国内外盐膏层钻井液技术分析

盐膏层作为一个世界性技术难题,国内外油田在油气勘探开发的钻井过程中均不同程度钻遇了盐膏层,且许多深部盐膏层井因井眼稳定原因被迫提前完钻,或因盐膏层的蠕变发生套管挤毁而报废,浪费了大量的人力、物力和材料,严重影响着盐下油气资源的勘探开发。从盐膏层特性出发,从钻井液角度全面总结分析了盐膏层作业工程中出现的技术难题,并对国内外盐膏层钻井液技术和现场应用案例进行了介绍,同时对深水盐膏层钻井液技术后期的解决方式提出了技术思路。

复杂盐膏层定向井固井工艺探讨

伊拉克某油田盐膏层定向井的9-5/8″套管固井面临诸多技术难题:定向井段复合盐膏层段长且蠕变压力高,漏失压力当量密度和钻井液密度仅相差0.1 g/cm3左右,极易发生井漏;该井段下部压力系数高达2.25的高压盐水固井期间外窜导致固井质量差、溢流频发及技术套管环空带压;高密度水泥浆配置难度高,可泵性差;固井前循环排量受限,清洗效果差;盐膏层在定向段暴露面积增大,加大了清洗难度;高密度饱和盐水钻井液和高压盐水氯根含量高,与水泥浆接触后,水泥浆存在超缓凝现象。现场通过选用合适的水泥浆体系及加重材料,并采用了双压稳固井技术和其他一系列技术措施,保障了固井作业的安全顺利完工,且固井质量良好。本井的固井作业经验可以为M油田复合盐膏层地层定向井固井及其他类似井的作业提供参考。

盐膏层双级固井设计方法及施工措施应用

双级固井在钻井的固井工艺中是比较常见的固井工艺。然而双级固井应用在盐膏层地层中又有很多的困难和难点。为此,重点研究了盐膏层双级固井的设计方法并在实践中总结出了较为成功的施工措施,旨在为相关领域的专业人士提供参考和借鉴。

液压扩眼工具在塔东盐膏层的应用

盐膏层蠕变会引发井眼环空间隙缩小,导致卡钻、钻具下入困难以及固井质量差等问题,对钻完井作业存在长期威胁。Y1井是塔里木盆地北部坳陷阿满过渡带的一口定向井。地质预测Y1井石炭系标准灰岩段以下(4768m~4814m)发育含膏岩层,为了避免钻井过程因盐膏层蠕变发生井下复杂事故,对盐膏层井段进行扩眼作业。本文结合液压扩眼工具的现场应用和施工工艺,对扩眼工具性能进行分析。现场应用表明,扩眼技术是解决盐膏层蠕变的有效技术手段,可为深井盐膏层钻井提供技术支持。

伊拉克Missan油田BU区块钻遇盐膏层超高压流体圈闭的钻井技术探讨

伊拉克Missan油田复合盐膏层段含高压盐水层,其中BU区块某井12-1/4"井段钻遇含有超高压流体圈闭,使得本井段作业无安全钻井液密度窗口,作业中气侵、盐水溢流、井漏、缩径等井下复杂频出。后续钻进期间采取严格的ECD控制技术,简化钻具组合并优化参数;非钻进期间分层浆柱稳定井眼,分段控制起下管柱速度等措施,避免了局部超高压流体地层导致的涌、漏、卡等井下复杂,保障了井眼作业安全,积累了油田内相同井况的作业经验,同时也为其他油田同类地层提供了作业思路。

盐膏层固井难点及应对措施研究

盐膏层固井是石油工程中的重要环节,其重要性在于保证井筒的稳定性和提高油气开采效率。然而,由于盐膏层的形成机制及其特点,固井过程中存在许多难点,如井壁稳定性差、固井液体系选择困难等。目前,国内外对盐膏层固井的研究主要集中在优化固井液体系、改进固井工艺技术、加强质量评价与监测以及开展数值模拟研究等方面。通过这些措施,可以有效解决盐膏层固井的难题,提高固井质量和效率,为油气开采提供有力保障。

伊拉克某油田盐膏层定向井套管变形原因分析及预防措施

伊拉克某油田Lower Fars地层巨厚复合盐膏层约800m,盐膏层蠕变压力高,套管受蠕变挤压导致变形甚至挤毁的风险较大,而且盐膏层定向井的套管挤毁风险要比直井更大。文章以55H井套管变形井下事故为例,分析盐膏层定向井φ244.48mm套管变形原因,并提出预防盐膏层段套管变形的措施,为本区及其他盐膏层区块防范此类事故提供了有效参考。

库车山前超深井盐膏层扩眼技术应用评价

库车山前区块地跨克拉苏构造带,属于塔里木油田重点区块。在该区块钻井作业中,四开古近系库姆格列木群发育盐膏层,需要通过扩眼作业来解决井眼缩径问题。针对博孜某井盐膏层岩性组成复杂、风险系数高等问题,选取特定结构液压扩眼器进行不同方式的扩眼作业和评估。通过优化和改进后结果表明,针对盐膏层井况扩眼作业有良好的应用性,保障了后期固井作业质量,是该区块盐膏层的扩眼应用的成功案例。

库车山前目的层钻遇盐膏层钻井难点及技术对策

塔里木油田库车山前地区储层埋藏深、盐膏层发育,地质条件复杂,特别是Z区块的井盐底组合没有明显的规律性,卡层难度极大。该区块的井在出现有明显盐底特征后中完下套管后,仍然存在中完后准备进入目的层前出现盐膏层的可能性。盐膏层间有时会出现高压盐水,盐膏层与目的层压力系数相差较大,若卡层不准可能导致恶性井漏卡钻事故。在库车山前盐膏层底部钻进时,卡准盐膏层底部井深是确保安全顺利钻进的关键,其难度相当大。基于此,结合三口山前井完井的盐膏层钻井资料,分析了钻遇盐膏层后的风险及处置方法,总结了库车山前井目的层钻遇盐膏层后的钻井经验,并提出可尝试引进新的工艺随钻扩眼技术以求做到盐膏层与目的层合打,为该区块后续钻井施工提供技术指导。

盐膏层控压钻井技术在BZ902井的应用与认识

库车山前“库姆格列木群”层位岩性以盐膏岩为主,该层位压力系统复杂,密度窗口窄的特性极强,钻进过程中极易发生盐水溢流,但在激动压力、环空压耗增加等因素条件下又容易导致井漏情况的发生。又漏又溢流这一“呼吸效应”的特性增加了该层位钻井风险。BZ902井设计四开专打2560m的巨厚盐层,在钻揭该层位前由于未使用旋转防喷器来降低地层“呼吸效应”对井壁的破坏导致钻井施工困难被迫在盐层多下一层套管,设计井身结构由五开变成六开。后来在五开盐层施工中,全过程使用旋转防喷器控制井口回压避免油基钻井液的漏失和回吐,有效的保证了井壁的稳定性,安全钻穿剩余1559m的盐层,保证电测下套管一次性成功。

盐膏层蠕变粘弹性流体模型及有限元分析

将盐膏层作为线性Maxwell流体 ,建立了平面应变问题的粘弹性力学模型 ,实测了江汉油田王 80 3井不同时段内的井径变化。借助模型辨识理论及运用有限元方法 ,研究了盐膏层蠕变与时间的关系、套管在均匀及非均匀载荷作用下的应力分布、套管制造缺陷 (不圆、不匀度 )对套管应力的影响以及水泥环对套管的保护作用等 ,所得结果为工程实际应用提供了定量的参考依据 ,具有很好的推广应用价值。

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中 ,常规钻井液易受到盐、膏等的污染 ,导致钻井液性能恶化 ,维护处理复杂 ,甚至引发钻井事故。针对此类地层 ,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液。通过大量的试验 ,优选与有机盐相配伍的处理剂 ,优化处理剂加量 ,确定了有机盐钻井液配方为 :水 +0 .5 %Na2 CO3 +(3%～ 4 % )抗盐粘土 +(0 .15 %～ 0 .2 % )XC +(1.5 %～ 2 .5 % )降滤失剂 +(5 0 %～ 130 % )复合有机盐 +2 %无荧光防塌剂 +1.0 %聚合醇 +加重剂。并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价。结果表明 ,该钻井液体系性能稳定 ,抑制性、抗污染能力强 ,固相容量限高。 2 0 0 3年该高密度有机盐钻井液在家 5 9井现场应用中 ,钻井液性能稳定 ,携砂能力强 ,维护处理简单 ,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题 ,避免了复杂及事故的发生 ,安全顺利钻穿了该井沙二段 341m的复杂盐膏层。

江汉油田盐膏层套管损坏原因分析

江汉油田潜江组盐膏层比较发育，盐层在纵向上与泥岩组成的韵律层多达８２个，存在多套压力层系，构成了潜江组复合盐膏层。由于盐膏层井径不规则，固井时水泥浆容易窜槽，导致固井质量差，油、水井套管较易损坏。为确保油田产量，每年需在同区块钻相应数量的调整并以补充因套管损坏等原因报废的井。针对套管损坏的状况，在广泛调查的基础上，运用地质力学的方法，从地质力学及岩石特征、盐膏层套管柱设计、注水泥质量因素等方面分析了套管损坏的原因及作用机理，提出了改进意见及采取相应的措施，为盐膏层蠕变评价和正确设计套管提供了理论依据。

一种高密度盐膏层固井水泥浆的研究及应用

针对伊拉克米桑油田高压盐膏层固井的特点,开发了一种高密度盐膏层固井水泥浆PC-HDS CMT。该水泥浆采用颗粒级配的赤铁矿粉进行加重,最高密度可达2.40 g/cm3;通过设计新的实验方法,优化了盐膏层固井水泥浆的配浆盐水的种类及浓度,采用5%低浓度氯化钾盐水配浆,使水泥浆在具有一定溶解抑制能力的同时,具有更快的强度发展速度和24 h抗压强度,更有利于封固高压盐膏层;优选了一种新型聚羧酸类分散剂,其具有优良的分散效果和抗盐防触变能力;同时研选了一系列其他性能优良的抗盐添加剂,使水泥浆的失水量可控,稠化时间可调,且具有微膨胀和防漏失能力。该水泥浆已在伊拉克米桑油田高压盐膏层固井作业中得到成功应用,解决了固井过程中井漏、固井作业后井口带压和井底窜流等问题。

土库曼斯坦南约洛坦气田复杂盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦南约洛坦气田的主力产层位于盐膏层之下,曾因盐膏层地质情况复杂和工程事故频发而一度不能钻达设计井深。该区存在一系列的钻井难题:①随巨厚盐膏层而来的"盐水侵"、"钙镁侵"等导致钻井液受到严重污染;②地层疏松和高压气体所造成的"气侵"使井漏与溢流(井涌)并存;③井下高温、高压环境使钻井液性能变差;④高密度钻井液因其固有的高固相所造成的流变性控制难。为此,中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司研发并使用了以体系组成简单且高效、配制有序且逐步放大量为特点,以"护胶为主、增强抑制性"为维护处理技术思路的高密度饱和盐水聚磺钻井液,其组成为:基础材料类(膨润土、烧碱、纯碱、NaCl、KCl等)+聚合物类(PAC、FA367、XY-27、JT888等)+磺化材料类(SMP-2、SMC、SPNH、JNJS-220、SMT、FT-1等)+加重剂(重晶石)+辅助材料类(润滑剂、消泡剂、盐重结晶抑制剂等)。此举,提高了高固相含量钻井液体系的综合性能。该钻井液应用于现场,克服了各种因地质因素所造成的钻井液污染破坏问题,突破了该气田钻井技术"瓶颈",成功解决了该气田盐膏层井段所惯存的蠕动、缩径、垮塌等技术难题,确保了该区12口天然气探井盐膏层钻井任务的安全、顺利完成。

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160000 g/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。

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,抑制盐青层的蠕变;及时检测Cr-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。

托甫台区块含盐膏层深井井身结构优化设计

为解决托甫台区块深井钻井过程中长裸眼穿过盐膏层时火成岩地层易漏、易塌及盐膏层易卡的问题,确保安全快速成井,将地应力分析软件Drillworks对测井资料的反演结果与实钻、测试资料结合,分析了托甫台区块地层的三压力剖面;利用巴西劈裂法与应力-应变试验评价了火成岩地层的强度;根据成像测井资料和电镜扫描结果分析了火成岩裂缝分布特征,分析了桥堵技术难以提高火成岩地层承压能力的原因。通过以上分析,确定了托甫台区块含盐膏层深井的3个必封点与1个风险点,并据此设计了"专封盐膏层"井身结构。实钻效果表明,"专封盐膏层"井身结构可以解决托甫台区块深井长裸眼钻穿盐膏层过程中的井漏、坍塌和卡钻等井下故障。

伊朗雅达F7井盐膏层钻井液技术

伊朗雅达F7井是中石化部署在Kushk地区北部脊背构造的一口重点预探直井,Gachsaran地层(1 027～1 408 m井段)含有大量石膏层和盐层,膏岩含量为80%,易造成溶、塌、缩、卡、喷、漏等井下复杂情况。针对以上地层特点,该井三开采用了饱和盐水钻井液。室内和现场应用结果表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井施工的需要,保证了该井安全、优快钻进。

塔河地区深层盐膏层钻井液技术

分析了塔河油田盐膏层钻进中钻井液技术的难点,并提出了相应的技术对策。针对盐膏层的特点,优选出了聚磺硅酸盐欠饱和复合盐水钻井液体系,给出了一系列工程技术措施。以S105井为例,详细介绍了该钻井液体系的现场应用情况及维护处理措施。