55火8井钻井液应用技术

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1、火8井钻井液应用技术刘亚元王俊星席凤林田军(华北石油管理局第一钻井工程公司)摘要：火焰山构造带地质情况复杂，属典型的山前构造，上部地层存在较厚的易缩径、易溶解盐膏层及膏泥岩层，严重污染钻井液，钻井过程中钻井液受污染后而造成井下复杂、卡钻事故频繁。中部侏罗系大段发育的煤层，井壁极难稳定。下部三叠系地层在吐哈地区完成井较少，地层岩性预见性较差，泥页岩地层裂缝极其发育，钻井过程中一旦揭开随之发生大块岩石脱落，蹩卡现象十分严重，属典型的应力释放而造成的井壁失稳，另外火焰山构造带地温梯度偏高（测井数据：井底温度达142℃），高温对钻井液性能产生较大

2、的影响。为此，对钻井液提出抗污染、抗温、护壁、携带等多项更高的综合要求。中原、吐哈、华北在火焰山构造所钻的多口井都曾经相继出现大段井壁失稳、划眼、卡钻进而报废、侧钻等不同程度的事故和复杂。根据火8井钻遇的地层特点，在总结火焰山构造所钻井曾出现大段井壁失稳、划眼、卡钻经验的基础上，对本井施工前进行了充分的论证，进而采用了针对不同地层特性的多套钻井液体系，基本解决了抗盐膏污染、抗温、井壁失稳、防漏、防卡等系列问题。即侏罗系以上地层采用KCL聚合物钻井液体系，能很好地解决火焰山构造带地层盐对钻井液的污染问题；侏罗系至三叠系地层采用小阳离子聚磺钻

3、井液体系增强抑制性，增强钻井液封堵、造壁能力，防止侏罗系以下地层垮塌；三叠系地层采用有机硅氟聚磺钻井液体系，提高钻井液的抗高温性、抗污染能力、抑制能力。在现场应用中收到了预期的效果，历时153天完成了5150米的钻探任务。关键词：钻井液有机硅氟降滤失剂小阳离子抗污染抗高温引言火8井是我公司2004年在吐哈承钻的一口深探井，钻探目的层为三叠系小泉沟群含油组合特征，兼探中下侏罗系含油气性。该井位于吐哈盆地台北凹陷火焰山逆掩带火焰山构造带。该构造地质情况复杂，上部地层存在较厚的盐膏层及膏泥层（590-1915m为膏泥岩及纯石膏层，其中在1275

4、m见纯石膏），易缩径、易溶解，钻井过程中钻井液易受污染而造成复杂、卡钻事故。下部侏罗系西山窑以下至八道湾地层大段煤层发育，井壁极难稳定，该井钻遇煤层共32层（井段为3873-4362m，煤层主要集中在4187-4362m），煤层厚共计61m，单层最厚的为6m；三叠系地层大段泥岩地层破碎裂缝发育，钻井过程中掉块严重，尤其是三叠系小泉沟群地层中的杂色砾岩、深灰色泥岩极不稳定，应力垮塌严重。本井施工过程中，由于钻井液体系选择适当，处理维护方法合理，钻井液性能适应井下地质条件，确保了钻井施工顺利。1井身结构钻头：φ445mm×1443m+φ311

5、mm×4050m+φ216mm×5150m套管：φ339.7mm×1442.16m+φ244.5mm×4047.5m+φ139.7mm×5050.43m2火8井钻遇地层岩性特征（1）第四系：大套杂色砂砾岩夹泥岩。（2）第三系：上部为大套紫红色泥岩；中部为紫色泥岩夹紫色泥质粉砂岩、石膏质泥岩；下部为灰色砂砾岩、紫色泥质粉砂岩、紫色泥岩夹紫色石膏质泥岩。4（3）白垩系：上部为大套紫色泥岩、薄层紫色粉砂质泥岩；底部为大套灰色泥岩。中下部为大套紫色泥岩夹薄层紫色粉砂质泥岩。（4）侏罗系：a、卡拉扎组：暗紫色泥岩为主，底部为灰白色粉砂岩。b、齐古组

6、：大套棕褐色、暗紫色泥岩夹少量粉砂岩。c、七克台组：灰绿色泥岩、细砂岩与灰色粉砂岩互层，上部夹泥灰岩。d、三间房组：以厚层状灰色砂岩、灰色泥岩互层为主。e、西山窑组：中上部以灰色泥质粉砂岩与灰色砂岩互层为主；下部为深灰色砂岩、砂砾岩夹泥岩、煤层。f、下侏罗统：上部为深灰色泥岩、灰色砂岩互层；中下部为灰色、深灰色泥质粉砂岩、灰色砂岩、泥岩夹煤层为主。（5）三叠系：a、上三叠统：上部以深灰色泥岩为主夹砂岩；下部为大套灰色砂岩夹泥岩、粉砂质泥岩。b、中三叠统：上部以灰色、紫红色、杂色泥岩为主夹砂岩；下部以大套灰色砂岩、杂色砂砾岩为主夹紫红色泥岩

7、、粉砂质泥岩。3钻井液施工技术难点及技术对策3.1钻井液施工技术难点（1）上部第四系地层因砾石层较厚且块较大，胶结、压实性差，易砂埋钻具并诱发井漏、井塌。（2）第三系地层以大段棕红色泥岩为主，造浆强烈，粘切、失水都难以稳定，石膏质泥岩、膏盐层厚、易缩径、易溶解，且污染钻井液严重。（3）侏罗系以下地层大段泥岩地层破碎裂缝发育，极易水化分散，钻井过程中掉块严重，砂岩储层地层压力系数低易漏，砂泥岩夹层易塌，西山窑以下至八道湾地层发育大段煤层井壁极难稳定。（4）该地区钻探三叠系地层已完成井较少，地层岩性预见性较差，泥岩地层破碎裂缝发育，钻井过程中

8、掉块严重，杂色砾岩、深灰色泥岩极不稳定，应力垮塌十分严重。（5）火焰山构造带地温梯度偏高（测井数据：井底温度达142℃），高温对钻井液性能及处理剂都产生一定的影响。（6）一、二开长井段大井眼的