克深4井浅层超高密度钻井液技术

克深4井由于逆断层的存在,钻进中在井深560 m左右出现盐、膏、软泥岩互层,为平衡盐层及软泥岩蠕变,从井深560 m逐渐提高钻井液密度至2.45 g/cm3,以延缓井眼缩径,减轻井下阻卡现象。在降低工程复杂的同时,却由于盐溶形成的"大肚子"井眼、成岩性差的泥岩强分散作用等使高密度钻井液维护处理极其困难,也增加了井漏、卡钻的风险。在室内研究与评价DDM钻井液和UDM-1钻井液体系的基础上,通过增强钻井液的抑制能力,提高体系劣质固相容量限,调节钻井液的流变性,保障封堵防塌能力,实现了该井安全顺利钻进,也为浅层盐、膏、软泥岩地层高密度钻井液技术的应用积累了宝贵经验。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。     

有机盐钻井液在磨溪11井的应用

磨溪11井地质条件复杂,钻井工程提速难度大。为保确实现提速目标,该井一开、二开使用高黏聚合物钻井液,解决大井眼、胶结松散、富含水敏性泥岩地层的携砂、阻卡等技术难题、三开上段使用有机盐聚合物钻 井液,强化体系的抑制性,有效阻止膏质泥岩吸水膨胀造成的缩径、起下钻阻卡等井下复杂;三开下段进入膏盐段之前,将体系转化为抗膏盐污染能力强的有机盐聚磺钻井液,同时强化钻井液的滤失造壁性和封堵防塌性,防止地层掉块,保证井眼畅通;四开继续使用有机盐聚磺钻井液,强化深井段高密度钻井液的抗温稳定性和流变性控制,维护稳定的钻井液性能;五开使用有机盐无渗透钻井液,强化体系的滤失造壁性和封堵防塌性,防止井壁失稳和更 好地保护油气层。现场施工表明,该井钻井液技术及措施针对性强,开创了四川油气田高石梯-磨溪震旦系深井复杂地质条件下钻井工程提速的新局面。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E_1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。      

高密度饱和盐水钻井液在大北30井的应用

塔里木山前克深、大北井区库姆格里姆层巨厚复合盐层发育复杂,埋藏深,盐底变化大,易塑性蠕变、造成阻卡;窄安全密度窗口导致溢流、井漏同存,钻井风险大;钻进中易造成高密度钻井液性能恶化,引起井下复杂。大北30井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北15号构造西高点一口预探井,实际盐层井段:2740-3837米,层位:库姆格列木群组。近几年山前大部分盐膏层段使用油基钻井液体系,但大北30井四开段1000米复合盐层使用水基钻井液完成。实钻中面临盐膏层段存在着长段盐岩、高盐膏层、高密度、窄密度窗口等钻井液技术难题。通过技术攻关使高密度饱和盐水钻井液体系在配制、维护、处理及现场应用得到了重大突破,四开段使用密度2.38g/cm3饱和盐水钻井液安全顺利钻穿1000米左右的盐膏层,助力该井顺利中完。     

高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术

克深15井是塔里木油田库车坳陷克拉苏构造带中段克深15号构造上部署的一口重点预探井,存在塔里木山前高陡构造、断层、大井眼、高温、高密度、高盐膏、窄密度窗口等工程、地质、钻井液技术难题。该井优选了抗高温高密度复合有机盐钻井液技术,围绕“低活度、弱水化、低的循环当量密度”等采取井壁稳定措施,通过现场实际应用,很好地解决了高陡构造、大倾角、破碎地层井壁稳定,大井眼安全快速钻进,盐膏层、盐膏泥混层阻卡、缩径,以及揭开盐层、盐膏层、目的层钻进窄密度窗口漏失等一系列技术难题,实现了全井安全无事故,多次电测均一次成功。与使用国外油基钻井液技术的邻井相比,钻井液实际应用密度降低0.05～0.08 g/cm3,体现了该体系强抑制、低的循环当量密度以及流变性良好,抗高温和抗盐、膏、泥等污染能力强,同时该体系无毒,环境保护性能好,无荧光,利于提高固井质量,低腐蚀,保护管串性能好等综合技术特性,并实现了钻井液、完井液一体化,提高了生产时效。该井的顺利完钻,进一步证明了抗高温高密度复合有机盐钻井液体系推广应用前景广阔。      

新疆台 60 井 PRT-有机盐钻井液技术

新疆台60井一开使用正电胶聚合物钻井液，解决了上部地层井眼大、胶结松散、富含水敏性泥岩以及二叠系地层推覆体的携砂、阻卡和井漏技术难题。二开采用PRT-有机盐钻井液（密度为1．32～1．84g／cm^3），该体系抑制性强，有效地防止了第三系膏质泥岩的吸水膨胀、缩径阻卡；具有良好的流变性和滤失造壁性，防止了侏罗系地层掉块，保证了井眼畅通。三开选用PRT-有机盐屏蔽暂堵钻井完井液（密度为1．85～2．00g／cm^3），该体系具有良好的滤失造壁性和封堵防塌性，防止了油层的剥落掉块垮塌，很好地保护了油气层。现场施工表明，该井钻井液技术满足了钻井、地质录井的需要，达到了安全快速钻进、保护油气层的目的。     

塔河油田盐下区块盐膏层钻井液技术

塔河油田第三系地层存在大段的膏盐层,并夹杂盐岩层、膏泥岩和"软泥岩",属于典型的复合盐岩层.钻盐膏层时井下事故频繁,特别是当钻开井眼后,盐膏层蠕动,常造成井眼失稳、卡钻、固井后挤毁套管等事故,钻井完井复杂情况和井下事故形态可概括为"溶、缩、塌、胀、漏、卡、喷、损"8个字,给钻井带来重大经济损失.通过研究与现场实践,形成了先期承压堵漏技术和聚磺硅酸盐欠饱和盐水钻井液体系等一套完整的钻盐膏层的钻井液工艺技术措施.现场应用表明,该套技术措施能够顺利钻穿埋藏深的盐膏层,方案合理、技术措施得当,解决了盐膏层的蠕变;合理控制Cl-含量,加上先期承压堵漏工艺技术的实施,钻井液密度可逐渐降低至1.65～1.68 g/cm3,改变了过去专封专打盐膏层必须下套管的做法,实现长裸眼井身结构,解决了钻盐下区块目的层的难题,满足了钻井施工及地质的要求,节约了钻井时间,降低了钻井成本.     

聚磺欠饱和盐水钻井液在S117井的应用

S117井位于新疆塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起南部斜坡带,是以石炭系巨厚盐体覆盖以下地层为勘探目的的一口重点超深探井.该井在5102～5236 m井段有一套以纯盐岩为主的地层,夹有膏岩和泥岩,盐膏层厚234 m.由于盐膏层埋藏深、温度高、厚度大、蠕变性强,加之与上部大段低压砂泥岩同处一裸眼井段,增加了施工难度.针对该井段盐膏层易缩径、溶解、膨胀、坍塌的特点和与上部低压层同处一裸眼井段的特殊情况,通过对该区实钻盐膏层井的资料进行分析和室内试验,决定采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系.现场应用表明,该体系性能稳定,具有良好的抗盐、抗钙、抗高温的能力,良好的流变性和润滑性能,不但安全钻过了蠕变性强的巨厚盐层,而且解决了高密度钻井液条件下上部低压力井段易发生压差卡钻的问题,首次成功地在该井下入了φ 244.5 mm和φ 273.05 mm复合套管,为今后开发塔河油田盐下油气藏提供了有力的钻井液技术保障.     

高密度kc1-饱和盐水钻井液在羊塔克1-12井的应用

羊塔克凝析油气田是在塔里木盆地发现的第1个盐下整装凝析油气田,盐层溶蚀致井壁失稳和膏泥岩的蠕变是造成该气田井下复杂和事故的主因.对在复合盐膏层中钻进的难点进行分析后,针对羊塔克井区的地质特点,结合已完钻井的成功经验,通过室内实验,对kc1-饱和盐水钻井液中各处理剂的加量进行了优化.用该钻井液安全钻穿了复杂盐膏层,成功解决了井塌、缩径卡钻等复杂问题.     

北部湾涠西钻井液技术

涠西地区地质构造复杂,尤其是涠洲组涠二段和流沙港组流二段泥页岩地层断层多、地层破碎,微裂缝发育、水敏性强,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、漏失,甚至发生卡钻事故。通过分析研究涠西南地区易垮地层岩性、硬脆性泥页岩的垮塌机理,研发了KCl-聚合醇强抑制封堵钻井液体系,并利用这一体系已成功完成了海2井、涠4井、涠5井的施工。现场应用表明,该钻井液有良好的抑制性和封堵性能,保证了井壁的稳定及井下安全。应用该钻井液已成功施工3口井,井径较规则,无井下复杂情况,成功解决了涠西地区的井壁稳定问题,并在涠4井试油过程中发现高产油气流,日产油气超过千吨。     

新型聚胺钻井液在都护4井泥岩段的应用

为了解决新疆塔河油田泥岩段缩径阻卡、钻头泥包及井壁失稳问题,都护4井在二开和三开井段应用了新型聚胺钻井液。室内试验表明,新型聚胺钻井液具有强抑制性、优良的润滑性能。都护4井二开井段应用新型聚胺钻井液,有效解决了胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,没有出现任何复杂情况,钻井周期比邻井都护1井缩短了15d。三开井段应用新型聚胺钻井液,解决了大段复杂膏泥岩段泥页岩水化膨胀造成的井壁失稳和缩径问题,井下正常,钻井周期比都护1井缩短了50d,平均井径扩大率仅为4.37%。新型聚胺钻井液在都护4井的成功应用表明,该钻井液可以有效解决胶泥岩段阻卡和钻头泥包难题,保证井下安全,缩短钻井周期,提高钻井效率。     

迪那11井超高密度钻井液技术

迪那11井是继迪那－1井钻遇超高压盐水层卡钻报废后，新布的一口预探井。迪那11井在三开的大段纯膏岩，盐岩和膏泥岩地层中设计使用密度为2．40－2．50g/cm^3的钻井液，压死超高压盐水层，然后用1．80g/cm^3左右的钻井液钻开目的层，钻至井深6050m裸眼完井。现场应用结果表明，高密度钻井液能平衡和抑制地层的蠕变，在钻进875m厚的纯石膏、盐岩、泥膏岩和泥岩时，没有发生阻卡现象，未排放过1次钻进液，钻井液性能稳定，电测、下套管和固井施工。     

盐下复杂压力系统超深井的非常规井身结构设计——以四川盆地五探1井为例

五探1井是部署在四川盆地东部达州—开江古隆起上的一口风险探井,主探寒武系、震旦系,设计井深7 570 m。该井志留系以下地层的地质不确定性强、风险度高,寒武系可能钻遇大段膏盐层、纵向上压力系统复杂、预测井底温度达到175℃、井底液柱压力超过140 MPa并含有硫化氢等,给井身结构设计带来了很大的挑战。为此,借鉴国内外盐下超深井钻井的成功经验,在分析钻井工程面临的难点和风险的基础上,结合该井的压力系统特点、膏盐层蠕变特性,优化设计井身结构,并进行了现场应用。结果表明:(1)基于裸眼段防漏、防喷和防压差卡钻等约束条件,确定井身结构必封点5个、套管层次6层;(2)压力衰竭的石炭系岩性致密,压差卡钻和漏失的风险低,可以不做为必封点;(3)为寒武系膏盐层专门设计一层套管,以实现盐层专打,套管抗挤强度160 MPa预防挤毁;(4)五探1井安全钻达设计地层,完钻井深为8 060 m。结论认为,为实现川东地区盐下安全钻井而确定5个必封点、六开非常规井身结构是合理的,该井的成功完钻为上述古隆起后续深层天然气钻探提供了经验和借鉴。     

田一井欠饱和盐水钻井液技术

田一井位于周口坳陷午阳凹陷田庄鼻状构造上,地层含有较厚的盐层,盐膏层以及极易水化膨胀分散的泥页岩,优选出一套欠饱和盐水聚合物钻井液体系,该体系性能稳定,抑制性强,抗污染效果好,防卡,防塌,满足施工需要,为在该地区安全,经济,快速钻井提供了可靠保证。     

强抑制、抗高温防塌钻井液在董8井中的应用

董8井是中石化部署在准噶尔盆地的一口重点预探直井,完钻井深5 580 m,该井上部地层起下钻遇阻频繁,下部侏罗系煤层发育,且地层压力异常,施工中井壁失稳严重;三工河组存在高压盐水层及碳酸氢根流体污染,高密度下钻井液流变性不易调控。针对该井地质特点,通过室内研究,确定使用铝胺强抑制防塌钻井液体系和抗高温成膜防塌钻井液体系,现场应用结果表明,采用的钻井液体系解决了上部地层软泥岩缩径、砂岩段阻卡及侏罗系井壁失稳的难题,全井平均井径扩大率仅为7.02%,满足了施工的需要。     

义171-斜15VF井钻井液技术

针对义171-斜15VF井地质构造复杂、钻井液技术难度大的特点,施工中采用强抑制聚合物钻井液体系和强抑制聚磺润滑防塌钻井液体系,利用胺基聚醇的强效抑制作用、胶乳沥青和双膜承压剂的复合封堵作用以及硅氟稳定剂的高温稳定作用,解决了沙河街组易发生的泥页岩水敏性垮塌及应力性垮塌、膏泥岩缩径卡钻及定向井润滑防卡等难题,顺利钻至目的层,达到了优快钻井的目的。     

塔深1井钻井液技术

塔深1井是一口特深科学探索井,设计井深8000 m,完钻井深8408 m,目的层为寒武系。该井钻遇地层复杂,易发生漏失、扩径、坍塌及卡钻等事故,为提高超深井钻井液携岩性能,针对不同开次、优选钻井液类型,一开采用CMC-HV膨润土钻井液以保护井口;二开使用低固相聚合物钻井液,确保大排量,低黏切,强包被,定时或定进尺短起下,从而有效避免阻卡;三开井段使用聚合物磺化防塌钻井液,预防了井壁垮塌和钻屑分散,增强了钻井液的抗温、抗盐水侵能力。四开、五开使用抗高温屏蔽聚磺钻井液技术,克服了高温高压、塌、卡、有进无出严重井漏、固相侵入、膏盐污染、大环空携砂等技术难题,该井的成功完钻为同类井提供了经验。     

聚铝胺盐防塌钻井液研究与应用

为解决吉林油田伊通、大安等区块软泥岩和硬脆性泥岩地层坍塌的问题,从聚胺盐与聚铝盐的抑制防塌机理出发,将两者复配,以发挥两者的协同效应提高钻井液的抑制防塌性能,结合吉林油田软泥岩和硬脆性泥岩地层钻井工程实际情况,通过试验优选其他添加剂及加量,优选出了具有强抑制性的聚铝胺盐防塌钻井液配方,其配方为2.0%钠基膨润土+2.0%封堵剂聚铝盐 PAC-1+3.0%抑制剂聚胺盐HPA+1.0%降滤失剂 SMP-1+1.5%降滤失剂 APC-026+2.0%抑制剂磺化沥青+pH值调节剂NaOH。性能评价结果表明:强水敏泥岩在聚铝胺盐防塌钻井液中的一次回收率为75%、膨胀率为17.4%;聚铝胺盐防塌钻井液能抗15%NaCl和1%CaCl2污染,耐150 ℃高温。14口井的现场应用表明:聚铝胺盐防塌钻井液的抑制性和封堵能力强,能有效防止泥岩坍塌,解决了吉林油田伊通、大安等区块泥岩地层钻井过程中因井壁坍塌和缩径造成的掉块、起下钻遇阻等问题。      

顺北油气田鹰1井超深井段钻井液关键技术

鹰1井是顺北油气田的一口超深重点风险预探井,设计井深9 016.85 m（垂深8 603.00 m）。该井超深井段志留系柯坪塔格组与奥陶系桑塔木组等硬脆性泥岩地层、志留系裂缝性地层和奥陶系破碎性地层,在钻进过程中易出现井眼失稳、井漏、坍塌掉块等井下故障。为此,通过室内试验研究,分析了该井超深井段硬脆性泥岩地层井眼失稳机理、强压力敏感性裂缝性地层漏失原因及破碎性碳酸盐岩地层井眼失稳原因,应用“多元协同”井壁稳定基本理论,构建了SMHP–1强抑制强封堵钻井液,并制定了针对性强的防塌防漏技术措施。该井顺利钻穿大段硬脆性泥岩、裂缝性地层和破碎性地层,未发生井眼失稳及钻井液漏失,顺利钻至井深8 588.00 m完钻,创亚洲陆上井深最深纪录。现场应用表明,SMHP–1强抑制强封堵钻井液能够解决深部地层大段泥岩及破碎性地层的井眼失稳与漏失难题,为国内外深井超深井安全钻进提供了技术借鉴。