TK1228井三开膏盐层钻井液技术
盐膏层钻井技术(钻井教材)讲解
概 况（之二）
分类及其特征
第二类型复合盐层：以盐岩、石膏、膏泥岩、泥膏岩为主，
中间夹薄层泥岩、泥质粉砂岩。盐岩在该段的上、中部，石膏
、膏泥岩、泥膏岩交互沉积于全井段，在砂泥岩的孔洞、裂隙 中充填白色盐和石膏。
这种类型的复合盐层除了具有第一种类型复合盐层的特点，
还具有盐岩蠕变缩径，盐溶后井壁垮塌等特征，特别是在深井 、高温条件下盐岩层的蠕变速率可高到立即闭合卡死钻头的程 度(亚肯3井)。 这类盐层主要分布在英买力构造西部和亚肯断裂带。钻遇此 类型盐层的井有英买8、亚肯3、齐满1、牙哈1、迪那22等井。
概 况（之二）
1
2
分类及其特征
复合盐层
纯盐层
概 况（之二）
分类及其特征
纯盐层有滨海相和内陆相盐湖沉积两种成岩环 境，基本物质以氯化钠为主，也含有其他复合盐类，
如：氯化钙、氯化钾、芒硝等。其岩性在纵向剖面
上盐岩单层厚度大，质较纯，有些与砂岩成韵律层 交替出现，有些单层厚度可以达到上千米。
概 况（之三）
g / cm
3
g / cm 3
下钻盐层顺 质量优， 钻至 6208 米完钻
轮南 46 井
4.12~5.30 / 46 天
5205—5368
发生井漏。
1、双心钻头钻盐层顺利，电测时卡仪器一次，第 一次下套管井漏，堵漏后重下，最后固井顺利。 1、 双心钻头钻盐层顺利。
优良
哈2井
6.8~8.28 / 82 天
概 况（之二）
分类及其特征
根据不同岩性特征，复合盐层可分为三种主要类型 （以塔里木为例）：
第一类复合盐层：以石膏、膏泥岩、泥膏岩为主，中间夹 泥岩泥质粉砂岩形成不等厚互层，石膏主要在该段的上部及下 部，中部主要为膏质泥岩。 石膏在沉积过程中受高温高压的作用，发生脱水反应，井 眼钻开前具有硬石膏的性质，井眼钻开后，硬石膏吸水膨胀， 导致井眼缩径，夹杂在泥页岩中，充填在泥页岩裂缝中的硬石 膏吸水膨胀后，导致井壁剥落、掉块或垮塌。 该类复合盐层主要分布在英买力构造和买盖提斜坡构造， 钻遇这类盐层比较典型的井有两口：英买12井和英买901井。
钻遇膏盐层、盐水层、油气层的应急预案
钻遇盐膏层、盐水层、油气层的应急预案钻遇盐膏层的应急措施：1.钻遇盐膏层之前，先将技术措施向全队交底，使全队人员心中有数；同时认真检查钻具，对钻具进行探伤，震击器必须正常工作；2.简化钻具结构，甩掉扶正器，宜用光钻铤；3.揭开盐层之前，转化钻井液体系为欠饱和盐水聚磺钻井液体系，密度加至能平衡盐岩的应力；4.盐膏层钻进，必须采用“进一退二”的方法，每钻进一米或半小时必须上提一次，上提时距离不少于3米；5.钻进中密切注意转盘扭矩、泵压、泵冲和返出岩屑变化，发现扭矩增大，应立即上提划眼；6.接单根前划眼2～3次，方钻杆提出后，停泵通井眼，不遇阻卡，方可接单根，否则重新划眼；7.适时短起下，以验证井眼应力释放时间，掌握盐膏层缩径周期；8.加强氯离子监测，盐层钻进时必须保证钻井液为饱和盐水，防止盐层溶解形成“大肚子”；9.盐层中钻进，钻具静止时间不得超过2分钟，因故检修，须将钻具起至安全井段；10.盐岩层钻进，必须由正、副司钻操作刹把；坚持干部24小时值班，发现问题及时处理；11.加重物资及堵漏物资储备要充分、齐全，同时认真坐岗，及时发现井漏、溢流；12.加强钻具、工具、运转设备的检查、维护，保证生产连续性，提高生产时效，以快制胜钻遇盐水层的应急措施：1.做好重浆和加重材料的储备，其储备量满足山前井的要求；2.揭开盐水层之前，转化钻井液体系为欠饱和盐水聚磺钻井液体系，同时加重泥浆；3.加强坐岗，泥浆上仔细监测液面变化，同时测量泥浆性能，发现泥浆性能变化很大，应及时反映；4.如果发现盐水侵造成溢流，应立即实施关井；关井后进行压井作业，如果盐水层压力不高，可采用压回法；如果盐水侵比较严重，应循环排污；5.泥浆上根据盐水性质及时调整泥浆，保证钻井液性能；同时加强对钻井液中氯离子含量的测量；钻遇油气层的应急措施：1.做好重浆和加重材料的储备，其储备量满足山前井的要求；2.钻进中加强坐岗，泥浆上坐岗人员仔细监测液面变化，录井人员利用仪器监测地层压力，并利用探测仪实时监测钻井液罐液面变化；3.钻进中出现钻速突然加快、放空、井漏、气测及油气水显示异常等情况，应立即停钻观察，地质和钻井技术人员进行分析判断；6.如果发现溢流要及时发出报警，坚持“1m3报警，2m3关井”，关井后钻井队专人连续观测和记录立套压，录井队要监测关井立管压力和套管压力的变化；根据关井立、套压力的变化，绘制关井压力曲线，正确判断溢类型，选择合理的饿压井方法，进行压井施工；7.落实压井岗位分工，做好应急准备，利用节流阀控制回压，使作用于油气层的压力大于地层压力，清除井内溢流，重建压力平衡；8.如果泥浆气侵较严重，应循环排气，通过液气分离器，振动筛、除气器、钻井液搅拌器及时将泥浆中气体除去；9.在油气层中进行起下钻时，应进行短程起下钻作业，起至安全井段静止观察，下钻循环检测油气上窜速度，采用“迟到时间法”，保证起下钻安全；10.起钻过程中按要求灌满泥浆，泥浆工和录井人员认真核对灌入量和起出钻具体积；11.坚持干部24小时值班，发现问题及时处理；。
【现代】盐膏层钻井技术
【关键字】现代中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：塔河油田盐膏层钻井技术学习中心：镇江学习中心年级专业：石油工程学生姓名：学号：指导教师：职称：导师单位：论文完成时间：2010 年03月24日摘要：盐膏层施工是这两年塔河油田的一个重点和难点，特别是承压堵漏，区块不同，地层承压能力也不同，承压堵漏不能盲目按照一个模式进行，要根据区块不同，地层特点有针对性的制定合理的承压堵漏方案.本文着重介绍了该种井钻头选型、二开裸眼井段防斜、石炭系防井径扩大和盐膏层安全钻井及钻井液技术等几个方面的介绍，并对其进行分析。
关键词：盐下井、盐膏层、承压堵漏、钻头选型、防斜、防井径扩大随着塔河油田开发规模不断的扩大,众多井在钻井过程中不同程度的钻遇高压盐膏层,而对盐层上部地层进行先期承压堵漏,使之承压能力可以满足钻盐膏层使用高密度要求,安全的钻穿盐膏层,保证钻井过程和下套管安全,是这类井的施工关键。
巨厚盐层是油气储层很好的盖层,大量的油气资源可能在盐下,而巨厚盐膏层钻井技术又是当今钻井工程中重大难题之一。
塔里木盆地盐膏层分布较广,第三系盐层主要分布在库车凹陷及塔北隆起西北部埋深一般在3000～5500m 之间, 属盐层、膏岩和“软泥岩”等组成的复合盐岩层,如亚肯3井、库1井等：石炭系盐层主要分布在塔北隆起、塔河两岸和塔东北的满加尔凹陷北部,埋深一般在5200～5500m以下，厚度100～300m，基本以纯盐为主,如沙10 井、乡1 井、沙105井等；而寒武系盐层主要分布在巴楚地区和塔中，埋深在4200～6000m左右，盐层厚度一般为几十米到几百米。
岩性以盐岩、膏岩与泥岩、泥质粉砂岩等呈不等厚互层。
如麦4井、麦6井、和4井、方1井、康2井等。
由于盐膏层的塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩的垮塌等地质因素，且上下压力系统的明显不同，钻井施工过程中常常引起卡钻、埋钻、套管挤坏、固井后套管外水泥被挤走等工程事故，施工作业风险极大。
盐膏层钻井技术(钻井教材)讲解
硬石膏团块失去支撑而坍塌。
概 况（之三）
盐膏层对钻井工程危害
夹在岩盐层间的薄层泥页岩、粉砂岩，盐溶后上下失去承 托，在机械碰撞作用下掉块、坍塌。 山前构造多次构造运动所形成的构造应力加速复合盐层的
蠕变和井壁失稳。
无水石膏等吸水膨胀、垮塌。无水石膏吸水变成二水石膏 体积会增大26%左右，其它盐类如芒硝、氯化镁、氯化钙 等也具有类似性质。 石膏或含石膏的泥岩在井内泥浆液柱压力不能平衡地层本 身的横向应力时，会向井内运移垮塌。
概 况（之二）
1
2
分类及其特征
复合盐层
纯盐层
概 况（之二）
分类及其特征
纯盐层有滨海相和内陆相盐湖沉积两种成岩环 境，基本物质以氯化钠为主，也含有其他复合盐类，
如：氯化钙、氯化钾、芒硝等。其岩性在纵向剖面
上盐岩单层厚度大，质较纯，有些与砂岩成韵律层 交替出现，有些单层厚度可以达到上千米。
概 况（之三）
盐膏层钻井技术
唐 继 平
盐膏层钻井技术
概况
复合盐层钻井技术 纯盐层钻井技术 盐膏层固井技术 钻井监督工作要点
概 况（之一）
分布情况
中国大陆钻探发现的盐膏层分布范围广泛， 塔里木、中原、江汉、华北、吉林、辽河和胜
利等油田都曾有钻遇盐膏层时发生卡钻、套管
挤毁，甚至油井报废的恶性事故报道。 盐膏层主要分布在第三系，石碳系和寒武
概 况（之三）
序 号 事故时间 井号 深度，米 1988.04.25 4686.85 1988.04.25 4686.85 1988.08.10 4807.30 1988.10.06 4657.50 1988.11.03 4858.40 1988.04.07 4789.00 1989.05.24 4946.07 类型 事故统计 1 南喀 1 井 盐层缩径卡钻 274.60
油田盐膏层钻井技术
收稿日期:2004-12-26 作者简介:王建华(1963-),男(汉族),河北内邱人,中国地质科学院勘探技术研究所,钻探工程专业,从事勘探技术研究工作,河北省廊坊市金光道77号。
油田盐膏层钻井技术王建华(中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000)摘 要:分析了巨厚盐膏层在复杂的压力系统及高温高压下发生塑性蠕动、井径缩小,易发生埋钻、卡钻、下套管困难等严重复杂情况;探讨了盐膏层钻井有关承压堵漏、钻盐膏层的钻井液、钻盐膏层随钻扩孔、盐膏层井径稳态蠕变率测定工艺等问题。
关键词:盐膏层;钻井技术;钻井液;工艺措施中图分类号:T E 242 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2005)04-0047-03D r i l l i n gT e c h .o f S a l t y l a y e r i nO i l F i e l d /W A N GJ i a n g -h u a (I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o n T e c h n i q u e s ,C A G ,L a n g f a n g H e b e i 065000,C h i n a )A b s t r a c t :A n a l y s i s o np l a s t i c w r i g g l e ,r e d u c t i o no f w e l l d i a m e t e r ,b i t b u r y i n g ,b i t j a m m i n g a n db e i n g d i f f i c u l t f o r c a s i n g e t c .u n d e r c o m p l i c a t e d p r e s s u r e s y s t e m a n d h i g h p r e s s u r e o f t h e e x t r e m e l y t h i c kl a y e r .L o a d b e a r i n g a n d b l o c k i n g ,d r i l l i n g f l u i d ,u n d e r r e a m i n g w h i l e d r i l l i n g ,d e t e r m i n a t i o nt o r a t i o o f s t a b l e w r i g g l e i n d r i l l i n g i ns a l t y l a y e r a r e s t u d i e d .K e yw o r d s :s a l t y l a y e r ;d r i l l i n g t e c h n i q u e ;d r i l l i n g f l u i d ;t e c h n o l o g y 盐膏层在我国东西部油田广泛分布,由于盐膏层的塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩的垮塌等地质因素,及上下压力系统差异,在钻井施工过程中常常引起卡钻、埋钻、套管挤坏、固井管外水泥挤空等工程事故,施工作业风险极大,甚至因盐膏层影响无法钻达设计井深或中途报废。
国内外盐膏层钻井完井技术进展和工艺特点sk
国内外盐膏层钻井完井技术进展及工艺特点1、技术进展近50年来，国外为征服盐膏层钻探复杂问题，进行了广泛深入的研究。
国内近30年来通过攻关研究也取得很大成绩。
按年代划分，防止盐膏层套管损坏的研究取得如下进展：30年代，对盐膏层和非盐膏层井眼一律采用淡水水泥浆固井，盐膏层套管损坏严重。
40年代末，首先在墨西哥湾地区，开始使用盐水水泥浆固井，但并不普遍。
50年代，越来越多的国家采用盐水水泥浆固井，并下高强度套管。
60年代，苏联和美国对盐膏层固井的有关理论和技术，以及套管挤毁理论和防挤方法进行了大量的室内试验研究。
七八十年代，世界上许多国家，特别是美国对岩盐层塑性流动机理及套管挤毁过程，进行了大量地面模拟试验和套损数据统计分析研究，总结出一套比较完善的盐膏层套管柱设计（三轴法）和固井新方法，较好地解决了中深井套损问题。
我国适时引进了相关先进技术及设备，在一定程度上解决了套损问题。
90年代，随着科学技术的全面进步和制造能力的迅速提高，开始采用系统工程和全面质量管理方法分析套损问题和设计安全作业程序。
由于钻头及套管等工具可选择的余地大了，钻井液水泥浆添加剂等材料多了，因而处理复杂情况及井下事故的成功率高了，井眼寿命延长了。
加上价值工程方法的运用，钻井液性能价格比有所上升。
但是，深井作业程序没有从根本上减少，劳动强度偏大，成本仍然较高，套损不断发生。
我国盐膏层钻探技术设计水平和国外先进国家基本同步，只不过“选择余地小，准备材料少”，加上管理水平低，往往达不到预期效果，实际水平和国外平均先进水平相差5～10年。
按照研究领域划分，可将主要技术进展归结到六个方面：⑴岩盐的流变特征和流变模式研究。
国外经过大量试验研究，提出了岩盐层的蠕变模式，并用三种方法测量或计算出岩盐层的蠕变速率（一般认为低于0.108mm/h较安全）。
我国90年代在塔里木盆地深井盐膏层钻探中也开展了同样的试验研究（沙42实测值为2.117mm/h 属不安全），并按Heard模式计算岩盐层稳态蠕变速率为：E＝42.03exp[-20.01×103/（1.98/T）]sin h（6.1б）式中，E、T、h、б分别为蠕变速率、温度、井深、压差。
(技术规范标准)中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。
为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。
第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。
第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。
主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。
第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。
第二节钻井液体系选择第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
第七条不同地层钻井液类型选择1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。
塔河油田深部盐膏层钻井液技术难点分析及对策
塔河油田深部盐膏层钻井液技术难点分析及对策摘要：在塔河油田钻井过程中钻遇盐膏层，极易发生井下复杂情况，如遇阻卡、缩径、垮塌、卡钻等事故，甚至会造成井报废恶性事故。
而钻井液的优选对于提高钻井成功率至关重要。
根据盐膏层易蠕变、易溶解、易垮塌，并易挤毁套管等特点，分析了塔河油田深部盐膏层钻井液的技术难点，并提出了针对性的应对策略。
关键词：塔河油田；深部盐膏层；钻井液技术1塔河油田深部盐膏层的主要特征1.1埋藏深、盐岩层厚度不均塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏较深(在5100m以下)，温度达110-130℃，盐膏层厚度差别很大，从几十米到几百米都有，如沙106井在5142-5402m，厚度达到260m。
1.2岩性组合多变，钻进变化大据实钻情况及电测井资料分析，石炭系盐膏层以纯盐层为主。
顶部和底部夹有不等厚的泥页岩和石膏夹层。
盐层上部有lO-15m；下部有5m左右的石膏层，以白色为主，较纯而坚硬，石膏含量达95％以上。
钻进上下石膏层钻时较高(50—80min／m)。
盐层顶部有含石膏泥微晶灰岩夹深灰色泥岩，即“双峰灰岩”，厚度在20m左右，岩性致密、坚硬，钻时极高。
同时，盐膏层中夹有较薄的泥页岩，一般厚度在lm左右，以绿灰色为主。
含有粉砂颗粒及灰质。
2深部盐膏层钻井液的技术难点根据盐膏层易蠕变、易溶解、易垮塌，并易挤毁套管等特点，塔河油田所设计的井身结构都比常规井的井身结构扩大了一级，套管设计也有了更高的要求，从而给钻井施工带来了困难。
综合上述情况，本井盐膏层钻井液具有以下几方面技术难点。
(1)塔河油田6000m深的探井，一般二开井段井眼钻达井深500-1200m即可满足井身结构的要求，而盐膏层井二开设计井深为3000m．三开裸眼井段长达2412m，才钻达盐膏层。
其施工难点是井眼大、裸眼井段长，受钻机最大载荷的限制技术套管无法下至盐膏层顶部。
盐上裸露出的高渗透、易漏易卡地层给维护好上部井眼稳定带来难度。
同时，选用的钻杆泵压高，排量受到限制，将严重影响钻屑的携带。
钻井液的选择根据不同情况选择不同的钻井液
护好油气层、环保可接受和经济高效为原则，同时根据下述方法来确定合适的钻井液体系。
一、根据目的层特性选择钻井液钻井液在钻进储层时应调整好各项性能，使其符合要求，尽可能减轻对油气层的伤害。
钻井液的选择应注意钻井液材料、钻井液的密度、固相含量、与地层岩性的配伍性、与储层流体的配伍性等因素。
油气层的特性不同，对钻井液体系的要求也不一样，钻井液体系应与储层相适应才能起到保护油气层的作用。
（1）速度敏感性储集层。
应选用高温高压滤失量低的钻井液，使进入储层的滤液量少，流速低，不超过临界流速。
（2）水敏感性储集层。
首选不滤失水的油基钻井液或气体钻井液，其次可采用具有较强抑制性的钾基钻井液及加有黏土稳定剂的钻井液。
（3）酸敏感性储集层。
钻井液中不应加入酸溶性的处理剂或加重剂，而要使用加有油溶性封堵材料的水基钻井液或油基钻井液。
（4）化学敏感性储集层。
选用与地层水相匹配的钻井液体系，当地层水含有大量Mg2+，就不能选用碱石灰处理的钻井液。
当地层水中含有CO 2 -3 ，就不能选用钙处理钻井液。
（5）物理敏感性储集层。
物理敏感性储集层指的是那些容易引起储集层润湿反转、水锁及乳化等物理变化的储层。
可选择具有防水锁、防润湿反转的钻井液体系。
二、根据非目的层特性选择钻井液体系不同的地层对钻井液的要求也不同，应针对其特点采用相应的措施。
选择钻井液时应根据下述要求来确定合适的钻井液体系，确保钻井作业的安全进行。
1．高压水层（1）掌握高压水层的地层压力系数，确定合适的钻井液密度，防止地层水侵入污染钻井液。
（2）根据水质，采用可抗相应盐污染的钻井液类型。
（3）加强钻井液的封堵性和提高薄弱地层的承压能力。
2．盐膏地层（1）若属薄层或夹层盐膏，可以选用抗盐膏的钻井液处理剂来维护所需钻井液性能。
（2）若属厚或较纯的盐层，选用饱和盐水钻井液，并根据井温选择加入适量的盐结晶抑制剂。
（3）若属厚杂盐层，应分析盐的种类及含量，采用与地层盐类相同的饱和盐水钻井液，二者活度应基本相同。
盐膏层钻井液技术1
盐膏层钻井液技术
• 分析方法实验技术
• 1．回收率法
二、理化性能
分散性
盐膏层岩石分散性一般用回收率来表示，即模拟井下温度和环空 速率进行动态实验，测定相同条件下16小时后筛余与原岩石质量 的比值。回收率越大，岩石分散程度越小，反之亦然。 仪器材料 泥浆五柱滚子炉，泥浆品脱罐（或玻璃瓶），40目标准分样筛等；
由于硬石膏吸水是化学反应，这就在限制膏岩的吸水速率和吸水量方面对 钻井液化学提出了明确的要求。根据图4.1.2、图4.1.3，羊塔克地区膏泥岩 及软泥岩地层钻井液体系中水的活度应小于0.755。
盐膏层钻井液技术
• 化学组分
二、理化性能
• 一、石膏、膏泥岩为主的地层
另一方面，不与钻井液接触的表面（非自由表面），由于很强的毛细管力 和裂隙的存在，或在钻井液密度不适应时，井壁发生剪切破坏，井壁周围 产生微裂缝，这样，井壁深处的硬石膏就得以吸水，吸水后其本身孔隙压 力增加，强度降低，对周围岩石将产生两方面的影响，一是增加了围岩的 孔隙压力，也就是降低了围岩的有效强度；二是将以前硬石膏在复合盐层 中承担的应力释放给围岩。 这两方面的影响就造成了钻井液的有效液柱压力（径向应力）的降低，从 而表现出井径缩小或垮塌的现象，这可以在羊塔克 101井的测井曲线中观 察到。
盐膏层钻井液技术
• 化学组分 • 三、“软泥岩”
二、理化性能
软泥 岩 以 粘 土 矿 物 为 主 ， 同时含有少量 盐 （ 2—10% ） 和石膏 （ 8— 19%）。 粘土矿物以伊利石为主，含量大约为26%，其次是伊/蒙混层和绿泥石，不 含蒙脱石 。通过理化性能实验知，这类粘土矿物的吸水性、膨胀性和分散性相对较 弱，那么这类地层表现出的分散性和吸水膨胀，主要是因为其中含的膏、 盐所造成的，膏、盐含量愈大，表现出的分散性和吸水膨胀性愈强，在高 的地应力下，就表现出塑性流动。
钻井液技术
狭义胶体：胶体大小（三维中任一维尺寸在1100nm之间）的微粒分散在另一种连续介质中所 形成的分散体系。
广义胶体：包括粗分散体系（悬浮体、乳状液、 泡沫）；溶胶；高分子真溶液；缔合胶体。
学习本章的意义:
Keep the newly drilled wellbore open untill steel casing can be cemented in the hole.
Cool and lubricate the rotating drillstring and bit.
概论——钻井液不应具有
气体：用高速气体或天然气清除钻屑
概论——钻井液的组成
概论——钻井液技术发展概况
发展
水基钻井液
清水 分散钻井液 抑制性钻井液 不分散聚合物钻 井液
油基钻井液
原油 柴油为连续相钻井液 油包水乳化钻井液
预测
钻井液强化井壁技术 复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井液技术 新型钻井液体系及其处理剂的研制与应用 废弃钻井液的处理技术 保护油气层的钻井液技术
晶层间靠微弱的分子间力连接，连接不紧密，水分 子容易进入两个晶层之间发生膨胀（全脱水时晶格 间距为9.6A，吸水后可达21.4A），水化分散性能 较好（造浆能力强），是配制泥浆的优质材料。
粘土矿物的晶格构造和特点
伊利石
伊利石的晶体构造和 蒙脱石相类似，不同 之点在于伊利石中硅 氧四面体中有较多的 硅被铝取代，因取代 所缺的正电荷由处在 相邻两个硅氧层之间 的K+补偿，因K+存在 于晶层之间并进入相 邻氧原子网格形成的 孔穴中，使各晶胞间 拉得较紧，水分不易 进入层间，因此它是 不易膨胀的粘土矿物 。
盐膏层钻井液技术
盐膏层钻井液技术
一、概述
醇氯化钾饱和盐水高密度（密度高达2.30克/厘米3）仿油基钻井液体 系，顺利快速钻完了克拉-203、克拉-204井近300米盐膏层和400米 的多套高压气层（比同一地区相邻其它井提前50—100天完钻）。 从井径电测的曲线来看，利用这种钻井液体系，在盐层所处井段， 没有出现缩径、井径扩大现象，保持了井壁稳定，同时也解决了多 套压力系统处于同一裸眼段所带来的难题。这种钻井液体系的特点 是：粘切低、流动性好、API和高温高压失水很低、泥饼薄、造壁 和润滑性好、井壁稳定、性能稳定、易维护，不需要采取大量排放 钻井液的办法来维护性能，大大降低了成本。
至95年，认识有了一定的提高，技术手段相对丰富，设备条件较好， 又在山前构造带上钻东秋-5井、亚肯-3井。钻井液技术工作者对盐膏 层展开了攻关研究：取样分析盐膏层地层粘土矿物组分，探索区块 钻井液密度规律，绘制钻井液密度图版，分析地层应力，改进饱和 盐水钻井液技术。东秋-5井采用过饱和盐水钻井液，遭遇“软泥岩” 层段，钻井施工非常困难，卡钻套铣2次。在此井，钻井液技术工作 者首次提出了“软泥岩”概念，对“软泥岩”电性特征、矿物组分、
一、概述
塔里木油田康2井寒武系盐岩与白云岩混合体
盐膏层钻井液技术 二、理化性能
复合盐膏层钻井液技术
复合盐膏层钻井液技术
⑴ 常用聚合物处理剂
SD－17W为乙烯基共聚物，其分子量为 150～200万，是一种丙烯酸、丙烯酰胺 的共聚物，在钻井液中用作降滤失剂， 具有具有较强抗盐、抗钙和抑制粘土分 散的能力，特别是在盐水、饱和盐水中 的抑制性比较突出。高温稳定性好，能 有效地防止高温分散和高温增稠，适应 于深井高温、高压地区使用。
复合盐膏层钻井液技术
复合盐膏层钻井液技术
盐岩（NaCl）层、石膏层（CaSO4）、盐 膏互层在中原油田分布较广，其厚度也 不一，一般在100～300m，对其钻井液 的污染情况也不一样。目前我油田有四 个钻井公司，所用的钻井液体系和钻井 液处理剂也有些不同。但钻井液工艺、 技术比较成熟，都取得了良好的效果。
复合盐膏层钻井液技术
2．钻至井深1200m后，用大、小分子聚 合物复合胶液（或干粉）进行维护处理 钻井液，严格控制滤失量。 3 ．井深小于 2800m ， MBT 控制在 35 ～ 60g/l ； 井 深 大 于 2800m ， MBT 控 制 在 30～50g/l；PH值控制在8～9之间。。 4．311mm井眼，粘度、切力适当提高。
复合盐膏层钻井液技术
8．进入盐膏层前进行预处理，进入盐膏 层后钻井液性能一般无大变化。进入盐 膏层前没有预处理，钻井液受盐膏层污 染时，一般表现在滤失量增大，粘切先 升高后下降。这时可继续用聚合物复合 胶液进行处理，一直到性能恢复正常为 止，并加入一定量的GK－97、LV－CMC 进行护胶和降低滤失量。
复合盐膏层钻井液技术
MAN－104具有抗高温降滤失、携带岩屑等特 点，有较好的剪切稀释性能和抗剪切安定性， 改善钻井液的流型，并具有抗盐 ( 达饱和 ) 和一 定的抗钙、镁能力。可用于淡水、海水、咸水 和饱和盐水钻井液体系,可与其它处理剂复配使 用。 SL－Ⅰ、SL－Ⅱ为丙烯酰胺和丙烯酸的衍生 物。其分子量为100～200万，在钻井液中用作 抗盐降滤失剂。
高密度饱和盐水钻井液在盐膏层钻进中的维护技术
表 1 28 井盐膏层钻井液抗高温试验结果表
FV
PV
YP
（ s） （ mPa·s） （ Pa）
75
52
20. 0
/
61
26. 5
64
48
16. 0
/
54
19. 0
70
48
26. 5
/
52
21. 5
63
49
16. 5
/
42
16. 5
79
56
20. 0
/
44
17. 0
FLAPI （ ml）
1 钻井液维护技术是盐膏层钻井成败 的关键
高密度饱和盐水“三磺”或“聚磺”钻井液是盐 膏层钻井常用的两种钻井液体系，同时也是应用最 多的两种体系。选用什么样的钻井液体系要根据所 钻地层特性来确定，而采用高密度饱和盐水钻井液 在钻盐膏层时的体系性能维护是至关重要的，它关 系到钻井液性能能否满足所钻地层特性和工程施工 条件，从而避免出现井下复杂的关键过程。
以上维护技术在土库曼斯坦南约洛坦气田后续 6 口井的盐膏层钻进中得以应用，全部用普通重晶 石粉加重到密度为 2. 0 g / cm3 ～ 2. 10g / cm3 的钻井 液（ 因盐膏层中含有油气层，为了井控安全，不使用 密度高的铁矿粉加重） ，流动性能良好，漏斗粘度为 50s ～ 80s，初切 10Pa 以内，终切 40Pa 以内，性能稳 定，长时间高温不增稠； 一趟钻一只钻头钻完 400 多 米盐膏层； 电测、下套管中完作业安全顺利。图 3、 图 4、表 1 是 28 井盐膏层钻进时钻井液（ 密度 2. 0 g / cm3 ～ 2. 05 g / cm3 ） 粘切变化情况和钻井液的抗高 温试验。
膏盐层地钻进要求措施
盐膏层钻进技术措施（一）在膏盐层井段钻进时，由于膏盐层的塑性流动及易造成卡钻、套管挤毁事故同时由于膏盐污染泥浆体系，造成井壁坍塌，形成不规则井眼，影响固井质量为此在钻进膏盐层前，应做好充分的物资与技术准备，措施如下：1．钻膏盐层时，每钻进0.5米上提2米划眼到底，如划眼无阻卡、无蹩劲显示则可增加钻进井段和划眼行程，但每钻进4—5米至少上提划眼一次，每钻完一单根，方钻杆提出转盘面，然后下放划眼到底；钻进4小时（或更短，短起钻过盐层顶部，全部划眼到底，若无阻卡显示，可适当延长起钻间隔，但坚持钻具在盐层段作业时间不超过12—15小时。
2．钻膏盐层时应调整机械参数，控制机械钻速，每米钻时不低于10分钟。
3．注意钻速的变化，若机械钻速减小，立即上提划眼到底。
4．密切监视各种参数的变化情况，如发现任何异常，立即上提钻具划眼；岩盐层及其上下井段要保持钻具一直处于活动状态，防止钻具静止而卡钻。
6. 发现有任何缩径的井段都要进行短程起钻到复合盐层顶，以验证钻头能否通过。
钻穿盐层和软泥岩层，应短起至套管内，静止一段时间，再通井观察其蠕变情况，检查钻井液性能是否合适。
7. 钻进出现复杂情况不宜接单根，不宜立即停转盘、停泵，应维持转动、循环，待情况好转后，再上提划眼，判断分析复杂情况发生的原因。
8. 尽可能延长开泵时间，接单根时钻具坐于转盘后方可开泵。
9. 应首先确定安全时间，如需进行取芯或下部作业需花较多时间，钻头在盐层以下时间不得超过安全时间采用扩孔器以增大膏盐层井径。
二、复杂情况预防与处理A、防塌措施调整好钻井液性能，钻入易塌层段前，按钻井液设计要求一次性加入防塌剂，含量达到3%左右。
起钻必须连续向井内灌入钻井液。
起钻遇阻，应将钻具下到畅通井段开泵重新循环洗井，避免因抽吸引起井塌。
钻进中发现泵压升高、悬重下降、扭距增加、打倒车严重、钻杆内倒返浆严重现象，应停止钻进或接单根，上提钻具到畅通井段，采用冲、通、划的方法处理。
塔河油田深井穿盐膏层钻井液技术
塔河油田深井穿盐膏层钻井液技术
吴虎;张克明;刘梅全;郝仕根
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】2007(029)002
【摘要】深井盐膏层钻井施工风险极大,常会引起卡钻和套管损坏,影响安全钻井.
通过对塔河油田深井盐膏层矿物组分、理化特征等进行综合分析,阐明井壁失稳的
主要原因,为选择钻井液体系提供理论基础;对适应于该段的钻井液体系和现场维护
处理技术进行了探索,提出了欠饱和盐水钻井液技术方案,并在T913井、TK827井、TK1106井进行了现场应用.结果表明,井下复杂大幅度降低,钻井周期大幅度缩短,经济效益较好.
【总页数】5页(P86-90)
【作者】吴虎;张克明;刘梅全;郝仕根
【作者单位】吐哈石油勘探开发指挥部油气开发公司,新疆鄯善,838202;吐哈石油
勘探开发指挥部钻采工艺研究院,新疆鄯善,838202;吐哈石油勘探开发指挥部钻井
公司,新疆鄯善,838202;吐哈石油勘探开发指挥部钻井公司,新疆鄯善,838202
【正文语种】中文
【中图分类】TE245;TE254
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1.塔河油田深部盐膏层钻井液技术难点及对策探讨 [J], 赵炬肃
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新疆探区复合盐层、纯盐层钻井液技术
新疆探区复合盐层、纯盐层钻井液技术1.1复合盐层单层厚度较大，一般从几米至几十米，总厚度从几十米至1900米，盐间夹层为不易发生坍塌的白云岩、石灰岩及层理裂隙不发育不易坍塌的硬泥页岩等，粘土矿物分为两类，一类以伊利石为主、含少量的绿泥石，另一类以伊利石与伊蒙有序间层为主。
1.2盐、膏、泥复合盐层存在互层多且薄，岩性变化大，并含盐膏软泥盐、碎泥与盐结合物及以盐为胶结物的角砾岩中等，泥页岩层理、裂隙发育，软泥页岩含水高，泥页岩中粘土矿物可分为两类，一类以伊利石为主、并含绿泥石，另一类以伊利石为主、并含伊蒙有序间层、高岭石、绿泥石，含盐量高的泥页岩初始膨胀率高，随着测量过程中泥页岩中盐的溶解，可能出现负的膨胀率，泥页岩大多孔隙压力异常，部分地区的盐、膏、泥页岩处于地应力作用下。
2、钻遇复合盐层时出现复杂情况的原因2.1盐岩的塑性变形盐岩在井下处于应力平衡状态，当钻开盐层时，盐岩受力状态发生变化，当上覆岩层压力指向井内的侧压力大于液柱压力时，盐岩就会发生塑性变形，导致缩径，起下钻遇阻、卡钻等井下复杂情况。
盐岩的塑性变形与井深、钻井液密度、井温、盐岩组分有关。
2.2盐的溶解使用水基钻井液钻进复合盐层时，地层中盐会被钻井液部分溶解。
对于第一类盐层，则造成井径扩大，形成糖葫芦井眼，给钻井、固井、电测工作造成困难。
对于第二类盐层，盐岩与泥岩互层多且薄。
盐溶造成泥岩失去支撑而坍塌，这类盐层的盐还以盐脉、大小不等的结晶块形式出现在泥岩中，或大小不等的盐结晶形式与碎泥结合在一起，或在盐岩中存在许多泥块，盐溶会引起泥岩坍塌。
2.3盐膏层的吸水膨胀盐膏层中往往夹杂着其他盐类,如石膏、芒硝、氯化镁、氯化钙等，它们原始状态都含有结晶水。
在上覆地层压力作用下失去结晶水，成为无水石膏、无水芒硝。
当使用水基钻井液钻开此类地层时，无水石膏就会吸水变为二水石膏，体积增大26%，引起岩石强度下降，易发生坍塌、缩径。
2.4盐的重结晶使用饱和盐水钻井液钻进深部盐层时，盐的溶解度随温度的增加而增加，在地面盐水处于饱和到井底变得不饱和，造成井底盐溶，井径扩大，当返至地面，钻井液温度下降，由饱和变为过饱和，在上部井段或地面重结晶。
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西 部探 矿 工程
２ ９
Ｔ ８井 三 开 膏 盐 层 钻 井液 技 术 Ｋ１ ２ ２
陈红壮 ， 河淳 ， 黄 高 伟
（ 中石化德 州 石 油钻 井研 究所 ，山东 德州 ２ ３０ ） ５００ 摘 要 ： 河油 田 １ 塔 ２区盐 膏层 相 对 于其 它 区块 ， 主要 表 现 为 １ ２区的 盐 膏层 埋 藏 深 、 膏层 塑性蠕 变 盐
，
出现井 漏后 ， 终按 照方 案二 中完 。 最
表 １ Ｔ ２ ８井 设 计 与 实 钻 井身 结构 对 比 Ｋ１２
１ 钻 井液 技术 难点 （ ） 层 蠕 变 阻 卡 ： 井 盐 层 埋 藏 在 ５ ９ ｍ 以深 ， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ盐 该 ６２
（） ４ 膏盐 层 ２ ６ ０ ｍｍ＋ １ ７ ８ ７ ． ｍｍ 复合 套 管 的下 入： 膏盐 层厚 壁套 管 与井 眼的小 间 隙 、 层蠕 变缩 径 、 盐 高
１６ｇ ｃ ， １含 量 ９００ ／ ．８ ／ｍ￣Ｃ一 ５０ｍｇＬ开 钻 ， 工 过 程 钻 井 施 液密度控 制在 ｌ７～ １７ｇｃ ， －０ ．２／ｍ３顺利 钻至 Ｏ ｓ 前 中 ａ提 完， 层 蠕 变速 率 为 ２ ２ 盐 ．１ｍｍ／ ， ｈ 下 ２６ ０ｍｍ ＋ ｊ １７８ ２ ７．ｍｍ复合套 管 至 ６ ３ｍ 时发 生 卡 套 管 事 故 ， 『 １５ 后
微 裂 隙发育 且有 不整 合 面存在 ， 密度 钻井 液施 工 过程 高
离子 悬 浮液欠 饱 和盐水 钻井 液 体 系 ， 钻井 液密 度控 制在
１ ７～ １８ ｇｃ 。 ． ３ ． ０ ／ ｍ。
揭开 不整合 面将 极易 发生 恶性 井 漏 。
＊ 收 稿 日期 ：０ ９１一２ ２ ０— ｌ１
（ ） Ｄ３井盐 层埋 藏 在 ５ ７ ｍ 以深 ， １Ａ ６６ 采用 长裸 眼穿
盐井 身结 构 ， 经过 ９ 承 压 堵 漏 ７次 重新 穿 盐 之 后 ， 次 终 因盐 层蠕 变太 快 （ 大 蠕 变速 率 ４ ５ ｍｍ／ ） 法 满 足 最 ．９ ｈ无
下入 ２ ３ Ｉ ７ ． ｍｍ 套 管要 求 ， 为盐 层 专封 结 构 ， 改 选择 阳
第一作者简介 ： 陈红壮（ ９ ３）男 （ １ ８一 ， 汉族 ）甘肃静宁县人 ， ， 助理工程师 ， 现从事石油钻井工程技术工作 。
西部探矿工程
（） Ｋｌ２ 井 盐 层埋 藏 在 ５８ｍ 以深 ， 用 盐下 ２Ｔ ２ ５ ７４ 采
２ １ 年第 ９ ００ 期
长裸眼井身结构 ， 以钻井液密度 １ ７ｇ ｃ 。Ｃ 一 ． ０／ｍ ， １ 含量 １００ ｍ ／ １００ ｇＬ开钻 ， 具体施工过程逐步提高钻井液密度 至 １７ｇｃ ， 东 河塘 组 ６５ ｍ 发生 卡钻 ， 卡后 降 ． ６／ｍ３在 １６ 解 低钻 井液密 度 为 １７ｇ ｃ ． ４ ／ｍ。钻 至 ６ ６． ４ 发 生 井 漏 ２０ ７ｍ （ 位 Ｓｋ） 经 过 多 次 堵 漏 后 下 入 ２ ６ 层 ， ０ｍｍ ＋ ｊ １７８ ２ ７ ． ｍｍ复合套 管 。 ｊ （） ３ ＴＫ１ ３ ２ ９井 盐 顶 位 于 ５ ５ ｍ， 钻 井 液 密 度 ６８ 以
定， 抑制地层 造浆 和抗 污染 ， 变性易 于控制 ， 时 流 同 该体 系主要适用于盐膏层和低压 漏失层 同在一 个裸 眼 ， 井 液 密 度 提 高 受 限的 情 况 下 ， 过 盐 的溶 解 减 钻 通 缓 盐 层 蠕 变 。考 虑 到 本 井 三 开 将 钻 遇 地 层 压 力 低 的 东 河 塘 组 、 坪 塔 格 组 以及 桑 塔 木 组 地 层 ， 在 很 大 柯 存 的压 差 卡 钻 的风 险 ， 根据 邻 井 出 现 的复 杂 情 况 ， 开 本 次采用聚磺混 油欠饱 和盐 水钻 井液体 系 ， 向欠 饱 和 盐 水 钻 井 液 中 混 入 ４ ～ ６ 的 轻 质 原 油 ， 加 钻 井 ％ ％ 增
（） 河塘 组存 在 压 差 卡钻 风 险 ： ２东 东河 塘 组 地 层 孔 隙压 力为 １ １ ｇ ｃ ， ． ３ ／ｍ。 存在 大段 的 高 渗 透 性石 英 砂 岩 ，
高密 度下易 发 生吸 附压差 卡钻 。
（ ） 坪塔 格组 易 发 生严 重 井 漏 ： ３柯 柯坪 塔 格 组 地 层
盐顶 上覆地 层压 力 当量密 度 为 ２４ ｇ ｃ ， ． ０／ｍ。 只有 控制 合
理 的钻井液 密 度才 能有 效 的平 衡 地层 压力 和消 除盐 膏 层 的蠕变缩 径 ， 否则 易发 生盐 层缩 径卡 钻 。
压差 等 复杂情 况下 使 复合套 管 的下 入风 险剧增 。
２ 钻 井液体 系的选择 ２ １ 邻 井 的施 工概 况及存 在 的技术 问题 ．
速 率大 、 工钻 井液 密度 高等 特点 。ＴＫ１２ 施 ２ ８井改 变传 统承 压 堵漏 长裸 眼 穿盐技 术 ， 用 盐层 及 盐 下 采 井段 为 专封 井身 结构 ， 密度钻 井 液 下防止 东河塘 组 压 差 卡钻 ， 开柯 坪塔 格 组 不整 合 面 防止 井漏 ， 高 揭
以及 高压 差和 高蠕 变速 率 下 ２ ６ ４ ０ ． ｍｍ＋ １ ７ ８ ７ ． ｍｍ 复合 套 管的顺 利 下到位 成 为技 术难 点 。
关键词： 欠饱和 盐水钻 井液 ； 膏层 ； １ 含 量 ； 盐 Ｃ一 密度 ； 变速 率 ； 蠕 井漏
中图 分类 号 ： ２ ４ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ４ ５ １ （ ０ ０ Ｏ 一 Ｏ ２ —０ ＴＥ ５ Ｂ １Ｏ— ７６ ２ １）９ ０９ ４ Ｔ ２ ８井是 西北 油 田分 公 司在 塔 河 油 田 １ Ｋ１ ２ ２区 阿 克库 勒 凸起 西南斜 坡上 布置 的一 口盐下 开发 井 ， 用 四 采
不 同设 计 两 套 施 工 方 案 ， 井 液 密 度 小 于 １ ６ｇｃ 钻 ． ５／ｍ３ 采 用方 案 一 ， 则按 方案 二施 工 。实 际施工 过程 根据井 否 下 情况 钻井 液 密度 控制在 １６ ～ １７ ｇｃ ， ． ９ ． ２／ｍ。首选 方 案
一
级结 构 ， 身结 构设 计 与实 钻情 况对 比见 表 １ 井 。 考虑 到邻 井 出现 的复杂 情况 ， 井根 据钻 井液 密度 本