汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4井钻井液技术应用.pdfVIP

汶川地震断裂带 任福建段晓青程湖渊(陕西省煤田地质局一八五队，陕西榆林719000) 断裂带。完井后进行综合测井、流体监测、井内长期实验观测等。钻探主要地层为寒武纪板岩、粉砂岩夹杂少量砾岩，硬度高、可钻性 差、地层倾角大，钻进施工中护壁困难，易发生漏失、坍塌、掉块和卡钻事故。本文重点介绍了钻井中不同地层所选用的钻井液体系、 处理措施和维护手段，总结出CMC高坂含普通钻井液的使用效果及局限性。钻井液转型措施。复杂地层钾石灰聚磺钻井液优良的 防塌、防缩径、抗污染性及润滑性。井场固控设备的组合使用。 关键词：科学钻探；钻井液类型转换；钾石灰聚磺钻井液；密度安全窗口；护壁防塌；润滑；固控 中图分类号：F406．3；P634．5文献标志码：B 汶川地震断裂带科学钻探项目四号井(WFSD一 4)位于四川省绵阳市平武县南坝镇旧卅I村的涪江河 畔。施工目的是在地震断裂带通过科学钻探获取深部 地质信息，研究该地震断裂带的发震机理。完钻后将 在井内安放地震监测仪和地应力监测仪等多种监测设 备，以实现地震监测和提高地震预报能力的目的。 WFSD一4井设计完井深度3350m，完钻口径 150mm。0～1450m井段完成全面钻进、导向钻进； 1450m一1550m进行金刚石半合管取心钻进；1550m～ 2000m井段采用‘P250．8mm三牙轮钻头全面稳斜钻 进，之后进行稳斜取心钻进。设计完钻井斜35。、方位 1330。最终钻穿F4、F5两主要断裂带。 1地质工程概况 2钻井施工难点及钻井液要求 1．1WFSD一4地质概况 2．1钻井施工中遇到的主要技术难点 WFSD一4井位于地震断裂带上，地质条件复杂。0 (1)钻进中大直径斜井的岩屑携带困难、钻具摩阻 —1100m，寒武纪地层：深灰色板岩为主，夹有泥质粉砂大 在WFSD一4井上部全面钻进中，井眼大井段长， 岩及少量的砾岩；1loom一2319．07m，震旦纪地层，主要 为板岩、变砂岩、干枚岩、深灰色泥岩、页岩夹石英灰砂 泥浆携带岩屑困难。而在下部井段钻进中存在着泵效 质泥岩、变质泥岩、含砾砂岩等，钻遇地层裂隙发育，期 不足的问题，大斜度井眼地层破碎井壁不稳，易形成岩 屑床，钻具回转扭矩大，存在着卡钻的风险。 间经历了砣和F3断层。井深2300m至3350m属震旦 纪地层，F4、F5断裂带的重点所在。 (2)井斜不易控制 1．2WFSD一4井身结构 寒武纪为深灰色的板岩，地层倾角大岩石硬，钻进 中井眼自然造斜，一开井深501m处测得井斜17．2。，方 井口,∥L4zn牙轮钻头X23．20m+导管q)340mm 位角115．3。。 ×22．77m+一开q)316mm牙轮钻头×502m+q)273mm 套管X501．73 mm牙轮钻头X (3)地层中有害离子及气体对钻井液的污染 m+二开啦50．80 1970．00n∥固井(二开上部地层中的ca2+及酸性气体CO：对钻井液的交 1970．30m+q)219mm套管X 替污染，给二开钻进高坂泥浆的使用带来了相当的难 q)250mm牙轮钻头X1435．00m+q)219mm活动套管X 度，泥浆性能难以控制，增大了使用、维护成本。 1439．61m取心100m后起拔套管)+三开‘p150mm取 (4)钻井液循环量大，类型转换、性能调整周期长。 一己、／‘p200mm钻头扩孔×2300m+qfl68mm套管× (5)地层破碎，岩心采取困难，对钻井液性能要求 229