城探1井抗高温钻井液技术研究与应用

城探1井是大庆油田部署塔东古城区块的第一口高风险预探井,设计井深7150m,实际完钻井深7280m。该井6312~7280m段采用抗高温聚磺防塌钻井液,预估井底最高温度将达到200℃,钻遇地层主要是奥陶系下部和寒武系,岩性以灰岩和白云岩为主,该井段溶洞裂缝发育成熟,另外还存在厚度不均的破碎地层。钻进过程中易发生井漏和剥落块卡钻事故。针对该地层的地质特点及技术难点,对抗高温聚磺钻井液体系进一步研究,通过增加抗高温增粘剂,增强了体系的抗温性,降低钻井液的HTHP失水,提高了体系的封堵防塌性能,确保破碎带钻进的安全。现场应用效果表明,通过引入抗高温增粘剂,体系流变性、粘切等参数更易控制;携岩能力更强,破碎带钻进安全快速地穿过,没有发生井下复杂或事故,能够满足井深7700m内的超深井的施工需求。

大庆致密油井页岩井壁稳定性实验研究

大庆致密油区块青山口组、泉头组页岩容易发生井壁失稳情况。目前用于评价页岩井壁稳定性的常规方法为热滚分散和线性膨胀实验。此类实验通常存在人为缺陷,会误导对页岩膨胀活性的认识和配伍性流体的选择。采用更接近井下地层条件的3种实验方法(多级三轴应力实验、压力传递实验(PTT)、厚壁圆筒实验(TWC)),对大庆致密油页岩进行研究。通过多级三轴应力实验,绘制摩尔-库伦破坏包络线,确定了维持井壁稳定性所需钻井液密度。压力传递实验反映了特定流体系统中所预期的钻井液压力侵入速率和孔隙压力升高的延迟情况。厚壁圆筒实验研究了过平衡压力下暴露在钻井液中的岩心样品的破坏特性。这3种实验方法,模拟了在钻井过程中钻井液对井下页岩地层应力的影响,对研究井壁稳定性的影响因素更具指导意义。