塔河油田膏盐层固井技术浅析

（５）泥 浆 密 度 较 高（１．６５～１．６６ｇ／ｃｍ３），流 动 性 差， 顶 替 效 率 差 ，水 泥 浆 易 窜 槽 ，水 泥 石 难 以 全 封 盐 层 ，影 响 水泥石胶结质量。
（６）石炭系膏盐 层 埋 深 较 深 （大 于 ５２００ｍ），受 到 垂 向地层应力较大，钻井 将 原 有 的 受 力 平 衡 打 破，水 平 方 向上应力将向井眼释 放，膏 盐 层 的 蠕 动 速 率 较 大，泥 浆 密度高 达 １．６５～１．６６ｇ／ｃｍ３，蠕 变 速 率 仍 为 ０．７５～ １．５ｍｍ／ｈ，留 给 作 业 的 安 全 时 间 较 短 。
套管下到设计位置下送套管至4355m井内出现漏失返浆口返浆量减少下至4443m井口不返浆其后将环空灌满泥浆井口能看到环空液面下套管到位后等候堵漏钻井液期间每小时向井内顶入钻用以置换盐层处的钻井液防止盐层蠕变速率过快导致缩径将环空挤堵整个过程井口无钻井液返出
３６ 西 部 探 矿 工 程 ２０１２ 年 第 ７ 期
１．４７ｇ／ｃｍ３，堵 漏 泥 浆 密 度 １．５０ｇ／ｃｍ３，最 高 压 力 １３．５ＭＰａ，稳压 ６０ｍｉｎ，压 力 下 降 ０．２ＭＰａ，折 算 地 层 当 量密度１．７３５ｇ／ｃｍ３，用 泥 浆 密 度 １．６５ｇ／ｃｍ３ 扩 孔 后 盐 层最大蠕动速率 ０．９８ｍｍ／ｈ，盐 层 扩 径 率 ３０．６％，安 全 施工时间大于７０ｈ，满足施工要求。下套管前再 次 对 裸 眼段 地 层 承 压 堵 漏，泥 浆 密 度 １．６３ｇ／ｃｍ３，压 力 最 大 ８ＭＰａ，压 降 １．１ＭＰａ，折 算 当 量 密 度 １．７３ｇ／ｃｍ３。 前 置 液 及 水 泥 浆 添 加 剂 采 用 天 津 鼎 力，冲 洗 液 密 度 １．０９ｇ／ｃｍ３，隔离 液 １．６５ｇ／ｃｍ３，领 浆 密 度 １．６５ｇ／ｃｍ３， 领浆配 方：ＡＧ 级 水 泥 灰 ＋９１％ 粉 煤 灰 ＋２４％ 微 硅 ＋ ６．６％ 降 失 剂 ＋１．０３％ 分 散 剂 ＋０．１７％ 缓 凝 剂 ＋０．４７％ 早强 剂 ＋６．７％ 盐 ＋５５％ 淡 水；试 验 条 件：９８℃ × ８５ＭＰａ×７０ｍｉｎ；稠 化 时 间：２８３ｍｉｎ，养 护：９８℃ × ２０ｍｉｎ，六 速 ６００／３００／２００／１００／６／３，１００／５９／４３／２４／３／ ２；ｎ：０．８１８，Ｋ：０．１８３；流 动 度：２２ｃｍ；失 水：９８℃ × ６．９ＭＰａ×３８ｍＬ；析 水：０ｍＬ；强 度：４８ｈ×１６ＭＰａ；尾 浆 密度１．９２ｇ／ｃｍ３，尾 浆 配 方：ＡＧ 级 水 泥 ＋６％ 降 失 剂 ＋ １％分 散 剂 ＋０．０６２５％ 缓 凝 剂 ＋０．２％ 早 强 剂 ＋４．５％ 盐＋３６．８８％ 淡 水；试 验 条 件：９８℃ ×８５ＭＰａ×７０ｍｉｎ， 稠化时间：１８５ｍｉｎ；养 护：９８℃ ×２０ｍｉｎ，六 速 ６００／３００／ ２００／１００／６／３，２４５／１５９／１１１／６４／７／５；ｎ：０．７７，Ｋ：０．６１； 流 动 度：２０ｃｍ；失 水：９８℃ ×６．９ＭＰａ×３２ｍＬ；析 水： ０ｍＬ。
塔里木盆地广泛地分布盐层。随着塔河油田不断 地开发，将有更多的油 井 钻 遇 膏 盐 层，尤 其 是 石 炭 系 巴 楚 组 膏 盐 层 ，对 固 井 技 术 提 出 较 高 要 求 。 塔 河 油 田 塔 北 隆起、塔河两岸石炭系 盐 膏 层 分 布 较 广 泛，以 纯 盐 岩 为 主 ，多 为 相 互 独 立 的 盐 丘 ，具 有 地 层 条 件 复 杂 、盐 膏 层 段 长（１２０～２３０ｍ）、蠕 变 速 率 快 （０．７５～１．５ｍｍ／ｈ）、埋 藏 深（超过５１００ｍ）等 特 点 。 ［１］ 岩 性 以 盐 岩、膏 岩 与 泥 岩、 泥 质 粉 砂 岩 等 呈 不 等 厚 互 层 ，岩 盐 由 盆 中 心 向 盆 边 缘 尖 灭，盐层的厚度随着盆 地 地 形 变 化，其 中 塔 河 两 岸 膏 盐 层埋深大于５２００ｍ。盐层 上 部 地 层 发 育 物 性 良 好 的 砂 岩层，厚度为７００～８００ｍ。 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 、井 径 扩大形成糖葫芦状、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 。 １ 存 在 的 问 题
上 部 地 层 破 裂 当 量 密 度 低 ，揭 开 盐 层 之 前 通 过 承 压 堵 漏 来 提 高 地 层 的 承 压 能 力 ，使 上 部 地 层 的 承 压 当 量 密 度达能到 １．７３ｇ／ｃｍ３ 以 上，拓 宽 施 工 压 力 窗 口。 水 泥 浆领浆密度设 计 为 低 密 度 水 泥 体 系，密 度 １．６５ｇ／ｃｍ３， 稠 化 时 间 （３００～３６０ｍｉｎ）较 尾 浆 长 １２０ｍｉｎ，这 样 尾 浆 稠 化 后 产 生 强 度 在 不 足 以 抵 抗 盐 层 蠕 动 的 应 力 时 ，泥 浆 与 领浆的液柱压力还能 向 下 传 递，抑 制 盐 层 蠕 动，避 免 套 管受到不均衡载荷。
为提高顶替效率，在 盐 层 顶 部 ５ 根 套 管 中，每 根 套 管加入一只弹性扶正 器，提 高 下 部 套 管 的 居 中 度，上 部 正常井段合理加入弹性扶正器，使 居 中 度 在 ６７％ 以 上， 扩径井段加入旋流刚 性 扶 正 器，改 变 扩 径 段 的 流 态；套 管下到位后 将 井 眼 充 分 循 环 洗 干 净 后，再 循 环 处 理 泥 浆 ，降 低 粘 切 ，改 变 泥 浆 流 变 性 能 。
中完钻井深 ３１１．２ｍｍ×５３８８ｍ，套 管 （２４４．５ｍｍ＋ ２７３．１ｍｍ）×５３８５．５８ｍ，悬 挂 器 ３０５６．１１ｍ，盐 层 位 置 ５１９５．００～５３６８．００ｍ，盐层段长１７２ｍ，岩性顶部 为 灰 白 色泥质膏岩，其下为无 色 盐 岩、灰 白 色 泥 质 盐 岩 夹 灰 色 盐 质 泥 岩 、棕 褐 色 泥 岩 。 井 队 在 揭 开 盐 层 前 对 上 部 地 层 进 行 承 压 堵 漏 （２２２９ ～ ５１９５．７８ｍ ），泥 浆 密 度
（３）膏盐层段设计下入 ２７３．来自ｍｍ 钢级 ＴＰ１４０Ｖ 壁 厚２６．２４ｍｍ 无 节 箍 套 管，无 法 在 套 管 上 加 入 扶 正 器， 盐层段 套 管 居 中 度 难 以 达 到 ６７％ 以 上，影 响 到 盐 层 段 的驱替效率。
（４）石 炭 系 卡 拉 沙 依 组 上 泥 岩 段 ，厚 度 在６０～８０ｍ， 钻进过程中极易掉块，形 成 大 肚 子 井 眼，扩 径 率 一 般 在 １５％，膏盐层在扩径、钻 进 过 程 盐 岩 融 解 及 含 膏 质 泥 岩 掉块，造成大肚子段（扩径率达 ３０％以上），影 响 驱 替 效 率。
施工过程：套管一 次 下 到 设 计 位 置，悬 挂 器 正 常 坐 挂，循环 泥 浆，试 通 管 线，试 压 ２５ＭＰａ，注 冲 洗 液 ８ｍ３， 密度 １．０９ｇ／ｃｍ３，放 回 水，回 压 凡 尔 正 常，注 隔 离 液 ８ｍ３，密 度 １．６５ｇ／ｃｍ３，注 领 浆 １３０ｍ３，最 大 密 度 １．６７ｇ／ｃｍ３，最小 １．６５ｇ／ｃｍ３，平 均 密 度 １．６６ｇ／ｃｍ３，尾 浆４４ｍ３，最 大 密 度 １．９２ｇ／ｃｍ３，最 小 １．９０ｇ／ｃｍ３，平 均 密度 １．９１ｇ／ｃｍ３，释 放 胶 塞，注 压 塞 液 １．０ｍ３，替 浆 １１９．５ｍ３，替 浆 排 量 ２～２．８～２．５～２．０～１．５ｍ３／ｍｉｎ， 压力，０～１０～１７～１９ＭＰａ，碰 压 １９ＭＰａ 升 至 ２４ＭＰａ， 起钻，候凝６０ｈ；整个施工过程未出现漏失，井队 下 钻 扫 塞 ，测 声 幅 ，盐 层 结 果 如 图 １ 所 示 。 ３．２ ＴＫ１１２７ 井 盐 层
（２）石 炭 系 巴 楚 组 上 部 地 层 有 ７００～８００ｍ 物 性 好 的砂岩段，特别是三叠 系 含 有 三 套 砂 体，平 衡 泥 浆 密 度 为１．２０～１．２２ｇ／ｃｍ３，在泥浆密度１．６５～１．６６ｇ／ｃｍ３ 的 情况下套管易发生压 差 式 粘 卡，导 致 套 管 下 不 到 位，造 成强行起出套管或者留下超长口袋。
（７）盐层的溶解与 蠕 动 影 响 水 泥 环 胶 结 质 量、固 井 过程中水泥浆的稳定 性、水 泥 环 后 期 的 强 度，致 使 套 管 受 到 不 均 匀 地 层 载 荷 的 影 响 而 迅 速 破 坏 ，影 响 了 油 井 的 正常生产。
（８）膏 盐 层 水 泥 环 易 受 到 腐 蚀。 膏 盐 地 层 中 含 有 ＣａＳＯ４、ＮａＣｌ、ＭｇＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４ 等 电 解 质，膨 胀 的 原 因 是 ＣａＳＯ４ 吸水引起的，腐 蚀 主 要 是 由 ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４ 发 生作用的结果 。 ［２］ ２ 解 决 问 题 的 方 法
塔河油田膏盐层固井技术浅析
李 强 ＊１，汤 祖 明２，马 锦 明１，张 亚 洲１
（１．德州大陆架石油工程技术有限公司，山东 德州 ２５３０１７；２．华北石油局井下作业公司，河南 郑州 ４５００４２）
摘 要：含有膏盐层的井，在固井方面具有一定的难度。膏盐层 一 旦 不 能 有 效 被 封 固，盐 层 蠕 动 将 对 套管产生不均衡负荷，造成套管变形、挤毁及错断等复杂情况，给后 续 工 作 带 来 额 外 的 工 作 量 及 缩 短 油 井 寿 命 。 目 前 塔 河 油 田 膏 盐 层 固 井 存 在 下 面 几 种 难 点 ：一 是 上 部 白 垩 系 、侏 罗 系 地 层 有７００～８００ｍ 的砂岩层，属于低压层，在泥浆密度１．６５～１．６６ｇ／ｃｍ３的 情 况 下 套 管 易 发 生 压 差 式 粘 卡；二 是 膏 盐 层 埋深达到 一 定 时 具 有 塑 性 蠕 动 的 特 性，蠕 动 速 率 ０．７５～１．５ｍｍ／ｈ；三 是 泥 浆 密 度 为 １．６５～ １．６６ｇ／ｃｍ３，流变性能差，难被有效顶替；四是膏盐层中含有碱金属对水泥石的腐蚀严 重，水泥 浆 必 须 具 有 抗 盐 性 ；五 是 上 部 为 低 压 力 系 统 ，易 发 生 井 漏 。 就 以 上 问 题 对 塔 河 两 岸 膏 盐 层 固 井 技 术 难 点 进 行 分析。 关 键 词 ：固 井 ；塔 河 油 田 ；膏 盐 层 ；蠕 变 ；盐 水 泥 浆 中 图 分 类 号 ：ＴＥ２５６ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００４－５７１６（２０１２）０７－００３６－０３
（１）膏 盐 层 固 井 层 次 ，地 层 含 有 为 两 套 压 力 系 统 ，上 部地层破裂压力低，所 需 泥 浆 密 度 低；下 部 地 层 破 裂 压 力 高 ，地 层 应 力 大 ，需 要 高 密 度 泥 浆 来 抑 制 ，两 套 地 层 压 力系统的不同，导致施 工 压 力 窗 口 较 窄，固 井 易 发 生 井 漏 。 只 要 一 发 生 漏 失 ，就 可 能 造 成 环 空 静 液 柱 压 力 不 能 有效地抑制盐层蠕动。
＊ 收稿日期：２０１１－１１－０１ 修回日期：２０１１－１１－２３ 第 一 作 者 简 介 ：李 强 （１９８５－），男 （汉 族 ），山 东 枣 庄 人 ，助 理 工 程 师 ，现 从 事 石 油 钻 井 工 程 固 井 技 术 研 究 工 作 。
２０１２ 年 第 ７ 期 西 部 探 矿 工 程 ３７
下 套 管 前 ，向 井 内 砂 岩 段 及 易 漏 失 井 段 打 入 高 粘 度 （７０ｓ）稠 浆 ，降 低 泥 浆 滤 失 量 ，下 套 管 过 程 中 防 止 套 管 静 止时间超过２ｍｉｎ，防 止 套 管 粘 卡，盐 层 段，井 队 多 次 使 用水力扩孔器 扩 孔，释 放 地 层 应 力，使 安 全 时 间 在 ６０ｈ 以上。
水 泥 浆 及 前 置 液 均 采 用 抗 盐 体 系 ，冲 洗 液 及 隔 离 液 中加入抗胶 凝 剂 及 抑 制 剂，提 高 井 内 液 体 之 间 的 相 容 性，改变流体流态，抑 制 泥 岩 吸 水 膨 胀 和 提 高 水 泥 浆 胶 结 质 量 。 水 泥 浆 采 用 对 盐 适 应 性 强 的 添 加 剂 ，选 用 欠 饱 和 盐 水 水 泥 浆 体 系 ，性 能 保 持 稳 定 ，严 格 控 制 自 由 液 ，遏 制盐层的溶解，抑制盐 层 蠕 动，使 碱 金 属 离 子 不 能 自 由 地 进 入 水 泥 浆 中 ，２４ｈ 的 强 度 能 达 到 １４ＭＰａ以 上 。 ３ 施 工 实 例 ３．１ ＡＴ２０ 井 盐 层