复合盐层井壁失稳机理及防塌钻井液技术

针对两伊(伊朗、伊拉克)边境A&M油田复合盐层钻井过程中存在的稳定井壁技术难题,采用X线衍射、扫描电镜、滚动分散及膨胀实验测试复合盐层的矿物组构和理化性能,分析井壁失稳机理。制定"强化封固井壁作用—抑制复合盐层溶解及水化—化学位活度平衡—合理密度支撑井壁"多元协同防塌钻井液对策,优选出适合复合盐层钻井的封堵剂和无机、有机复合盐等关键处理剂,构建密度为2.3 g/cm3的多元复合盐水钻井液。研究结果表明:该钻井液黏度低,切力适中,有效地控制当量循环密度;高温高压(120℃,3.5 MPa)下滤失量为7.0 m L,滤失造壁性优良;不同矿物组成的复合盐层岩样在钻井液中的回收率均在90%左右,有效抑制复合盐层的溶解、分散;对宽度为200μm的裂缝的封堵承压能力达到5.5 MPa以上,具有优良的随钻封堵性能,可满足复合盐层钻井技术需求。

复合盐层多元协同稳定井壁钻井液技术

复合盐层性质复杂,钻井过程中易发生井壁失稳.通过分析多个地区复合盐层的矿物组成、微观结构、理化性质及界面力学特性,探讨了井壁失稳机理.结果表明,地层孔隙和微裂缝发育、盐岩蠕变及溶解、膏泥岩水化是造成复合盐层井壁失稳的关键原因.提出了强化钻井液封固井壁作用-抑制盐膏溶解与膏泥水化-水活度平衡-有效应力支撑“多元协同”稳定井壁钻井液技术对策.依据水活度对泥岩水化膨胀和分散的影响规律,明确了钻井液水活度安全窗口的设计依据.针对中东地区M油田、乌兹别克斯坦H-S油田以及中国新疆地区复合盐层井壁失稳问题,采用“多元协同”稳定井壁技术对策,设计了相应的防塌钻井液体系.现场应用表明,该技术可有效提高复合盐层井壁稳定性,大幅减少井下复杂事故,提高钻井作业效率.

复合盐层取心钻井液技术

中原油田文东地区主要油气层为沙三中亚段地层,岩性为灰色、深灰色泥岩、夹砂质粉砂岩、油页岩及盐岩。北部沙三段发育两套巨厚盐岩层,上部为文9盐层,下部为文23盐层,沙三中段地层夹于这两套盐层之间,称为盐间油气藏。该油气藏开采多年,为寻找后备储量决定在文东地区沙一盐层和文9盐层段取心,寻找白云岩储层。 由于盐层胶结差、易碎、易溶于淡水,因此,在淡水钻井液中取心,不采取相应的措施,可能达不到预期的目的。首先是收获率低,不能准确反映地层情况;其次是盐心直径不能保证,不利于岩心的取样分析;其三是滤液直接渗入岩心,影响岩心的含油、气、水情况分析。

库车坳陷复合盐层高密度环保钻井液技术研究

通过对处理剂环保性能评价及作用效果优选、高密度环保钻井液配方及其钻井液的流变性、失水性、抗温性、抑制性、抗污染等综合性能评价等一系列实验研究,形成了一套适合山前构造带的环保钻井液体系。该钻井液具有无毒、易降解、密度高(2.0g/cm3和2.3g/cm3)、高温高压失水低、流变性好、抗高温可达130～140℃,性能稳定,抑制性、润滑性能好,抗污染能力强,既能够满足复合盐层钻井工程需求,又具环保性能好的特点。

东秋五井复合盐层钻井技术

论述了塔里木盆地第三系复合盐层的基本特征及对钻井工程的危害；通过东秋五井的钻井实践，总结出一套复合盐层钻井技术措施。

抗高温高密度饱和盐水聚磺钻井液的高温稳定性

针对高密度饱和盐水磺化钻井液抗高温稳定性差这一问题,通过对其机理进行分析,优选出了抗盐抗高温稳定剂A,并在此基础上进行改进,得到了抗盐抗高温稳定剂B。研究结果表明,在"三高"磺化钻井液中加入改进后的抗盐抗高温稳定剂B后,钻井液的终切力降低幅度超过50%;经170℃老化5 d后,钻井液的流变性、高温高压滤失量变化较小,克服了高密度磺化钻井液高温稳定性差、高温高压滤失量难以控制、维护处理等问题。

地质工程一体化漏失机理与预防措施

塔里木库车山前古近系复合盐层严重漏失给安全钻井带来了巨大挑战。针对库车山前复合盐层重点漏失层段,分析漏失段地质特征、地质力学特征,结合钻井施工参数,判断漏失类型,分析易漏岩性组合分布与漏失压力,探讨预防钻井液漏失方法。研究结果表明:膏盐岩段盐岩夹含盐泥岩、含膏泥岩,膏质泥岩夹泥岩、灰质泥岩是主要漏层岩性组合,宏、微观分析可见天然裂缝不发育,物性测试表明孔渗较低,不具备直接发生漏失的原有物质基础;含膏泥岩、含盐泥岩抗拉强度0.61~1.12 MPa,平均值0.946 MPa,在压力作用下易产生裂缝;钻井液平均漏速小于20 m^(3)/h,具有微漏~小漏特征,通过降排量降密度可有效缓解漏失。通过盐间漏失层地质、地质力学、工程特征分析,认为复合盐层漏失为诱导破裂型漏失,漏失压力为地层破裂压力,约等于水平最小地应力,并通过模拟应力场数据与实钻漏失点数据对比进行验证。综上分析,明确膏盐岩段易漏岩性组合分布和建立复合盐层黏弹性三维地质力学模型求取水平最小地应力是预防复合盐层漏失的关键,对减少盐间漏失具有重要意义。

羊塔克凝析气田优快钻井技术研究与实践

羊塔克凝析气田位于塔北隆起羊塔克构造带1号构造东端,地质条件复杂,上部地层易垮塌、缩径,起下钻阻卡严重,平均机械钻速低。下第三系软泥岩、复合盐层缩径与井漏并存。本文对羊塔克地区已完成井的资料进行了综合性的分析和研究,并结合羊塔克1-10井的钻井施工情况,对羊塔克凝析气田优快钻井技术进行了认真地总结,确定了一套适合该地区地层特点的施工技术,为该地区以后的钻井施工提供了可靠的依据。

山前高陡构造复杂井东秋6井钻井实践

针对塔里木油田山前高陡构造钻井施工难度大、事故复杂时效高、钻井速度缓慢等问题,开展了以垂直钻井、优质高效PDC钻头、复合盐层钻井技术等为主要内容的先进技术的应用。以东秋6井为例,从山前高陡构造复杂井钻井关键技术、钻井施工过程等方面进行了论述。应用结果表明,这些技术很好地解决了塔里木山前高陡构造的高速、高效、安全钻进问题。

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。

YM7-15H井钻井完井液技术

YM7-15H为塔里木盆地塔北隆起轮台凸起英买7潜山构造带的一口开发水平井,设计垂深5249.1m,斜深5580.77 m。由于地层岩性复杂,地层压力系数差异大,施工中钻井液技术难度大。针对不同井段地层岩性,采取不同的钻井液体系及相应的现场维护措施,解决了上部地层易发生的阻卡、压差粘卡、泥包、地层缩径、盐水侵等复杂情况和盐膏地层阻卡的难题,顺利钻至目的层。

KCl欠饱和盐高密度钻井液在塔里木库2井的应用

库2井是中国石化集团公司部署在塔里木盆地天山南地区亚肯北1号构造上的一口风险探井。三开新近系吉迪克组含复合盐层,地层岩性为白灰色石膏岩,泥质石膏及盐岩。在钻进过程中易出现复合盐岩中盐的溶失,造成井壁垮塌、掉块。造成起下钻遇阻,扭矩增大等问题。本井采用KCl欠饱和盐高密度钻井液体系解决上述问题。本文讨论了该体系在本井的前期准备、使用情况及使用中出现的问题与解决方法。对钻井液使用中出现稠化现象进行分析,通过小型试验研究,采用加入表面活性剂和SF260降滤失剂的方法解决了问题。最后,对该体系的现场使用提出了认识与建议。