各类地层的组构特点、潜在的井下复杂情况、井壁不稳定发生原因及钻井液技术对策的要点

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1、各类地层的组构特点、潜在的井下复杂情况、井壁不稳定发生原因及钻井液技术对策的要点   1.胶结差的砂、砾、黄土层   (1)地层组构特征：胶结差、未成岩的流砂层与砾石层；钻遇深度通常从0～1000m。   (2)潜在的井下复杂情况：塌、漏。   (3)井壁不稳定发生原因：胶结差。   (4)钻井液技术对策：一般采用高粘切、高膨润土含量的膨润土浆或正电胶膨润土浆；对于大或特大砾石层，可适当提高钻井液密度和环空返速，以利于钻屑的携带。   (5)典型区块：辽河油田明化镇组地层，东疆北三台与三台构造第四系地层，吐哈盆地第四系地层等。   2.层理裂隙

2、不发育软的砂岩与泥岩互层   此类地层依据其膨胀性与分散性可将其分为三个亚类：   2-1易膨胀强分散的砂岩与泥岩互层   (1)地层组构特征：此类地层粘土矿物以伊蒙无序间层为主；大多属于第三系或白垩系地层，成岩程度低，呈块状，处于早成岩期；分散性强，回收率大多小于20％；阳离子交换容量高，15-30mmol/100g土；泥岩易膨胀，膨胀率高达20-30%；砂岩渗透率高；绝大部分地层属于正常压力梯度，极个别地区此类地层出现异常压力梯度；岩石可   ※此项研究工作是与各油田泥浆技术人员共同进行的，由徐同台进行综合研究。钻性级别低，小于1级～3级。

3、   (2)潜在井下复杂情况：造浆性强，地层自造浆密度高，切力大，含砂量高；钻井过程中易缩径，起钻遇卡拔活塞，灌不进钻井液，处理不当易发生卡钻、井塌、下钻遇阻、划眼、蹩泵、井漏；阻卡井段固定，以700m～1500m井段最为严重。   (3)井壁不稳定发生原因：泥岩中伊蒙无序间层吸水膨胀、分散、缩径；高渗透砂岩形成厚泥饼；钻速高，环空钻屑浓度过高。   (4)钻井液技术对策：采用强包被的聚丙烯酸盐聚合物、两性离子聚合物、阳离子聚合物、正电胶阳离子聚合物、正电胶等类型钻井液；对于直径等于或小于f244mm的井眼，应采用低密度、低粘、低切钻井液，提高

4、返速，使环空钻井液处于紊流；对于直径等于或大于f311mm的井眼，在保证钻屑携带前题下，应尽可能降低粘切，提高钻井液的抑制性与返速，降低滤失量，改善泥饼质量；控制环空钻屑浓度；搞好固控。   (5)典型区块：东部各油田明化镇组地层等。   2-2不易膨胀强分散的砂岩与泥岩互层   (1)地层组构特征：粘土矿物以伊利石、绿泥石为主；成岩程度低，呈块状；大多属于第三系、白垩系地层；分散性强，回收率小于10%；阳离子交换容量高(18-26mmol/100g土)；泥岩不易膨胀，膨胀率低(7～12%)；地层压力梯度正常；可钻性级别低(<1～3级)；部分地

5、区地层水矿化度高。   (2)潜在井下复杂情况：易造浆，自造浆膨润土含量低，膨润土与钻屑比值可高达1：5～10；砂岩或粉砂岩井段易缩径；起钻经常遇卡，阻卡发生在新钻开井段，一般距井底15～150m处，没有固定卡点，遇卡时能灌进钻井液；一旦发生卡钻，能恢复循环，泡解卡剂加震击器均能解卡。   (3)井壁不稳定原因：此类地层以砂岩、粉砂岩为主，易分散，渗透性好，极易形成虚厚泥饼，摩擦系数高，故易发生粘卡事故；个别层段机械钻速过高，造成环空钻屑浓度过高；环空返速低，井眼净化不好。   (4)钻井液技术对策：采用强包被聚丙烯酸盐聚合物、聚磺、正电胶等类

6、钻井液，抑制钻屑分散，控制低密度；钻井过程中补充优质预水化膨润土浆、降滤失剂、磺化沥青及润滑剂，在高渗透砂岩地层快速形成低渗透的内泥饼，并使外泥饼薄而润滑性能好；在可能条件下，尽可能提高环空返速，形成紊流；控制环空钻屑浓度不要过高；加强固控，使用离心机，降低含砂量。   (5)典型区块：塔里木轮南等构造第三系与白垩系地层，塔西南群库恰克构造第三系地层等。   2-3中等分散砂岩与泥岩互层   (1)地层组构特征：粘土矿物以伊利石、高岭石、绿泥石为主，并含伊蒙有序间层，个别地区含有少量伊蒙无序间层；已成岩，属于晚成岩A期；大多数为侏罗系、三叠系地

7、层；中等分散，回收率50～80%；阳离子交换容量低，3～8mmol/100g土；正常压力梯度；个别地区砂层渗透性好。   (2)潜在井下复杂情况：清水钻进一般超过三天会发生井塌；含伊蒙无序间层的泥岩，如采用清水或全絮凝聚合物钻井液，极易发生井塌；对于砂岩发育的地层，如用高粘高切钻井液钻进，当环空返速低时，起钻在新井段易与2－2类地层一样发生遇卡。   (3)井壁不稳定发生原因：清水浸泡时间过长会引起伊蒙间层水化膨胀，造成泥岩坍塌；砂岩井段发生阻卡原因与2-2类相同。   (4)钻井液技术对策：对于存在伊蒙有序间层地层采用抑制性全絮凝聚合物钻井液

8、(聚合物可依据地层特点选用阴离子、两性离子或阳离子聚合物)；对于存在伊蒙无序间层的地层采用低膨润土含量聚合物钻井液、两性离子聚合物钻井液。   (5)