【5A版】川东北地区膏盐层钻进泥浆综合技术.doc

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1、7A版优质实用文档川东北地区膏盐层钻进泥浆综合技术杨健（西南石油局重庆钻井公司）摘要：川东北地区膏盐层埋深达3000～4500米，总厚度超过400米，泥浆工作难度高，基于对膏盐层地质情况的全面掌握，本文从泥浆设计、实钻、现场管理等方面进行了较充分阐述，认为聚磺泥浆基本能满足膏盐层钻进需要。最后对存在的问题和发展方向，发表了自己的看法。关键词:川东北膏盐层钻井液现场管理一、川东北地区膏盐层地质情况：川东北地区油气勘探始于60年代全国第一次石油普查。该区由两个相互独立的构造带组成，其一是通南巴构造带，由通江涪阳坝构造和地跨南江、巴中的南

2、阳场构造组成，该构造带计算的圈闭面积为838平方公里，是四川盆地仅次于威远气矿的第二大构造。其二是达县—宣汉区块，由罗家坪——付家山构造、东岳寨构造等局部构造组成，圈闭面积较小。川东北地区的海相地层中，尤其是嘉陵江、飞仙关、长兴、茅口、石炭系有着良好的油气勘探开发前景，但要钻达这样深的目的层，必须要钻穿上部存在诸多复杂井段，其中之一就是海相地层的雷口坡、嘉陵江组的大段膏盐层。在本区域，大约井深2800～3000m即进入海相地层雷口坡组，该层平均厚度500～700m。如川涪82井雷口坡厚516m，川付85井雷口坡厚646m，其中雷三、

3、雷二、雷一段均有硬石膏岩夹层、或与灰岩、白云岩不等厚互层，同时含少量岩盐及杂卤石。之后在井深3500m左右进入嘉陵江组，该层平均厚度800～900m，而有些井厚度超过1000m。其中川涪82井实钻达1245m，膏盐层累计厚度达413m67A版优质实用文档7A版优质实用文档，占总厚度的33%。本组膏盐层极其发育，几乎每一井段都含石膏和岩盐，特别是嘉四、嘉二段含大段的膏盐层。海相地层中厚大的膏盐层作为极好的盖层，对油气储集非常有利，但对工程施工却提出了难题。图一～图四是川涪82井嘉五、嘉三段的岩芯照片，虽然不是膏盐最发育井段，但可以清楚

4、地观察到地层中石膏、杂卤石的发育情况。图一：杂卤石岩条带图二：泥晶白云岩与硬石膏岩薄互层（嘉五岩芯）具揉皱构造和变形层理（嘉三2岩芯）图三：含云质硬石膏岩中的网格状构造图四：白云岩中沿张裂缝分布的硬石膏脉（嘉三岩芯）（嘉三岩芯）二、膏盐层钻进易发事故及对泥浆的影响1、膏盐层在高温高压下具塑性流动性，易导致缩径、卡钻等工程事故。川涪82井在钻遇嘉二高压气层压井后，将泥浆密度提至1.84g/cm3起钻，起至钻头距井口162m处发生井喷，最终连续挤入2.02g/cm3重浆制服了井喷，但因控制回压过低，造成嘉五～嘉四段膏盐层蠕动变形将345

5、2.21～3886.92m段的φ244.5mm套管挤毁事故；2、膏盐层对泥浆的化学污染。石膏、岩盐、杂卤石中所含NaCl、KCl、CaCl2、CaSO4等溶于非饱和盐水泥浆中，电离出高浓度阳离子，如Ca2+、Na＋等。阳离子压缩胶体颗粒的双电层，使水化膜减薄，导致胶体颗粒趋于聚结，破坏泥浆的稳定性，出现失水猛增，泥饼变厚发虚，泥浆流动性变差甚至丧失等现象。80年代施工的川巴88井在过膏盐层时，由于措施不当和经验不足，导致使用不抗污染泥浆钻入雷口坡膏盐层，泥浆立即稠化，流动性极差，即是例证；67A版优质实用文档7A版优质实用文档3、采

6、用非饱和盐水泥浆，岩盐被溶蚀形成盐腔，导致该处泥浆返速变缓，造成携岩不良，易发生起钻阻、卡现象，严重时可能导致卡钻事故；4、部分岩盐溶于泥浆，将增加泥浆密度，虽然幅度不大，但如果现场管理未意识到盐溶解对钻井液密度的影响，将不利泥浆密度的准确控制。三、泥浆设计全面考虑川东北地区泥浆问题众多，而且相互制约，因此在设计钻膏盐层泥浆时应全面考虑，尤其以下方面应值得重点注意：1、川东北地区的两大构造均有总厚度超过400m的膏盐层，因此应选择抗化学污染能力强的泥浆，不仅要求抗盐、而且要求抗钙超过400ppm。目前，国内普遍使用的聚磺泥浆、三磺细

7、分散泥浆已经在本地区普遍使用，效果较好。而新型的聚合物不分散盐水泥浆抗盐、抗钙能力强，从理论上讲可以使用，而且在其它方面更居优越性，因此，应尽可能在本地区尝试；2、由于川东北地区目的层众多，且埋藏深达4000～6000m，多套压力系统，因此在井身结构设计时，常将φ244.5mm技术套管下于嘉三底。由此，膏盐层被分割在两个井段。上井段施工难点除膏盐层外，还有陆相地层自流井、须家河的垮塌。下井段有嘉二段含H2S的高压气层、飞仙关的低压漏层。因此，抗膏盐泥浆仅是全井泥浆的一个局部，下井段泥浆是由上井段的防塌泥浆转化而来，后又将转换为油气层

8、保护钻井液。由此要求使用的聚磺泥浆要能顺利完成以上的转化，所选处理剂能满足多种条件下的配伍性；3、膏盐层雷口坡～嘉陵江井组深3000～4500m，井底温度高达120～150℃。因此，应考虑泥浆的抗高温高压问题；4、为克服膏盐层的蠕动变