塔河油田AT25X井长裸眼穿盐钻井液技术

塔河油田AT25X井长裸眼穿盐钻井液技术
摘要：塔河油田at25x井井口位于沙雅隆起阿克库勒凸起东南斜坡带，设计斜深：6663.70m；垂深：6630m；是一口五开制的探井，以奥陶系中统一间房组为主要目的层，探索各目的层段储层发育特征、横向展布规律及含油气性。

根据地质预测，该井三开5180～5222m存在盐膏层，盐层底界距离一间房顶界还有1321.12m（斜深），根据钻遇地层情况，本井设计采用长裸眼穿盐井身结构，三开裸眼段长2042米。

其中遇到了到钻井液三大技术难题：深井防塌，盐层技术，上裸眼先期承压堵漏技术。

关键词：钻井液；防塌；盐层；承压堵漏
中图分类号：te142 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）1.钻井液技术难点
1.1先裸眼段的承压堵漏
为了平衡膏盐层的蠕变应力，需要提高钻井液的密度，这样就会导致裸眼段的上部薄弱地层漏失或者破裂，在进入膏盐层之前要进行先期的承压堵漏，以提高上部地层的承压能力，上部地层以二叠系的英安岩的裂缝性漏失为主，同时白垩系砂泥岩发育，钻井液存在渗漏，套管鞋附近以及以下物性好砂岩段，双峰灰岩等都存在不同程度的漏失。

1.2盐层钻井液
盐层埋藏深度深，地温高，给钻井液抗高温性能提出了较高的要求；同时为了平衡盐层的蠕变应力，必须调整好钻井液的密度和氯
离子含量，at25x采用的是欠饱和盐水体系（氯离子含量维持在110000—160000mg/l）；此外盐层中有复合盐层，主要是其中的软泥岩蠕变较快，盐层中的杂质含量也很大程度上决定盐层的蠕变速度；确定合理的密度和氯离子含量是关键。

1.3深井防塌
裸眼段长达2042 m，钻遇地层复杂，如第三系上部地层欠压实、三叠系和石炭系泥岩易坍塌、二叠系火成岩微裂缝发育易出现掉块、坍塌等井壁不稳定情况，该地区邻井发生井壁跨塌及卡钻事故。

为实现安全、优质、快速的钻井目标，对钻井工作，尤其是钻井液工作提出了更高的要求。

如何增强钻井液的抑制性是难点。

2.承压堵漏工艺
为了选着合适的堵漏工艺必须先了解漏失形成的条件，一是存在正压差，二是有漏失通道，三是开口尺寸大于固相颗粒。

堵漏问题一直是一个是世界性的难题，主要有以下的问题：一：堵漏机理滞后[1]；二：漏层判断没有科学系统的方法；三：实验室的模拟试验不能较好的模拟现场复杂情况[1]；塔河油田通过科技攻关成功的总结出了一套承压堵漏技术，at25x主要是采取先期的随钻堵漏，封堵孔隙型的漏失，再停钻采用分段桥堵和水泥浆堵漏的方法，解决了二叠裂缝性漏失，获得了显著地经济效益，缩短了钻井周期30余天，基本实现了堵漏要求的进的去，停得住，堵得严，固得牢，承压高。

堵漏工艺如下表：
2.1 第一次承压堵漏
2.2第二次承压堵漏
配制浓度35%的堵漏浆150方，入井110方，下钻至3150打入堵漏浆40方，然后下钻至4500米打入堵漏浆70方，起钻至1900米，关井打压。

配方为：150方井浆 +1.5%弹性堵漏剂（中粗）+7.5%
核桃壳（细）+7.5%核桃壳（粗）+1.5%pb-1 +1%cxd +5%sqd-98（粗）+ 5%sqd-98（细）+0.5%锯末+1%棉仔壳+2%蛭石+2%雷特超强堵漏剂+0.5%npl-1
累计泵入堵漏浆71.3方，最后稳压9.2mpa，套管鞋处当量密度1.80g/cm3，井底当量密度1.69 g/cm3，未达到设计要求不低于
1.73g/cm3.
2.3第三次承压堵漏
配制浓度35%的堵漏浆150方，入井120方，后起钻至1926米，关井打压。

配方为：150方井浆 +0.5%弹性堵漏剂+4%核桃壳（细）+11.5%
核桃壳（粗）+3%cxd +7.5%sqd-98（粗）+ 4%sqd-98（细）+1%锯末+2.5%棉仔壳+1%蛭石
累计泵入堵漏浆42.32方，最后稳压13mpa，套鞋处当量密度1.916g/cm3，井底当量密度1.762 g/cm3，达到设计要求。

3.穿盐技术
3.1转型
（1）转换前对老浆取样，确定mbt值，根据mbt值确定剩余老浆量。

（2）转换前充分调整好老浆的各项性能，严格控制好老浆的
坂土含量和固相含量，保证老浆具有合适的粘度和切力。

（3）做小型转换试验，确定合理的药剂加量，达到设计要求的性能。

（4）第一步先将套管内的钻井液与胶液以3：1进行混合，在干加入
nacl12%， kcl3%，第二步下钻到底，替换出裸眼段的原浆，再与胶液3：1进行混合，干加盐。

最后循环加重，直到转换后的性能为：
ρ： 1.60g/cm3，fv：57s，pv：28mpa.s，yp：5pa，gel：2/12pa，fl：5.6ml， ph：9，hthp：13ml，vb：28 g/l，vs：20%， cs：0.2%，kf：0.0787，c1-：12万 mg/l，ca2+：400 mg/l，钻井液性能达到设计要求。

3.2实钻效果
at25x井穿盐过层中没有遇到阻卡，中完电测显示盐层段井径扩大率较高，主要是由于纯盐段溶解速率加快，欠饱和体系中氯离子含量在纯盐段偏低，由于纯盐段杂质含量少，岩性较纯，主要以纯盐溶解为主，未出现坍塌和掉快，工程和钻井液的配合，使得穿盐过程顺利完成。

4.深井防塌技术
井壁稳定是工程因素，物理化学因素，力学因素相互作用的结果，前两者最终导致井壁的力学状态发生变化，超过岩石的抗压强度，最终导致井壁坍塌[2]。

三叠系和石炭系泥页岩均以伊/蒙混层的含量为最高，混层比分别为35%和40%。

这充分表明，该地区三叠系和石炭系均为水敏性
极强的泥页岩地层。

按照通常的分类标准，属于典型的易膨胀强分散的砂泥岩互层[3]。

这类地层井壁不稳定的主要原因是泥页岩中伊/蒙混层和蒙脱石的吸水膨胀、分散导致缩径，以至于在应力作用下发生坍塌、掉块，造成井径扩大，并常伴随卡钻等其他复杂情况的发生。

该地区石炭系地层含有7%蒙脱石，而三叠系未检测出蒙脱石，并且石炭系的混层比高于三叠系，因此可以推断，如果选用同一种钻井液体系，下部石炭系地层的垮塌将比上部三叠系地层更为严重。

针对上述井壁不稳定问题，提出了“多元协同”防塌技术对策：控制钻井液密度，平衡地层坍塌压力，防止泥页岩地层出现应力性坍塌；提高钻井液抑制性，降低钻井液高温高压滤失量，防止泥页岩水化膨胀；通过加入硅酸抑制剂等化学胶结性物质加强钻井液的化学胶结固壁能力；控制钻井液活度，提高钻井液的化学防塌能力等[3]。

在防止井壁失稳技术方面，前期的钻井作业主要是从抑制水化和抑制分散两方面入手。

根据盐膏层的特点，提出：（1）在允许范围内，提高钻井液密度，以平衡地层的坍塌压力，延长盐膏地层的蠕变和深部泥页岩地层的应力性坍塌时间。

（2）降低盐饱和度，保持与蠕变缩径相当的溶解扩径率。

保持钻井液的液柱压力与盐层的蠕变应力相当。

（3）控制环空流态，使环空液流为平板化层流、低粘度钻井液有效携岩、避免紊流液流冲蚀井壁的目的。

从表4-2三开中完的电测可以看出，井径基本规则，个别地方出
现大肚子井段，可以是由于穿盐过程中频繁的短起下，以及地层的蒙脱石和伊利石的含量较高，水化分散作用较强，其中膏盐段钻后扩孔，纯盐段井径较扩孔器直径差值大，说明纯盐段的蠕变速度较低，此外泥浆的氯离子含量较低，实钻过程中并未出现掉快，验证了工程和钻井液上采取的方法是合理的。

5.结论
（1）雷特堵漏材料在at25x井成功应用，可以尝试推广使用，堵漏问题应采取先桥堵，再打水泥浆的办法，应重视新工艺，新技术的引进，尝试新的工艺技术，比如双液法堵漏和化学堵漏。

（2）穿盐过程中要确定合理的钻井液密度和氯离子含量，工程和钻井液密切配合，出现阻卡及时处理，坚持勤划眼，“进一退二”。

（3）井壁稳定是三个方面综合作用的结果，三个方面都要重视，调节泥浆性能，维持抑制和分散平衡，工程上面操作精细。

（4）承压堵漏加压缓慢，切忌加压过快，防止水力劈尖作用诱导地层产生新的裂缝，堵漏剂的搭配要刚柔兼济，颗粒大小搭配合理。