塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)

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1、第29卷第2期石油鉆采工藝Vol.29No.22007年4月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYApril2007文章編號(hào):1000-7393(2007)02-0086-053塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)1233吳虎張克明劉梅全郝仕根(1.吐哈石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部油氣開(kāi)發(fā)公司,新疆鄯善838202;2.吐哈石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部鉆采工藝研究院,新疆鄯善838202;3.吐哈石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部鉆井公司,新疆鄯善838202)摘要:深井鹽膏層鉆井施工風(fēng)險(xiǎn)極大,常會(huì)引起卡鉆和套管損壞,影響安全鉆井。通過(guò)對(duì)塔河油田深井鹽膏層礦物組分、理化特征等進(jìn)行綜合

2、分析,闡明井壁失穩(wěn)的主要原因,為選擇鉆井液體系提供理論基礎(chǔ);對(duì)適應(yīng)于該段的鉆井液體系和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)處理技術(shù)進(jìn)行了探索,提出了欠飽和鹽水鉆井液技術(shù)方案,并在T913井、TK827井、TK1106井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。結(jié)果表明,井下復(fù)雜大幅度降低,鉆井周期大幅度縮短,經(jīng)濟(jì)效益較好。關(guān)鍵詞:塔河油田;深井;鹽膏層;鉆井液中圖分類(lèi)號(hào):TE245;TE254文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A深井鹽膏層鉆井是世界難題。塔河油田鹽膏面,見(jiàn)表1,鹽膏層段地層存在著較高的坍塌壓力,3層分布廣,埋深大多在5000m以下。第三系鹽層庫(kù)其當(dāng)量密度數(shù)值可達(dá)到1.28～1.30g/cm左右,高車(chē)坳陷及塔北隆起西北部,埋深一

3、般為3000～5500于孔隙壓力。m,屬鹽層、膏巖和軟泥巖等組成的復(fù)合鹽巖層;石表1S47井地層壓力剖面炭系鹽層主要分布在塔北隆起、塔河兩岸和塔東北深度孔隙壓力坍塌壓力破裂壓力上覆壓力-3-3-3-3的滿(mǎn)加爾凹陷北部,埋深一般在5100m以下,基本/m/g·cm/g·cm/g·cm/g·cm以純鹽為主;寒武系鹽層分布在巴楚地區(qū)和塔中,埋25001.0520.991.9302.2830001.0850.891.9312.30深4200～6000m,厚度為幾十米到幾百米,巖性以35001.1000.911.9732.32鹽巖、膏巖與泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等呈不等厚互層。在430

4、01.1501.171.9592.35塔河油田鹽膏層段鉆井和完井施工中,常出現(xiàn)井眼45001.2501.261.9572.35縮徑、坍塌、溶解、卡鉆、套管擠毀等復(fù)雜問(wèn)題。48001.2401.251.9732.3650001.1901.302.0042.371復(fù)雜事故原因分析53001.1801.181.9792.3855001.1001.071.9592.39鹽膏層發(fā)生復(fù)雜和事故的最主要原因就是井壁失穩(wěn),即井壁巖石剝落、坍塌,形成大肚子井眼,如1.2巖屑膨脹實(shí)驗(yàn)和分散實(shí)驗(yàn)分析S47井井徑達(dá)546mm,擴(kuò)大率達(dá)154%;S62井三開(kāi)為了使鉆井液體系優(yōu)選和配方優(yōu)化具有較

5、強(qiáng)的最大井徑達(dá)570mm,擴(kuò)大率達(dá)164%。原因是井壁針對(duì)性,首先對(duì)塔河油田易塌井段進(jìn)行巖屑膨脹、分鹽膏吸水膨脹、縮徑,或者是在同一裸眼段內(nèi)兩者兼散室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和黏土礦物分析,用分析結(jié)果優(yōu)選鉆井而有之。井壁失穩(wěn)機(jī)理主要有2個(gè),一是地層因素,液體系。對(duì)S47井易擴(kuò)徑地層泥頁(yè)巖取樣,并分別即地層力學(xué)因素、化學(xué)因素、或者兩者耦合結(jié)果;二進(jìn)行膨脹和分散性實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下:膨脹實(shí)驗(yàn)測(cè)定是鉆井工藝因素。為了確定鹽膏層段井壁失穩(wěn)的主4596～5188m處三疊系、石炭系泥頁(yè)巖絕對(duì)膨脹率要機(jī)理,做了如下分析。為4.2%～5%,分散性實(shí)驗(yàn)測(cè)定毛管吸吮(CST)值1.1建立三壓力剖面為116～2

6、66s,綜合以上數(shù)據(jù)得出三疊系、石炭系泥利用鹽下井S47井測(cè)井資料分析模擬其壓力剖頁(yè)巖屬中等膨脹和中等分散泥巖。3作者簡(jiǎn)介:吳虎,1976年生。2001年畢業(yè)于西南石油學(xué)院鉆井專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)工作。電話:0995-8379652,E-mail:uk123456789@126.com。吳虎等:塔河油田深井穿鹽膏層鉆井液技術(shù)871.3黏土礦物分析頁(yè)巖中,泥頁(yè)巖的水化膨脹和水化分散就不可避免,對(duì)4596～5085m井段灰色泥巖巖屑樣品進(jìn)行因此黏土礦物的水敏性是引起井眼失穩(wěn)的必然原X-射線衍射分析,結(jié)果(表2、表3)如下:地層黏土因?？偭繛?5%～62%,黏土礦物以伊/

7、蒙混層和伊利(3)地層坍塌壓力較高,現(xiàn)場(chǎng)使用鉆井液密度石為主,兩者合計(jì)達(dá)70%以上,隨井深增加,伊/蒙偏低,加之起鉆抽吸,易導(dǎo)致突發(fā)性大面積坍塌。混層增多且混層比增大,伊利石、綠泥石、高嶺石隨(4)鹽膏層水溶,加之鉆井液的長(zhǎng)時(shí)間沖刷,造之降低。成井壁擴(kuò)大。表2全巖礦物X-射線衍射分析結(jié)果%2研究思路及對(duì)策井深/m石英方解石斜長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石白云石黏土4596～46103161622.1技術(shù)研究思路4923～4929358156在防止井壁失穩(wěn)技術(shù)方面,前期的鉆井作業(yè)主5075～50852911121245要是從抑制水化和抑制分散兩方面入手,但水基鉆表3黏土礦