塔河油田鹽膏層鉆井液技術(shù)

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1、塔河油田鹽膏層鉆井液技術(shù)孟慶生江山紅石秉忠（中石化石油勘探開發(fā)研究院石油鉆井研究所，山東德州253005）摘要：為探索塔北地區(qū)新構(gòu)造的含油氣情況，實(shí)現(xiàn)新構(gòu)造的油氣突破，中國(guó)石化新星公司西北石油局分別在塔北亞肯北1號(hào)構(gòu)造、三道橋構(gòu)造布置了兩口深探井。這兩構(gòu)造均為海相沉積，上第三系吉迪克組形成了幾十米到幾百米不等的鹽膏層，鹽層中夾有泥頁(yè)巖鹽層和砂泥鹽層，由于鹽的溶解而造成井徑擴(kuò)大，鉆井液性能不穩(wěn)定，鹽膏層塑性變形造成縮徑卡鉆，含鹽泥頁(yè)巖的水化分散造成井壁不穩(wěn)定，鉆井液增稠。針對(duì)鹽膏層的復(fù)雜情況，我們研制了聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系。經(jīng)過(guò)兩口井的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，證明此體

2、系抑制泥頁(yè)巖水化分散能力強(qiáng)，井壁穩(wěn)定，井徑擴(kuò)大率低，鉆井液排放量少，處理維護(hù)工藝簡(jiǎn)單，降低了鉆井液成本，見到了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。文中介紹了聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系的室內(nèi)研制及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：塔河油田鹽膏層塑性蠕動(dòng)地層壓力聚磺欠飽和鹽水鉆井液井眼穩(wěn)定概述為探索塔北地區(qū)新構(gòu)造的含油氣情況，實(shí)現(xiàn)新構(gòu)造的油氣突破，中國(guó)石化新星石油公司西北石油局分別在塔北亞肯北1號(hào)構(gòu)造、三道橋構(gòu)造布置了兩口深探井。這兩構(gòu)造均為海相沉積，上第三系吉迪克組形成了幾十米到幾百米不等的鹽膏層。由于鹽的溶解易造成井徑擴(kuò)大和鉆井液性能不穩(wěn)定；由于上覆地層壓力的作用，巨厚鹽膏層塑性變形易

3、造成縮徑卡鉆；由于含鹽泥頁(yè)巖中鹽的溶解和泥頁(yè)巖的水化分散作用易造成井壁不穩(wěn)定。針對(duì)鹽膏層的特點(diǎn)，并結(jié)合其他油田的成功經(jīng)驗(yàn)，研制了聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系。經(jīng)過(guò)兩口井的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，證明此體系抑制泥頁(yè)巖水化分散能力強(qiáng)，井壁穩(wěn)定，井徑擴(kuò)大率低，鉆井液排放量少，處理維護(hù)工藝簡(jiǎn)單，降低了鉆井液成本，見到了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。難點(diǎn)分析及對(duì)策1難點(diǎn)分析①塔里木盆地石炭系鹽膏層埋藏深，均分布在5100m以下的深井段,溫度在110-130℃，極易引起鉆井液性能惡化，濾失量、粘度、切力上升,泥餅變厚,泥餅?zāi)Σ料禂?shù)增大,從而易造成粘卡事故。②石炭系鹽膏層厚度差別很大，且夾有不等厚

4、的泥頁(yè)巖及石膏夾層，裸眼長(zhǎng)，剝落坍塌井徑擴(kuò)大,井徑擴(kuò)大率可達(dá)33%。形成嚴(yán)重的糖葫蘆井眼,造成電測(cè)遇阻,固井質(zhì)量差。③鹽巖的塑性變形。若使用的泥漿液柱壓力不足以平衡地層壓力時(shí),就會(huì)引起鹽巖的塑性變形，使井徑縮小，造成卡鉆甚至擠毀套管事故。密度過(guò)高又易引起壓差卡鉆。72對(duì)策研究①針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要求，優(yōu)選抗鹽、抗高溫、抗污染的優(yōu)質(zhì)鉆井液體系，以保證鉆井液在高溫、高鹽鈣的情況下具有良好的流變性能，滿足鉆井要求。②選用強(qiáng)抑制性、低失水鉆井液以防止泥頁(yè)巖的剝落掉塊和垮塌。③采用適當(dāng)密度、含鹽量的欠飽和鹽水(或低含鹽)聚合物磺化鉆井液體系。根據(jù)鹽層蠕變情況，用適當(dāng)含鹽量,既

5、能隨時(shí)溶解蠕變到井內(nèi)的塑性鹽巖避免阻卡,又能防止地層鹽過(guò)度溶解造成井徑擴(kuò)大乃至泥頁(yè)巖垮塌等復(fù)雜情況。聚磺欠飽和鹽水鉆井液的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究1鉆井液類型的確定在鉆井過(guò)程中，造成鹽膏層井壁失穩(wěn)的主要原因是：鹽巖、軟泥巖的塑性變形；硬石膏的吸水膨脹；鹽巖、石膏的溶解使井徑擴(kuò)大，造成井壁垮塌；含膏鹽泥頁(yè)巖吸水膨脹和塑性變形，造成縮徑和垮塌，以及高壓低礦化度的鹽水層對(duì)高密度鉆井液的污染等。通過(guò)綜合調(diào)研國(guó)內(nèi)外鉆遇膏鹽層鉆井及鉆井液體系的應(yīng)用情況，結(jié)合鉆井液的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及性能綜合評(píng)價(jià)，確定采用聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系。2聚磺高密度鉆井液的室內(nèi)配方研究2.1膨潤(rùn)土含量的確定及實(shí)

6、現(xiàn)鉆井液流變性能的調(diào)整與控制是高密度泥漿技術(shù)的難點(diǎn)，把粘土控制在合適的范圍，同時(shí)維持鉆井液體系的穩(wěn)定性，控制泥漿中的膨潤(rùn)土含量是控制高密度鉆井液性能的核心工作之一；膨潤(rùn)土含量太高，造成粘切控制困難，含量太低則造成鉆井液維護(hù)成本的增高和鉆井液沉降穩(wěn)定性的變差。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，確定膨潤(rùn)土含量合理值為20－30g/l，見表1。表1膨潤(rùn)土含量的實(shí)驗(yàn)膨潤(rùn)土含量g/l70504030252015初切，pa9.58.53.51.51.50.50終切，pa16.09.54.54.02.50.502.2聚合物增粘劑的選取聚合物在飽和鹽水中不沉淀或絮凝，但其粘度效應(yīng)有多大，在欠

7、飽和鹽水鉆井液中的增粘效果如何，對(duì)此我們進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見下表2。從表中可以看出，金屬兩性離子聚合物PMHC效果較好，這是因?yàn)樗哂刑厥獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的抗電解質(zhì)能力，分子鏈在鹽水中保持適度的伸展和具有較厚的水化膜，溶液的粘度受鹽度的影響較小。表2聚合物增粘劑在鹽水中的效果7名稱配方PvmPa.sYPPaFLmlPHPMHC基漿+0.4%PMHC1713128.5基漿+0.4%PMHC＋20％NaCL1211168.5FA367基漿+0.4%FA3671910128.5基漿+0.4%FA367＋20％NaCL129178.5KPAM基漿+0.4%KP

8、AM146158.5基漿+0.4%KPAM＋20％NaCL94．5