超深井段井壁失稳机理研究

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1、囱2014，VoI．31No．02亿亏与生物互程Chemistry&Bioengineeringdoi：10．3969／j．issn．1672—5425．2014．02．018超深井段井壁失稳机理研究王志龙．杨龙龙。罗跃，尹达。梁红军，李磊(1．长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023；2．中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)摘要：针对深部地层的特点，结合现场的复杂情况，利用岩性分析与钻井液理化性能分析相结合的方法，探讨了深部地层井壁失稳的机理。结果表明：地层岩性因素是井壁失稳的内在因素，合理的钻井液技术措施对于井壁失稳的控制可起到

2、良好的作用关键词：钻井液；井壁稳定；岩性分析；机理研究中图分类号：TE283文献标识码：A文章编号：l672—5425(2014)02—0064-04为满足国内的油气需求，开发深部地层的油气资扭矩6起．占总复杂情况的2．22；其它事故11起，源日趋重要。国内某油田在深部地层的钻探过程中井占总复杂情况的4。O7。这说明阻、卡和井漏是该深壁失稳问题时有发生，钻井过程中发生过卡钻、钻井液部地层区块钻井面临的最突出的问题。漏失等事故。另外，膏盐岩蠕变性强、缩径严重等影响2岩性分析到钻井周期和井质量。因此，研究和分析深部地层的坍塌机理，解决钻井过程中的复杂情况，

3、对于优质高2．1X4l'-t线衍射分析效地完成钻井作业十分必要u]。依据SY／T5163—2010~沉积岩粘土矿物相对含量x～射线衍射分析方法》对现场岩石进行X一射线衍射l现场情况分析，结果见表l。某油田开发的深部地层的相应区块已钻的10口由表l可看出：深部地层中粘土矿物含量的变化井的各类复杂情况统计如图1所示。范围较大，在10～5O％之间；伊／蒙问层主要在4O～6o之间；伊利石和绿泥石的含量在2O％～3O之闻。深部地层中大量的粘土矿物即使少量水化也可能弓l起井壁不稳定。2．2电镜扫描分析(图2)由图2a可看出，岩石结构致密，表面有少量氯化钠结晶。由图

4、2b可看出，部分颗粒表面覆盖一层泥质薄膜，粒间充填白云石。这表明，分析岩样孔隙不发育，多数为微小孔隙，连通性不好，部分岩石上有NaC1的结晶和沉积。豳j各类复秀j}情况发生频率分布圈2．3铸体薄片分析(图3)Fig．1Distributionofallkindsofcomplicatedsituation由图3可知：6900~6903m岩性描述为：岩石内occurrencefrequency颗粒包括陆源碎屑、砂屑等，基质包括泥质、白云石、方由图1可以看出，该区块10口井钻井过程中发生解石等，微细孔隙少量，未见可测孑L隙；见l条溶蚀缝钻井复杂情况共计27

5、0起，其中阻、卡175起，占总复被泥质等充填；6854m岩性描述：岩石内碎屑颗粒分杂情况的64．81；井漏7O起，占总复杂情况的选中等，颗粒间多被泥铁质及部分方解石充填，部分颗25．939／6；溢流8起，占总复杂情况的2．969／6；憋泵、憋收稿日期：2013—11—19作者简介：王志龙(1972一)，男，湖北松滋人，副教授，从事钻井液的研究工作，E—mail：wangzl@yangtzeu．edu．cn。王志龙等：超深井段井壁失稳机理研究／2014缶鞭2期表4钻井液性能调节数据Tab．4Debuggingdataofdrillingfluidperf

6、ormance体系墼v_一YP—GEL10—"／10'—FLApt(3—0min)—FLHT—HP(1—50—'C)℃mPa·smPa·SPaPa／PamImLg·cm502．0502．5／0．5水基泥浆Sf)2．55O3．OSOO．S油基泥浆5OO．53．3现场钻井液的回收率(表5)表6钻井液的膨胀抑制性能／％表5现场钻井液的回收率／％Tab．6Inflationinhibitionperformanceof-drillingfluid／％Tab．5Recoveryoffielddrillingfluid／％平均回收率体系6745～6761m6761

7、～6786m实验岩样为石膏岩样品(石膏含量约为65)。由表5可看出，油基钻井液体系的平均回收率明显高注：空白样品的测试不用流体，只测压力释放的高度变化。于水基钻井液体系。这是因为油能阻止石膏岩溶解的2OlO3．5封堵实验1575缘故。封堵实验中钻井液在岩心表面形成滤饼，然后用3．4钻井液的膨胀抑制性能(表6)清水代替钻井液进行测试，记录滤失量，以判断封堵效由表6可知，油基钻井液的膨胀抑制性能明显优果，结果见表7。于水基钻井液，对石膏岩的溶解也有更好的抑制作用。表7封堵滤失量Tab．7Blockingfiltrationvolume不同时间下的滤失量／m

8、L岩心介质水基钻井液水球基钻．井液+封堵剂水油慕钻井液水油基钻井液+封堵荆水由表7可知：在钻井