”的原则进行憋压。现场应用表明，该钻井液体系和配套的钻井技术措施，满足了盐膏层钻进，保证了盐膏层上部地层的稳定，井眼无坍塌现象，盐膏层钻进顺利，无阻卡现象，5次电测均一次到底，下套管、固井施工顺利。     

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。     

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     

乌兹别克斯坦费尔甘纳地区吉达4井钻井液技术

吉达4井位于乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造,是中石油部署在该区块的第二口超深探井.该区块地质结构复杂,储层埋藏深度在5 700～6 500 m左右,井底温度超过160 ℃,钻井液密度高达2.38～2.43g/cm<'3>,属高温、高压、高含盐、高含硫深层低渗油藏.上部和深部井段均存在高压盐水层和大段盐膏层,钻井过程中极易发生盐水侵、盐结晶、石膏层蠕变缩径、卡钻等井下事故.针对地层复杂情况,该井从三开井段开始使用欠饱和盐水聚磺钻井液.现场应用结果表明,该套钻井液在井底温度超过160 ℃时性能稳定,抑制性好,抗盐钙污染能力强,满足了"四高一超"(高温、高压、高密度、高含硫、超深井)条件下的润滑防卡、井壁稳定、流变性控制等一系列技术难题,未发生任何井下事故,实现了钻探目的,满足了施工要求.     

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。     

西部新区复杂地层钻井液技术

塔里木盆地、准噶尔盆地和河西走廊地区等42个新勘探区块,总面积为220000 km2.这些区块由于构造运动剧烈,断层多,地层倾角大,易井斜.三叠系地层疏松易垮塌,并存在大段含不等径砾石或砾石夹层,钻井过程中极易出现井斜、漏失、井壁垮塌和卡钻等复杂事故;由于井壁垮塌严重,造成井径扩大,极易发生埋钻具事故,严重影响了钻井速度,致使钻井周期长,套管磨损严重.为了更好地满足钻井工程的需要,在分析西部新区地质结构特点的基础上,对巨厚砾石层和大段盐膏层井段钻井液技术难点进行了论述,提出了钻井液体系选择及钻井液性能推荐数据以及钻井液技术处理要点与措施,最后,还对钻井液技术管理与研发方向提出了意见和建议.     

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。      

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。