钾基聚磺防塌钻井液在Z4井应用.pdfVIP

学兔兔学兔兔 石油天然气学报 2012年2月 第34卷 第2期 Journal of Oil and Gas Technology Feb．20 1 2 Vo1．34 No．2 钾基聚磺防塌钻井液在Z4井的应用 王炳立 (中石化河南油田钻井公司，河南南阳4731 32) [摘要]针对克拉玛依油田准噶尔盆地南部1区块的地层岩性特征及易垮塌的泥岩和煤层、长裸眼井段对 钻井液特殊要求，优选了钾盐聚磺防塌钻井液体系，并制定了相应的维护处理措施，在Z4井进行了应 用。结果表明，所选用的钻井液体系抑制性强，填充封堵效果好，流型分段调整合理，悬浮携带能力强， 钻井液密度合理，护壁防塌润滑效果好，避免了井下事故的发生，完井电测一次成功率比邻井有所提高， 井径扩大率比邻井有所降低，满足了长裸眼钻井的需要，达到井壁稳定，护壁防塌的目的。 [关键词]防塌钻井液体系；井壁稳定；流变性；油层保护；应用效果 [中图分类号]TE254 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2012)02—0221一O3 1 地层岩性特征 Z4井是准噶尔盆地中部1区块的1口预探井，其目的层是下侏罗系三工河组二段，所钻地层为第 四系、上第三系、白垩系的东沟组、吐谷鲁群、侏罗系的西山窑组和三工河组。其主要岩性特征为：浅 棕黄色砂、粘土，未胶结成岩，上第三系上部由杂色砂砾岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，下部是灰 白色、浅棕色、灰色砂岩与紫红色泥岩，砂质泥岩不等厚互层，底部为厚层状杂色砂砾岩组成[1 ]。东 沟组多为紫红色泥岩，砂质泥岩、浅褐灰色粉砂岩、细砂岩组成。吐谷鲁群上部为棕红色、棕褐色泥岩 夹浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩；中部为浅褐灰色不等粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与棕色泥 ， 岩、棕褐色泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层，下部为深灰色、灰黑色泥岩夹煤线及煤层且厚度较大；底部 为浅灰色的粉砂岩、中细砂岩组成的底块砂岩。西山窑组为浅灰色褐色中细砂岩、粉砂岩夹深灰色泥岩 及煤层。三工河组一段以泥岩为主，砂岩厚度小；二段砂岩厚度大含油气层；三段砂泥岩互层，以泥 岩、细砂岩、粉砂岩为主 根据Z1井取样砂岩中粘土矿物组分分析可知：高岭石4O ～6O 、绿泥石 20 ～30 、伊利石1O ～2O 、伊／蒙混层10 ；钻进或起下钻过程中有缩径、阻卡、井壁失稳、垮 塌、井径扩大、电测一次成功率低等问题。 2 造成井下问题的主要原因 1)吐谷鲁群中上部地层多为砂泥岩互层，其泥岩性软、粘滞性好，地层被钻开后，易和砂质泥岩、 泥质粉砂等钻屑及钻井液处理剂粘滞在一起向上运移，随钻具离心力的作用一起甩向井壁，在钻井液液 柱压力的作用下，在砂岩、细砂岩井段形成一层厚泥饼，造成假缩径，引起起钻困难。 2)由于地层侧向应力的存在，地层被钻开后，钻井液液柱压力就代替了被钻掉部分的原始地应力， 当地层的侧向应力大于钻井液的液压力时，井壁上就会有掉块或坍塌人井。 从岩石的组分来看，高岭石、绿泥石含量高，地层造浆能力差，该类岩性吸水膨胀性能中等，性硬 脆，可塑性差，但水化分散能力强，易脆裂崩散垮塌入井；原因是泥岩中的高岭石、绿泥石、伊利石无 序分布，遇水后水化速度快慢不一，造成应力变化不一，所以地层坍塌有一定的周期性。 [收稿日期]2011一I1—20 [作者简介]王炳立 (1966一)，男，2006年大学毕业，工程师，现主要从事钻井工作。 学兔兔学兔兔 石油天然气学报 *油气田开发工程 2012年2月 3)泥岩及煤层中有大量的层理及微裂缝，钻井液的滤液在毛细管力的作用下入浸地层，存在于碎 屑矿物颗粒间的裂缝处的伊蒙混，极易水化膨胀，泥页岩间的应力增加，胶结力降低，向井筒产生移 位、缩径、垮塌掉块。钻进过程中钻井液与泥岩互相作用时，泥岩发生水化膨胀、分散，引起泥页岩间 力学强度降低，近井壁处的应力发生改变，进一步加剧了井壁的坍塌掉块。 4)当近井壁处的煤及硬脆泥岩胶结力降低，部分泥岩在各种应力的作用下，向井筒产生移位缩径， 在受到钻井液的冲涮及钻具的撞击后而产生垮塌掉块。