鹽膏層鉆井液技術(shù)

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1、鹽膏層鉆井液技術(shù)鹽膏層鉆井液技術(shù)目錄概述鹽膏層巖石理化性能欠飽和鹽水鉆井液飽和鹽水鉆井液油基鉆井液抗鹽抗鈣鉆井液材料鹽膏層鉆井監(jiān)督工作要點(diǎn)鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述我國(guó)陸上石油鉆井工業(yè)發(fā)展幾十年來，鉆遇了世界上各類可能遇到的鹽膏層，經(jīng)歷了可能發(fā)生的各種類型的復(fù)雜情況，從中積累了豐富的鹽膏層鉆井經(jīng)驗(yàn)。其中，最有代表性的是塔里木油田：從86年起，塔里木石油探區(qū)共鉆探井342口，鉆遇鹽巖層井?dāng)?shù)50口，占總數(shù)的14.6%，分別為：鉆遇第三系鹽巖層井36口，占10.5%；鉆遇石炭系鹽巖層井9口，占2.6%；鉆遇寒武系鹽

2、巖層井5口，占1.5%。塔里木盆地復(fù)合鹽層分布廣，遍布塔北、塔西南、山前、沙漠腹地等的大部分地區(qū)。主要由鹽巖、鹽膏巖、膏泥巖和軟泥巖組成。大量存在于第三系、石炭系、寒武系地層，厚度在幾米、幾十米、幾百米，到1800米不等，埋藏位置在2400—5570—6500米之間（塔參-1井達(dá)6800米）。在鉆井過程中，復(fù)合鹽層中的石膏、膏泥巖吸水膨脹，鹽巖蠕變，軟泥巖塑性流動(dòng)，地層應(yīng)力變化等，容易引起擴(kuò)徑、縮徑、卡鉆、掉塊、坍塌、套管下不下去、套管受擠變形損壞等復(fù)雜情況和事故，造成鉆井周期延誤、井眼報(bào)廢的嚴(yán)重后果，帶來

3、巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，10多年來，因此，有9口井21次發(fā)生卡鉆事故，6口井13次側(cè)鉆，1口井2次套銑，損失時(shí)間近1000天；埋鉆具1546.28米；報(bào)廢進(jìn)尺4865米，報(bào)廢井1口。93年以前，由于認(rèn)識(shí)不足，技術(shù)手段不夠，設(shè)備條件跟不上去，在庫(kù)車山前構(gòu)造鉆遇一批含有鹽膏層的井，雖然也組織力量進(jìn)行了攻關(guān)，如在庫(kù)喀-1井、東秋-4井使用了油包水鉆井液，但費(fèi)用高，污鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述染環(huán)境；在塔里木石油勘探開發(fā)指揮部成立后所鉆的南喀-1井、鄉(xiāng)-1井和西北地質(zhì)局所鉆的沙-10井，使用了飽和鹽水和欠飽和鹽

4、水鉆井液，但幾乎都沒有成功，大多提前完鉆或井眼報(bào)廢。至95年，認(rèn)識(shí)有了一定的提高，技術(shù)手段相對(duì)豐富，設(shè)備條件較好，又在山前構(gòu)造帶上鉆東秋-5井、亞肯-3井。鉆井液技術(shù)工作者對(duì)鹽膏層展開了攻關(guān)研究：取樣分析鹽膏層地層粘土礦物組分，探索區(qū)塊鉆井液密度規(guī)律，繪制鉆井液密度圖版，分析地層應(yīng)力，改進(jìn)飽和鹽水鉆井液技術(shù)。東秋-5井采用過飽和鹽水鉆井液，遭遇“軟泥巖”層段，鉆井施工非常困難，卡鉆套銑2次。在此井，鉆井液技術(shù)工作者首次提出了“軟泥巖”概念，對(duì)“軟泥巖”電性特征、礦物組分、鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述成因、蠕變規(guī)

5、律進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，找出其本質(zhì)特征（高含泥質(zhì)、高含水、高礦化度及較大孔隙度），以及“軟”、“粘”的特性。對(duì)付高陡地區(qū)的軟泥巖鉆井液密度，應(yīng)考慮有效上覆巖層壓力、構(gòu)造應(yīng)力、軟泥巖厚度的影響?？烧J(rèn)為，平衡軟泥巖蠕變的鉆井液液柱壓力應(yīng)大于或等于最大水平地應(yīng)力，同時(shí)使用膜滲透、毛管阻力、強(qiáng)封堵機(jī)理的鉆井液，可解決軟泥巖的蠕變問題，為后來鉆井液技術(shù)創(chuàng)新打下了基礎(chǔ)。亞肯-3井側(cè)鉆2次。雖然這樣，這兩口井都鉆穿了鹽膏層，完成了鉆探任務(wù)。在英買力地區(qū)部署了一批探井，復(fù)合鹽層主要巖性為砂泥巖和鹽膏巖。在組織攻關(guān)的基礎(chǔ)上，

6、鉆穿了復(fù)合鹽層，完成了鉆探任務(wù)。根據(jù)鄉(xiāng)-1井的經(jīng)驗(yàn)，在科研攻關(guān)的基鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述礎(chǔ)上，使用欠飽和鹽水鉆井液，完成了塔河一線所鉆8口石炭系深層復(fù)合鹽層井的鉆探任務(wù)，并使原來鉆穿同一地區(qū)鹽層需20-30天左右，降低到7-8天或2-5天，大幅度降低了鉆井成本。這一時(shí)期，在鉆遇復(fù)合鹽層的施工中，雖然仍有一些井因鹽層而發(fā)生卡鉆事故，但最終都能夠鉆穿復(fù)合鹽層，完成鉆探任務(wù)。而鉆井液技術(shù)上，則存在：粘切高、泥餅厚、流動(dòng)性差、高密度鉆井液容易受污染，需采取放掉鉆井液的辦法維護(hù)，維護(hù)工作量大，成本高等問題。到97年

7、，在沙漠腹地方-1井、和-4井鉆遇寒武系復(fù)合鹽層，主要巖性為灰?guī)r、鹽膏巖。由于石膏溶解等對(duì)鉆井液污染嚴(yán)重，利用以鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述前成功的方法對(duì)付此套鹽層非常困難。為了對(duì)付新出現(xiàn)的寒武系復(fù)合鹽層問題，又一次組織了科研攻關(guān)，在提高了對(duì)寒武系復(fù)合鹽層認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，提出了稀硅酸鹽欠飽和鹽水鉆井液體系。寒武系有較高的巖石骨架地層，控制適當(dāng)?shù)穆雀?，滿足井眼截面的鹽溶解速率稍大于鹽層的井眼截面蠕變速率，用硅酸鹽抑制泥漿中Ca2+的濃度增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性，防止地層巖石骨架坍塌。使對(duì)付復(fù)合鹽層鉆井液技術(shù)，更符合實(shí)際需

8、要。并把取得的成果，及時(shí)用于后來的康-2井和巴東-4井。使這兩口井順利鉆完了5560米和6500米深的鹽膏層，大大節(jié)約了成本。方-1井鉆鹽膏層段鉆井液總成本2655170元，每米鉆井液成本5586.85元。而康-2井鉆鹽膏層段鉆井液總成本鹽膏層鉆井液技術(shù)一、概述1208373.28元，每米鉆井液成本2587.5元，成本降低了一半以上。至2000年，塔里木復(fù)合鹽層從第三系、石炭系、寒武系2400-5570-6500