中原油田调整井钻井液技术

中原油田地层特点
凹陷中次级断层极其发育，形成极其复 杂的断块构造，各区块地层破碎、断块 多、地层倾角大，沉积状况复杂，地质 特点各不相同，即使同一区块岩性变化 也非常大，各层位压力系数相差悬殊。
中原油田地层特点
东濮凹陷各区块地层中的粘土矿物组分主要为 伊/蒙无序间层、伊/蒙有序间层、伊利石、高 岭石和绿泥石。粘土矿物主要特征为伊/蒙有序 间层、伊利石发育。地层从浅到深存在伊/蒙无 序间层向有序间层转化的趋势。上部无序伊/蒙 间层易水化膨胀、分散、缩径，起钻易拔活塞 造成井塌。下部无序混层向有序混层或有序混 层向伊利石过度带，由于力学不稳定，易造成 井壁坍塌。
中原油田调整钻井液施工难点
7、CO2污染问题 油田内不同区块均存在不同程度的 CO32-、HCO3-污
染，而尤以文南区块较为突出。污染源部分来自地面 （部分处理剂高温分解产生 CO32-、HCO3-），主要 来源于地下。近些年来，受注水、注气及酸化压裂影 响，地层产生出较多的 CO2、CO32-、HCO3-，钻进 至注水、注气层，就可能遭受CO2污染。同时由于中 原油田套管腐蚀严重，部分套管发生套损，这就造成 非注层也可能产生较多的 CO2、CO32-、HCO3-，钻 遇这种层段也可能遭受CO2污染。污染后钻井液性能 遭到破坏，失水增大、粘切升高、流动性变差，威胁 井下安全。
中原油田地层特点
东濮凹陷存在多套盐膏层，即埋深约在 2000m～2700m之间厚度几十米到300米不等的 沙一段盐层；3000m～3500m之间厚度几十米 到几百米不等的沙三2段盐层和3500m以下厚度 几十米到1000多米不等的沙三4盐、沙四盐。 各区块盐层深度、盐层厚度等各不相同。上部 的盐膏层常造成井径扩大，井壁失稳。下部深 井段盐膏层由于上覆地层压力较大，易发生盐 层塑性变型，造成缩径，引起起下钻遇阻或卡 钻。
中原油田调整钻井液施工难点
3、部分区块地层不稳，易坍塌掉块。 中原油田大部分区块地层稳定性差，上
部地层明化镇组、馆陶组大都为无序伊/ 蒙间层，易水化膨胀、分散、缩径，起 钻易拔活塞造成井塌。下部地层沙河街 组由无序混层向有序混层或有序混层向 伊利石过度，部分区块水溶性盐含量较 低，易水化膨胀、剥落、坍塌。
中原油田调整井钻井液技术
2009年08月
一、前 言
中原油田是由多个区域性断块油气田组成，各区块地 层破碎、断块多、地层倾角大、沉积状况复杂，地质 特点各不相同。大部分区块含多套盐膏层，易盐溶、 盐卡；有的区块地层稳定性差，易坍塌；部分区块含 裂缝性地层，且高低压互层，易漏失；有的区块含有 异常高压层。复杂的地层情况易导致钻井施工中“喷、 漏、卡、塌”等井下复杂和事故的发生。目前油田已 经过了30多年的开发，进入开发中后期，二次采油主 要以注水为主，油田已进入高含水期，部分调整井为 大斜度多靶定向井，钻井施工难度逐年增大。针对油 田地层特点及开发现状，为保障和促进油田调整井钻 井的优质高效施工，对与之配套的钻井液技术也不断 进行技术攻关，形成了一套较为成熟的适合中原油田 不同区块特点的调整井钻井液技术。
二、中原油田地层特点
中原油田所处的东濮凹陷属于华北地台东部的 渤海湾含油气盆地南缘，是以中生界为基底形 成的新生代断陷盆地。凹陷自上而下发育埋深 1500～2000m的第四系（平原组）、上第三系 地层（明化镇组、馆陶组）和埋深6000～ 7000m的下第三系地层（东营组、沙河街组、 孔店组）。其中，下第三系的沙河街组又分为 沙一、沙二、沙三、沙四段，是勘探开发的主 要目的层段。
中原油田调整钻井液施工难点
5、盐层段长，易盐溶、盐卡。 油田各区块普遍存在沙一盐，部分区块含沙三
2盐、沙三4盐、沙四盐，厚度各不相同，几十 米到几百米不等，文东、文南的沙三、沙四段 的文23盐厚度有的高达1000多米。上部井段盐 膏层常造成井径扩大，井壁失稳；深井段盐膏 层由于上覆地层压力较大，易发生盐层塑性变 型，造成缩径，引起起下钻遇阻或卡钻。
中原油田调整钻井液施工难点
6、大斜度、大位移井易粘卡 大斜度、大位移定向井占调整井总数的比例也
在逐年增加，2008年井斜超过40度的井约占 30%，有些井位移达到1000m以上。大斜度、 大位移井通常裸眼段也比较长，1000米到2000 多米不等，有的无技套的井裸眼段长达3000多 米。这些井清砂困难，易形成岩屑床；钻具与 井壁接触面积大，易粘附卡钻。
中原油田调整钻井液施工难点
2、井漏
中原油田部分区块含裂缝发育和连通性较好的高渗透 地层，地层承压能力差，在钻井过程中，很容易发生 漏失，严重漏失段甚至不能建立循环，如濮城区块， 因断层多，加之裂隙发育，极易发生严重的井漏。部 分区块因异常高压层与低压层交互存在，如文东、文 南等区块，也易发生严重漏失。近年来，受注采影响， 地层压力层系紊乱，油田各区块均不同程度的存在井 漏现象。井漏不仅造成钻井液成本增加、影响正常的 钻井施工，更重要的是容易导致上部不稳定地层垮塌， 严重威胁井下安全。
中原油田地层特点
东濮凹陷经历了多期构造运动，地层中 层理裂缝发育。上部地层裂缝较少，随 着埋深增加，裂缝发育愈甚。发育的层 理裂隙，常导致井漏的发生，同时钻井 液滤液容易浸入地层，致使泥页岩吸水 膨胀，造成井壁坍塌。
三、中原油田调整井
钻井液施Biblioteka Baidu难点
1、井下出水
中原油田经过30多年的开发，二次采油主要以注水为 主，油田已进入高含水期。注水压力从10 MPa到 40MPa不等，有的区块属高压低渗；有的区块渗透性、 连通性较好；部分区块无泄压回水管线；另外，由于 部分注水井套管腐蚀损坏严重，导致注水层位上移。 调整井施工过程中，大都会受到注水井影响，钻开注 水层后，往往表现为井下出水，压差较大情况下会造 成大量出水，严重的还造成井涌。出水造成钻井液性 能被破坏，增加钻井液处理成本；更严重的是造成井 壁垮塌，严重威胁钻井施工安全。
中原油田调整钻井液施工难点
4、高温高密度钻井液性能维护困难
部分区块含异常高压层，如文东、文南 等区块，钻井液密度大都在1.90g/cm3以 上，有的高达2.00 g/cm3以上。中原油田 地温梯度较高，高达300C /1000m以上， 文88块的井完钻井深大都在3900m左右， 井底温度高达近1500C。高温、高密度双 重条件下保持钻井液性能稳定十分困难。