天山南缘复杂山前构造钻井液技术难点及解决方案

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年12月第34卷第12期JournalofOilandGasTechnologyDec．2012Vo1．34No．12·lO5·天山南缘复杂山前构造钻井液技术难点及解决方案徐江(中石化石油工程技术研究院，北京100101)党冰华(中石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州450006)谭春勤，梅春桂(中石化石油工程技术研究院，北京1oo1oi)张光辉(中石化西南石油局湖南钻井公司，湖南长沙41oooo)施文(中石化中原油田分公司采油工程技术研究院，河南濮阳457000)[

2、摘要]针对天山南缘山前构造地层复杂，异常高压流体、强塑性膏泥岩普遍存在，钻井液维护处理难度大的问题，对该区块相关资料进行分析研究，总结出该区块钻井液技术的关键点是，提升钻井液体系抑制水化能力；提升钻井液体系防塌能力；增大钻井液固相容量限。以此为依据选用强抑制高钙盐聚胺钻井液体系，并在该区块一口重点探井——DuH4井进行了现场施工，取得了较好的应用效果。[关键词]钻井液；聚胺；山前构造；膏泥岩；异常高压；井壁失稳；塔里木盆地[中图分类号]TE254[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2012)I2—0105一O3塔里

3、木盆地天山南缘区块是中石化培育大型天然气田的主力勘探区块之一。该区块属典型的山前构造，地层压力系统复杂，具有较大的不确定性，钻井液维护处理难度大，该区块钻遇了多起不同程度的井下复杂情况。为减少井下事故发生率，实现该区块勘探提速目标，研发适用于该区块复杂地层的钻井液体系变得非常迫切。1复杂地层特点1．1多套膏泥岩该区块库车、吉迪克组均存在膏泥岩。库车组膏泥岩压实程度弱，易吸水膨胀，具有极强塑性，俗称“胶泥岩”。膏泥岩水化特性增大了缩径阻卡、钻头泥包风险。该区块的DuHJ井、YL1井、S3—2井和S3—4井在库车组均出现了不同程度

4、的阻卡、钻头泥包现象。吉迪克组膏泥岩埋藏相对较深，泥岩蒙脱土含量减少，主要受上覆地层压力影响表现为强塑性蠕变缩径。1．2高压盐水层发育该区块新生界埋深较厚，存在多套高压盐水层。该区块的YL1井在新生界库车组(382m)就钻遇盐水层；Dul1井、Y1井及YL3井在康村组钻遇高压盐水层，最高钻井液压稳密度为1．84g／cm。；Y1井在吉迪克组钻遇高压盐水层，钻井液压稳密度2．10g／cm。。1．3山前高陡地层易破碎。并壁稳定性差天山南缘区块位于山前构造口]，强烈的造山运动致使地层破碎、裂隙发育，同时受古气候环境影响，地层剥蚀严重，

5、缺失多套地层，面对较大跨度变化的地层，钻井液维护处理难度进一步加大。[收稿日期]2012—09—17[基金项目]中国石油化工集团公司科技项目(P09004)。[作者简介]徐江(1981一)，男，2004年大学毕业，工程师，现主要从事钻井液技术研究、井壁稳定研究工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报*油气田开发工程2012年12月2钻井液技术关键2．1提升钻井液体系抑制水化能力天LjJ南缘区块上部新生界地层普遍使用钾铵基聚合物钻井液体系，该体系具有一定的抑制水化能力，但针对具有强水化能力的膏泥岩地层还显不足阳]

6、，为有效抑制膏泥岩的水化膨胀，笔者在高钙盐钻井液基础上．引入强抑制剂XJA—l，该剂为聚胺类产品，抑制水化能力突出[。2．2提升钻井液体系防塌能力针对lLl前构造井壁稳定性差]，提升体系的防塌能力应从物理、化学两方面着手。普遍采用的沥青质防塌剂是以物理封堵来提高岩石强度的。但单⋯物理封堵针对破碎高陡地层效果不太理想，物理封堵足一个渐进过群，而大都表现为亲水特性的岩石，极易与钻井液滤液发生接触水化。为避免接触水化对岩石强度的破坏，提高滤液矿化度，膏泥岩的存在不需人为再次引入高矿化度离子，为此选用高钙盐钻井液体系非常适合陔区块的井

7、壁稳定需求。2．3增大钻井液固相容量限该区块为压稳高匮盐水层，需使用高密度钻井液。高压盐水存在于较新的地层中，地层造浆严重，加之埋深较深，高温』J【1剧的造浆作用，致使高密度钻井液流变性能控制困难，因此，提升钻井液固相容量限成为解决返一矛盾[‘的有效途径。高钙盐粗分散体系具有较高的固相容量限。3现场应用天山南缘区块的Dul4井位于库车坳陷，是一口典型的山前构造探井。该井现场使用高钙盐聚胺钻井液体系成功钻进库车组、古迪克组膏泥岩、库姆格列木群的多套高压盐水层。高密度高钙盐聚胺钻井液体系配方：在100g水r}1加入1～3g夏子街土

8、+0．5～1．2gXJA一1+0．1～0．3gKPAM十一()．卜0．3gCMC—IV十0。3～0．6gPFI一H(抗盐抗高温降失水剂)+0．5～1g液体润滑剂+1～3g沥青质防蚓剂十适餐重晶石。体系中的钙离子均由膏泥岩地层提供，钙离子质量浓度最高为2000mg／L。选择Du