塔河油田不稳定地层的钻井液技术探讨
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表 １ 地 层 压 力剖 面
复杂， 钻井过程中主要存在以下难题 。 １ ２１ 中上部 阻卡现象严 重 ．． 中上部 钻遇 的地层 成岩性 较差 、 欠压 实 、 结性差 。 胶 地 层岩性 多为砂 泥岩互 层 ， 页岩 中的粘 土矿 物 以伊 利 泥 石 和绿泥 石 为主 ， 易 水化 膨 胀 ， 易 分散 。上部 一 般 不 但 井 眼较大 ， 可钻 性好 ， 在钻进过 程 中易形 成虚厚 泥饼 ， 造 成 缩径和 起 下 钻 遇 阻 的现 象 。如 在 ＴＨ１５７井 二 开 ２１
２１ ０ ２年第 ６ 期
２ ２ 井壁 失稳 的客观 因素 的冲蚀 作用 。④井 身质量 不好 ； 如井 眼方位 变化 大， 狗腿 度过大 ， 易造 成应 力集 中 ， 加剧 井塌 发生 。⑤对
井壁 过 于严重 的机械 碰撞 。钻进 易塌地 层 时 ， 如转 速过
１２ 钻 井难 点 ． 塔河 油 田钻遇地 层 主要 为第 四系、 第三 系 、 白垩 系 、
＊ 收 稿 日期 ：０ 卜１－０ 修 回 日期 ：０ １１～ｌ ２ １ ０１ ２ １—０ｌ
作者简介： 宋莹 （９ ６） 女（ １８ 一． 汉族 ）湖北潜江人 ， ， 助理工程师 ， 现从事钻井液技术工作 。
大） 水平就升高； 当应力超过岩石的抗剪强度时 ， 就要发 生 剪切破 坏 （ 于脆 硬性地 层就 会发 生坍塌 ， 径扩 大 ； 对 井 而对 于 塑性地层 ， 发生 塑性 变形 ， 成缩 径 ） 则 造 。相反 来 说， 当钻井 液 密度升 高 至一 定 值 后 ， 壁处 的切 向应 力 井 就会变成拉应力， 当拉伸应力大于岩石 的抗拉强度时， 就要 发 生拉伸 破坏 （ 现 为井 漏 ） 表 。而 造成 钻 井 过 程 中 井 壁 出现 力学 不稳定 的情 况 而造 成 井 塌 的原 因大 致 可 分为： ①钻进坍塌地层时地层 时钻井液密度低于地层坍 塌 压力 的当量 钻井 液密度 ； ②起 钻时 的抽 吸作用 于井 壁 的钻井液 压力 低于地 层坍 塌压力 ； ③井 喷或 是井 漏导致
钻 普遍存 在 阻卡 、 井眼不稳 定 问题 ， 深部地层 机械 转速低 等 问题 。主要 表现在 三 叠 系和 石炭 系为主 及
要 地层 的 井眼垮塌 、 扩径 、 漏 、 时间 大段 划眼 、 井 长 卡钻 、 测井遇 阻 、 固井质 量 差等 。通 过现 场 实验 加入
高软化 点乳 化 沥青 （ Ｊ ）ＩＪ ＲＨ 一３ 、 一１等 处理 剂优化 钻 井液配方 ， 钻 井液具有 较好 的防塌抑 制性 。 （ 使 关键词 ： 地质 构造 复杂 ； 井壁 失稳 ； 优化 钻 井液
井液 的 流变参数 不合 适 ； 井 液长 时 间冲 刷井 壁 ； 时 钻 长 间定 点 冲孔 、 下钻操 作 引起压 力 波 动 、 时 间 转动 转 起 长
盘划 眼对井 壁稳 定有 一 定 影 响 ， 致 井 壁垮 塌 掉 块 、 导 井
密 度降低 ， 眼 围岩 差应 力 （ 向应力 减小 ， 向应力增 井 径 切
井 液与地层 孔 隙流体 之 间 的压 差 、 学 势差 （ 决 于钻 化 取 井液 与地层 流 体之 间的活 度差 和地层 的半透 膜效 率 ） 和 地层 毛细 血管 力 （ 取决 于岩 石表 面性质 ） 的驱 动下 ， 钻井 液 滤液进 入井 壁地层 ， 引起 地 层 中粘 土矿 物 水 化膨 胀 ， 引起 地层 中含水 量升 高 ， 而导致 地层 的力 学性 能发生 从
脆性泥 页岩 ， 在钻井 过程 中井壁 稳定性 差 ， 易坍 塌 掉块 ， 造成 卡钻事 故和井 径扩大 。
２ 井壁失稳 的机理 分析 ２ １ 造成 井壁 失稳的 主要原 因分析 ．
２５ ０ ０ ３０ ００ ３ ００ ５ ４ ００ ５ ４ ００ ８
５ ０ ００
１ ０５ ． ２ １ ０８５ ．
３ ２ 提高钻 井液 的抑 制性 ．
２ ３ 井壁失 稳的主 观 因素 ．
使 用加足 大分 子包被 剂 的聚合 物三叠 系 、 炭系为 石
程中， 如果 起下 钻速 度过快 、 钻井 液静 切力过 大 、 泵过 开 猛、 钻头 泥包等 原 因 ， 均可 能发生 强 的抽 吸作 用 ， 生过 产
１２ ０
西部探 矿工 程
２１ 年第 ６ ０２ 期
塔 河 油 田不稳 定 地 层 的钻 井液 技 术探 讨
宋 莹
（ 中国石化集团华北石油局西部工程公司， 新疆 轮台 ８１０ ） ４６０
摘 要 ： 河油 田的井深 、 塔 钻遇地 层和地 质构造 复 杂并存 在 多套压 力 系统 等 ， 在钻 探过 程 中上部 起 下
裂缝 性 发育 ， 在提高 钻井 液 封 堵性 的 同时 ， 应 提 高钻 还 井 液 的抑制性 ， 进～ 步加 强钻井 液 的防塌抑 制能 力 。要 注意观察 井下 情况 ， 强钻 井 液 维 护 ， 持 钻 井 液性 能 加 保 的相对稳 定 ， 避免大 起 大落 ， 井 液 密 度变 化 在 短期 内 钻 不 应超 过 ００ ｇｃ 。提 高钻 井 液 的抑 制 性 与 护壁 减 ． ２／ｍ３ 阻性 ， 免井 眼 出现 掉块 。 避
系、 寒武纪 和震 旦系 等 。 由于 钻 遇 的 地层 类 型 多 、 岩性
塔 河油 田储层 埋 藏 较 深 ， 叠 系地 层 埋 深 ４０ ～ 三 ６０ ５ ０ｍ左右 ， ００ 岩性以灰 、 灰黑色泥岩 、 炭质泥岩、 灰色粉 砂 岩 为主 ； 炭系地 层埋 深 ５０ ￣ ５５ｍ 左 右 ， 石 ００ ５０ 中上 部 棕褐色、 深灰泥岩 、 杂色砾岩、 深灰、 白粉 、 中砂岩 、 灰 细、 砾 质粉砂 岩互 层 ， 部褐 灰 、 灰泥 岩 、 砂 质泥 岩 ， 下 深 粉 即 上 泥 岩段 ， 自上而下 砂 质 岩 由粗 渐 细 ， 泥质 岩 以褐 色为 主， 少量 灰 、 灰绿色 ， 靠近 下部 泥岩 中局部 见较 多灰质结 核 。钻 井施 工过程 中 ， 段层 极易坍 塌 、 径扩 大严重 ， 该 井 利用测井资料分析模拟其压力剖面， 三叠系 、 石炭系地 层存在着较高的坍塌压力（ 如表 １ 所示）其当量密度数 ， 值 可达到 １２～ １３ｇ ｃ 左 右 ， 于孔 隙压力 。 ． ８ ．０／ｍ３ 高
力 学 因素 ： 当地层 被 钻开 之 前 ， 下 的 岩 石受 到 上 地 覆压力、 水平 方 向地应 力 和孔 隙 压 力 的作 用 ， 井壁 处 的 应 力状 态 即为原地 应力状 态 ， 且处 于平衡 。当井 眼被钻
开 后 ， 应力 被释放 ， 内钻井 液 作 用 于井 壁 的压 力 取 地 井
中图分 类号 ： Ｅ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：Ｏ ４ ７ ６ ２ １ ） ６ １ ２ ３ Ｔ ２ Ａ １ ０ —５ ｌ （Ｏ ２ ０ 一Ｏ Ｏ 一Ｏ
１ 地质 概述
侏 罗纪 、 叠系 、 三 二叠 系 、 石炭 系 、 泥盆 系 、 留系 、 陶 志 奥
１ １ 塔 河油 田地层 地质特 征 ．
高、 起钻用转盘卸扣 ， 由于钻具剧烈碰击井壁， 从而加速
井塌 。
代 了所 钻岩层 原先对 井壁 岩石 的支撑 ， 破坏 了地 层 和原
有 应力 的平衡 ， 引起 井壁 周围应 力 的重新分 布 。而井 眼 周 围 的应 力水 平与 井 眼 液柱 的压 力有 关 。若 钻 井 液 的
综上所述 ， 钻井液体系选择及其性能控制不 当； 钻
一
系列 的变化 ， 最终 导致井 壁不稳 定 。 钻井 工艺 主观 因素 ： 井 内压 力激 动 过 大 ； ① 钻井 过
液高温高压滤失量 ， 防止泥页岩水化膨胀 ； 通过合理配 制胶 液加强钻 井 液 的化 学胶 结 能 力 。三 叠 系及 石 炭 系 泥岩 易吸水膨 胀或 剥 落掉 快 ， 钻 井 液 的密 度 、 失量 对 滤 以及 防塌性 能 的控 制都 提 出了较高 的要求 。 ３ １ 强化钻 井液 的化 学封堵性 ． 使用具有较强抑制 、 较强封堵性的钻井液体系， 并 通 过有 效封堵 和形 成致 密 的泥饼 来 降 低 钻井 液 滤 液 的 侵入 。通过添 加 Ｐ 一 １ＱＳ 、 Ｉ Ｓ Ｂ 、 一２０Ｃ Ｔ一２ 配 的形 Ｂ 复 式使其钻井液具有 良好的封堵性。
地层 中。一 般 来 说 ， 岩石 均 由非 粘 土矿 物 （ 石 英 、 如 长 石、 方解石 、 黄铁 矿等 ） 晶态 粘 土 矿 物 （ 蒙 脱石 、 利 、 如 伊
针 对上述 井壁 不稳定 机理 ， 在钻 井液 防塌技 术对 策 方 面 ： 制钻 井液 的密 度 ， 控 平衡 地层 坍塌 压力 ， 防止泥 页 岩地层 出现应 力性 坍塌 ； 高钻 井 液 抑制 性 ， 低 钻井 提 降
Ｏ ９ ．９ Ｏ． ９ ８ ０． ９１
１ ３０ ．９ １９ ． ３１ １ ９７ ． ３ １９ ． ５７ １ ９７ ． ３ ２ ００ ． ４ １ ９７ ． ９ １ ５９ ．９
２． ２８ ２ Ｏ ．３ ２ ２ ．３ ２．３ ５ ２ ６ ．３ ２ ７ ．３ ２ ８ ．３ ２ ９ ．３
石、 伊蒙间层、 高岭石等） 和非晶态粘土矿物 （ 如蛋 白石 等 ） 组成 ， 不 同岩 性 地层 所 含 的 矿物 类 型 和 含量 不 所 但 完全 相 同 。对井 壁不 稳定 性 产 生 影 响 的 主要 组 分是 地 层 中所含 的粘 土矿物 。当地 层被 钻开后 ， 井筒 中 的钻 在
１５ ３ ６￣ １ １ ｍ 、 ８ ５￣ ２ ３ ｍ 、 ８９ ￣ ３ ０ ．８ ｍ 、 ３ ～ ６８ １６ ０６ ２ ６ ３３ ５ ４ ２７
４ ６ｍ 等井 段有 明显遇 阻现象 。 ５６ １２ ２ 三叠 系 、 炭系易 扩径 ， ．． 石 二叠 系易漏 失和坍 塌
塔 河油 田 的二叠 系 的岩性 多为火 成岩 、 玄武岩 和硬
学 因素 和工程 技术措 施 等 ３个 方 面 。但 后 面 ２个 因素
最终均 影响井 壁应力 分 布 和井 壁 岩 石 的力 学 性能 而 造
１２ ．４ １ １ ．９
１ ８ ．１ １ Ｏ ．１
５ ０ ３０ ５５ ０ ０
成 井壁不 稳定 。井壁 不稳定 的 主要形式 是缩 径 、 泥包 钻 头、 造浆 等 ， 而伊利石 等非膨 胀性 粘土矿 物为 主 的地 层 ， 其坍塌形 式 主要为 剥落 掉 块 。井 壁 失稳 的机 理 主要 有 ２个 ： 一是 地层客 观 因素 ， 即地 层 力学 因 素 、 理 化学 因 物 素、 两者 耦合 结果 ； 二是钻井 工艺 主观 因素 。
３ ３ 避 免人 为 因素 造成 井漏 ． ①控制下 钻速 度 ， 根立柱 的下 人时 间控制 在４ ～ 每 ５
高 的抽 吸压 力 （ 见表 ２ ， 而 降低 钻 井 液作 用 于井 壁 的 ）从 压力 ， 造成 井塌 。②井 内液 柱压 力 大 幅度 降 低 ； 在钻 井
井 筒 中 液柱 压 力 低 于 地层 坍 塌 压 力 ； 钻 井 液 密 度过 ④ 高。
物理化 学 因素 ： 壁不稳 定 可 以发 生在 各种 岩性 的 井
眼扩 径 ； 壁浸 泡时 间增长 等原 因造成 了井 壁失稳 。 井
表 ２ 抽吸压力与井深、 钻井液性能、 起钻速度的关 系
３ 三 叠 系、 石炭 系钻 井液技术 技术 措施
井壁失 稳 的实 质 是 力学 不 稳 定 。 当井壁 岩 石 所 受
１ １ ．Ｏ
１ ５ ．２
的应 力超过 其本 身 的强 度 就会 发 生 井 壁不 稳 定 。其 原
１２ ．６
１ ２５ ． １ Ｏ ．３ １ ８ ．１ １ ７ ．０
因十分复杂， 究其主要原 因可归纳为力学因素 、 物理化
复杂， 钻井过程中主要存在以下难题 。 １ ２１ 中上部 阻卡现象严 重 ．． 中上部 钻遇 的地层 成岩性 较差 、 欠压 实 、 结性差 。 胶 地 层岩性 多为砂 泥岩互 层 ， 页岩 中的粘 土矿 物 以伊 利 泥 石 和绿泥 石 为主 ， 易 水化 膨 胀 ， 易 分散 。上部 一 般 不 但 井 眼较大 ， 可钻 性好 ， 在钻进过 程 中易形 成虚厚 泥饼 ， 造 成 缩径和 起 下 钻 遇 阻 的现 象 。如 在 ＴＨ１５７井 二 开 ２１
２１ ０ ２年第 ６ 期
２ ２ 井壁 失稳 的客观 因素 的冲蚀 作用 。④井 身质量 不好 ； 如井 眼方位 变化 大， 狗腿 度过大 ， 易造 成应 力集 中 ， 加剧 井塌 发生 。⑤对
井壁 过 于严重 的机械 碰撞 。钻进 易塌地 层 时 ， 如转 速过
１２ 钻 井难 点 ． 塔河 油 田钻遇地 层 主要 为第 四系、 第三 系 、 白垩 系 、
＊ 收 稿 日期 ：０ 卜１－０ 修 回 日期 ：０ １１～ｌ ２ １ ０１ ２ １—０ｌ
作者简介： 宋莹 （９ ６） 女（ １８ 一． 汉族 ）湖北潜江人 ， ， 助理工程师 ， 现从事钻井液技术工作 。
大） 水平就升高； 当应力超过岩石的抗剪强度时 ， 就要发 生 剪切破 坏 （ 于脆 硬性地 层就 会发 生坍塌 ， 径扩 大 ； 对 井 而对 于 塑性地层 ， 发生 塑性 变形 ， 成缩 径 ） 则 造 。相反 来 说， 当钻井 液 密度升 高 至一 定 值 后 ， 壁处 的切 向应 力 井 就会变成拉应力， 当拉伸应力大于岩石 的抗拉强度时， 就要 发 生拉伸 破坏 （ 现 为井 漏 ） 表 。而 造成 钻 井 过 程 中 井 壁 出现 力学 不稳定 的情 况 而造 成 井 塌 的原 因大 致 可 分为： ①钻进坍塌地层时地层 时钻井液密度低于地层坍 塌 压力 的当量 钻井 液密度 ； ②起 钻时 的抽 吸作用 于井 壁 的钻井液 压力 低于地 层坍 塌压力 ； ③井 喷或 是井 漏导致
钻 普遍存 在 阻卡 、 井眼不稳 定 问题 ， 深部地层 机械 转速低 等 问题 。主要 表现在 三 叠 系和 石炭 系为主 及
要 地层 的 井眼垮塌 、 扩径 、 漏 、 时间 大段 划眼 、 井 长 卡钻 、 测井遇 阻 、 固井质 量 差等 。通 过现 场 实验 加入
高软化 点乳 化 沥青 （ Ｊ ）ＩＪ ＲＨ 一３ 、 一１等 处理 剂优化 钻 井液配方 ， 钻 井液具有 较好 的防塌抑 制性 。 （ 使 关键词 ： 地质 构造 复杂 ； 井壁 失稳 ； 优化 钻 井液
井液 的 流变参数 不合 适 ； 井 液长 时 间冲 刷井 壁 ； 时 钻 长 间定 点 冲孔 、 下钻操 作 引起压 力 波 动 、 时 间 转动 转 起 长
盘划 眼对井 壁稳 定有 一 定 影 响 ， 致 井 壁垮 塌 掉 块 、 导 井
密 度降低 ， 眼 围岩 差应 力 （ 向应力 减小 ， 向应力增 井 径 切
井 液与地层 孔 隙流体 之 间 的压 差 、 学 势差 （ 决 于钻 化 取 井液 与地层 流 体之 间的活 度差 和地层 的半透 膜效 率 ） 和 地层 毛细 血管 力 （ 取决 于岩 石表 面性质 ） 的驱 动下 ， 钻井 液 滤液进 入井 壁地层 ， 引起 地 层 中粘 土矿 物 水 化膨 胀 ， 引起 地层 中含水 量升 高 ， 而导致 地层 的力 学性 能发生 从
脆性泥 页岩 ， 在钻井 过程 中井壁 稳定性 差 ， 易坍 塌 掉块 ， 造成 卡钻事 故和井 径扩大 。
２ 井壁失稳 的机理 分析 ２ １ 造成 井壁 失稳的 主要原 因分析 ．
２５ ０ ０ ３０ ００ ３ ００ ５ ４ ００ ５ ４ ００ ８
５ ０ ００
１ ０５ ． ２ １ ０８５ ．
３ ２ 提高钻 井液 的抑 制性 ．
２ ３ 井壁失 稳的主 观 因素 ．
使 用加足 大分 子包被 剂 的聚合 物三叠 系 、 炭系为 石
程中， 如果 起下 钻速 度过快 、 钻井 液静 切力过 大 、 泵过 开 猛、 钻头 泥包等 原 因 ， 均可 能发生 强 的抽 吸作 用 ， 生过 产
１２ ０
西部探 矿工 程
２１ 年第 ６ ０２ 期
塔 河 油 田不稳 定 地 层 的钻 井液 技 术探 讨
宋 莹
（ 中国石化集团华北石油局西部工程公司， 新疆 轮台 ８１０ ） ４６０
摘 要 ： 河油 田的井深 、 塔 钻遇地 层和地 质构造 复 杂并存 在 多套压 力 系统 等 ， 在钻 探过 程 中上部 起 下
裂缝 性 发育 ， 在提高 钻井 液 封 堵性 的 同时 ， 应 提 高钻 还 井 液 的抑制性 ， 进～ 步加 强钻井 液 的防塌抑 制能 力 。要 注意观察 井下 情况 ， 强钻 井 液 维 护 ， 持 钻 井 液性 能 加 保 的相对稳 定 ， 避免大 起 大落 ， 井 液 密 度变 化 在 短期 内 钻 不 应超 过 ００ ｇｃ 。提 高钻 井 液 的抑 制 性 与 护壁 减 ． ２／ｍ３ 阻性 ， 免井 眼 出现 掉块 。 避
系、 寒武纪 和震 旦系 等 。 由于 钻 遇 的 地层 类 型 多 、 岩性
塔 河油 田储层 埋 藏 较 深 ， 叠 系地 层 埋 深 ４０ ～ 三 ６０ ５ ０ｍ左右 ， ００ 岩性以灰 、 灰黑色泥岩 、 炭质泥岩、 灰色粉 砂 岩 为主 ； 炭系地 层埋 深 ５０ ￣ ５５ｍ 左 右 ， 石 ００ ５０ 中上 部 棕褐色、 深灰泥岩 、 杂色砾岩、 深灰、 白粉 、 中砂岩 、 灰 细、 砾 质粉砂 岩互 层 ， 部褐 灰 、 灰泥 岩 、 砂 质泥 岩 ， 下 深 粉 即 上 泥 岩段 ， 自上而下 砂 质 岩 由粗 渐 细 ， 泥质 岩 以褐 色为 主， 少量 灰 、 灰绿色 ， 靠近 下部 泥岩 中局部 见较 多灰质结 核 。钻 井施 工过程 中 ， 段层 极易坍 塌 、 径扩 大严重 ， 该 井 利用测井资料分析模拟其压力剖面， 三叠系 、 石炭系地 层存在着较高的坍塌压力（ 如表 １ 所示）其当量密度数 ， 值 可达到 １２～ １３ｇ ｃ 左 右 ， 于孔 隙压力 。 ． ８ ．０／ｍ３ 高
力 学 因素 ： 当地层 被 钻开 之 前 ， 下 的 岩 石受 到 上 地 覆压力、 水平 方 向地应 力 和孔 隙 压 力 的作 用 ， 井壁 处 的 应 力状 态 即为原地 应力状 态 ， 且处 于平衡 。当井 眼被钻
开 后 ， 应力 被释放 ， 内钻井 液 作 用 于井 壁 的压 力 取 地 井
中图分 类号 ： Ｅ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：Ｏ ４ ７ ６ ２ １ ） ６ １ ２ ３ Ｔ ２ Ａ １ ０ —５ ｌ （Ｏ ２ ０ 一Ｏ Ｏ 一Ｏ
１ 地质 概述
侏 罗纪 、 叠系 、 三 二叠 系 、 石炭 系 、 泥盆 系 、 留系 、 陶 志 奥
１ １ 塔 河油 田地层 地质特 征 ．
高、 起钻用转盘卸扣 ， 由于钻具剧烈碰击井壁， 从而加速
井塌 。
代 了所 钻岩层 原先对 井壁 岩石 的支撑 ， 破坏 了地 层 和原
有 应力 的平衡 ， 引起 井壁 周围应 力 的重新分 布 。而井 眼 周 围 的应 力水 平与 井 眼 液柱 的压 力有 关 。若 钻 井 液 的
综上所述 ， 钻井液体系选择及其性能控制不 当； 钻
一
系列 的变化 ， 最终 导致井 壁不稳 定 。 钻井 工艺 主观 因素 ： 井 内压 力激 动 过 大 ； ① 钻井 过
液高温高压滤失量 ， 防止泥页岩水化膨胀 ； 通过合理配 制胶 液加强钻 井 液 的化 学胶 结 能 力 。三 叠 系及 石 炭 系 泥岩 易吸水膨 胀或 剥 落掉 快 ， 钻 井 液 的密 度 、 失量 对 滤 以及 防塌性 能 的控 制都 提 出了较高 的要求 。 ３ １ 强化钻 井液 的化 学封堵性 ． 使用具有较强抑制 、 较强封堵性的钻井液体系， 并 通 过有 效封堵 和形 成致 密 的泥饼 来 降 低 钻井 液 滤 液 的 侵入 。通过添 加 Ｐ 一 １ＱＳ 、 Ｉ Ｓ Ｂ 、 一２０Ｃ Ｔ一２ 配 的形 Ｂ 复 式使其钻井液具有 良好的封堵性。
地层 中。一 般 来 说 ， 岩石 均 由非 粘 土矿 物 （ 石 英 、 如 长 石、 方解石 、 黄铁 矿等 ） 晶态 粘 土 矿 物 （ 蒙 脱石 、 利 、 如 伊
针 对上述 井壁 不稳定 机理 ， 在钻 井液 防塌技 术对 策 方 面 ： 制钻 井液 的密 度 ， 控 平衡 地层 坍塌 压力 ， 防止泥 页 岩地层 出现应 力性 坍塌 ； 高钻 井 液 抑制 性 ， 低 钻井 提 降
Ｏ ９ ．９ Ｏ． ９ ８ ０． ９１
１ ３０ ．９ １９ ． ３１ １ ９７ ． ３ １９ ． ５７ １ ９７ ． ３ ２ ００ ． ４ １ ９７ ． ９ １ ５９ ．９
２． ２８ ２ Ｏ ．３ ２ ２ ．３ ２．３ ５ ２ ６ ．３ ２ ７ ．３ ２ ８ ．３ ２ ９ ．３
石、 伊蒙间层、 高岭石等） 和非晶态粘土矿物 （ 如蛋 白石 等 ） 组成 ， 不 同岩 性 地层 所 含 的 矿物 类 型 和 含量 不 所 但 完全 相 同 。对井 壁不 稳定 性 产 生 影 响 的 主要 组 分是 地 层 中所含 的粘 土矿物 。当地 层被 钻开后 ， 井筒 中 的钻 在
１５ ３ ６￣ １ １ ｍ 、 ８ ５￣ ２ ３ ｍ 、 ８９ ￣ ３ ０ ．８ ｍ 、 ３ ～ ６８ １６ ０６ ２ ６ ３３ ５ ４ ２７
４ ６ｍ 等井 段有 明显遇 阻现象 。 ５６ １２ ２ 三叠 系 、 炭系易 扩径 ， ．． 石 二叠 系易漏 失和坍 塌
塔 河油 田 的二叠 系 的岩性 多为火 成岩 、 玄武岩 和硬
学 因素 和工程 技术措 施 等 ３个 方 面 。但 后 面 ２个 因素
最终均 影响井 壁应力 分 布 和井 壁 岩 石 的力 学 性能 而 造
１２ ．４ １ １ ．９
１ ８ ．１ １ Ｏ ．１
５ ０ ３０ ５５ ０ ０
成 井壁不 稳定 。井壁 不稳定 的 主要形式 是缩 径 、 泥包 钻 头、 造浆 等 ， 而伊利石 等非膨 胀性 粘土矿 物为 主 的地 层 ， 其坍塌形 式 主要为 剥落 掉 块 。井 壁 失稳 的机 理 主要 有 ２个 ： 一是 地层客 观 因素 ， 即地 层 力学 因 素 、 理 化学 因 物 素、 两者 耦合 结果 ； 二是钻井 工艺 主观 因素 。
３ ３ 避 免人 为 因素 造成 井漏 ． ①控制下 钻速 度 ， 根立柱 的下 人时 间控制 在４ ～ 每 ５
高 的抽 吸压 力 （ 见表 ２ ， 而 降低 钻 井 液作 用 于井 壁 的 ）从 压力 ， 造成 井塌 。②井 内液 柱压 力 大 幅度 降 低 ； 在钻 井
井 筒 中 液柱 压 力 低 于 地层 坍 塌 压 力 ； 钻 井 液 密 度过 ④ 高。
物理化 学 因素 ： 壁不稳 定 可 以发 生在 各种 岩性 的 井
眼扩 径 ； 壁浸 泡时 间增长 等原 因造成 了井 壁失稳 。 井
表 ２ 抽吸压力与井深、 钻井液性能、 起钻速度的关 系
３ 三 叠 系、 石炭 系钻 井液技术 技术 措施
井壁失 稳 的实 质 是 力学 不 稳 定 。 当井壁 岩 石 所 受
１ １ ．Ｏ
１ ５ ．２
的应 力超过 其本 身 的强 度 就会 发 生 井 壁不 稳 定 。其 原
１２ ．６
１ ２５ ． １ Ｏ ．３ １ ８ ．１ １ ７ ．０
因十分复杂， 究其主要原 因可归纳为力学因素 、 物理化