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，實現(xiàn)新構(gòu)造的油氣突破，中國石化新星公司西北石油局分別在塔北亞肯北1號構(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，含鹽泥頁巖的水化分散造成井壁不穩(wěn)定，鉆井液增稠。針對鹽膏層的復(fù)雜情況，我們研制了聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系。經(jīng)過兩口井的現(xiàn)場實驗，證明此體

2、系抑制泥頁巖水化分散能力強(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)場應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：塔河油田鹽膏層塑性蠕動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，實現(xiàn)新構(gòu)造的油氣突破，中國石化新星石油公司西北石油局分別在塔北亞肯北1號構(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；由于含鹽泥頁巖中鹽的溶解和泥頁巖的水化分散作用易造成井壁不穩(wěn)定。針對鹽膏層的特點，并結(jié)合其他油田的成功經(jīng)驗，研制了聚磺欠飽和鹽水鉆井液體系。經(jīng)過兩口井的現(xiàn)場實驗，證明此體系抑制泥頁巖水化分散能力強(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。難點分析及對策1難點分析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、的泥頁巖及石膏夾層，裸眼長，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,就會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。密度過高又易引起壓差卡鉆。72對策研究①針對現(xiàn)場要求，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,又能防止地層鹽過度溶解造成井徑擴(kuò)大乃至泥頁巖垮塌等復(fù)雜情況。聚磺欠飽和鹽水鉆井液的室內(nèi)實驗研究1鉆井液類型的確定在鉆井過程中，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高密度鉆井液的污染等。通過綜合調(diào)研國內(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)實驗及性能綜合評價，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膨潤土含量的確定及實

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，把粘土控制在合適的范圍，同時維持鉆井液體系的穩(wěn)定性，控制泥漿中的膨潤土含量是控制高密度鉆井液性能的核心工作之一；膨潤土含量太高，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。通過室內(nèi)實驗，確定膨潤土含量合理值為20－30g/l，見表1。表1膨潤土含量的實驗膨潤土含量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，對此我們進(jìn)行了系統(tǒng)實驗，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，這是因為它具有特殊的分子結(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