wfsd-4孔的钻井泥浆技术(李前贵)

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1、WFSD-4孔的钻井泥浆技术李前贵联系电话：13551177831中国地质科学院探矿工艺研究所2013年11月20日主要内容WFSD-4南坝镇概况钻探复杂问题WFSD-3钻井泥浆设计现场应用WFSD-2WFSD-3P认识WFSD-1一、概况汶川地震断裂带科学钻探项目四号孔（WFSD-4）是一期科学钻探工程的钻孔之一，设计井深3350m，下部2000～3350m取心，并进行流体监测、测井和孔内长期实验观测等。由于地震断裂带岩石强烈破碎，钻进施工中护壁困难，易发生漏失、坍塌、掉块和卡钻事故。针对该井不同井段的实际情况，采取了不同的钻井液体系及相应的维护手段和处理措施。一开使用CMC高坂

2、含钻井液、二开及以下使用钾石灰聚磺钻井液，并进一步提高钻井液防塌效果。现场应用结果表明：应用的钻井液体系有较好的悬浮携带、护壁防塌、润滑防卡能力。目前最深钻进至2319m。一、概况316mm103/-in（273/258.9mm）4502m250.8mm85/-in（219.1/203.7mm）81972.3m200mm65/-in（168.3/153.6mm）82262m150mm51/-in（139.7/125.7mm）22800m122mm41/-in（114.3/99.6mm）23350mWFSD-4钻孔结构和套管程序WFSD-4孔钻遇地层剖面0—500m：寒武纪地层：变砂岩、凝灰质

3、砂岩夹板岩和硅质岩。1100m左右可能存在<1m厚的断层泥。500‐1100m：寒武纪地层：深灰色板岩、灰白色细砂岩、含少量石英、少量细砂岩、黑色砂质泥岩、含长石、灰色泥质粉砂岩、泥质胶结、灰色泥质粉砂岩、含少量泥质粉砂岩、砾岩等1100—1980m：震旦纪地层：灰色粉砂质泥岩、含泥质胶结砾岩、含砾岩、杂色砾岩、含深灰板岩，灰色泥质粉砂岩，粉砂颗粒，含泥质等。期间经历了F2和F3两个断层，其中，1552.70m‐1754.00m地层较为破碎。1980—2319.07m震旦纪地层：薄层变砂岩、千枚岩、含砾变砂岩，页岩夹石英灰砂质泥岩，深灰色泥岩，深灰色板岩，变质泥岩，碳质板岩等一、概况各阶段施

4、工情况井眼直径井深段套管外径套管下深开次施工性质（mm）（m）（mm）（m）一开全面钻进316.50-502.00273501.73全面钻进250.8502.00 -1444.55活动套管：Φ219mm、下深：1439.61m219.1二开取心钻进150.01444.55-1555.00扩孔钻进250.81435.00-1555.00全面钻进250.81555.00-1972.30219.11972.3一、概况各阶段施工情况（续）井眼直径井深段套管外径套管下深开次井眼编号施工性质（mm）（m）（mm）（m）WFSD取心钻进150.01972.3-2313.70WFSD‐S1取心钻进150.0

5、2290.50-2319.07三开WFSD‐S2侧钻152.42010.00-2271.03WFSD‐S3侧钻152.42178.00-2281.90WFSD‐S4侧钻152.42190.00-2262.36168.32260.0WFSD‐S4全面钻进152.42260.00-2291.90开窗侧钻四开WFSD‐S5152.42245.00-2262.55全面钻进开窗侧钻WFSD‐S6152.42221.30-2261.81全面钻进二、钻探复杂问题断裂带钻探复杂因素地层因素工程因素破碎地层松软地层大直径斜井井段钻头直径套管外径/内径mmmm0-500316.5273/258.9-200025

6、0.8219.1/203.7-2800200168.3/153.6-3350150139.7/125.70-500m直井段500-1450造斜段（最大井斜角35°）1450-3350m稳斜（35°左右）二、钻探复杂问题WFSD-2孔1020m的碳质粉砂岩，非常破碎191715in13井径119756006507007508008509009501000井深mWFSD-2孔井眼扩径严重二、钻探复杂问题•掉块、坍塌表现：（1）在取心、扩孔、通井及全面钻进均有所表现；（2）造成卡钻事故二、钻探复杂问题WFSD-1孔具有极强膨胀性的断层泥，造成缩径卡钻二、钻探复杂问题地层条件和工程因素带来的复杂问题

7、•掉块、井塌地层破碎•扩径地层松软•缩径•携岩问题大直径斜井•摩阻扭矩大二、钻探复杂问题松软地层缩径问题B破碎地层坍塌AC扩径问题问题钻探复杂问题大直径斜井携岩ED斜井降低摩阻问题问题三、钻井泥浆设计WFSD-4孔泥浆技术总体思路问题解决思路具体措施•井塌•提高防塌•阳离子抑制水化分散•扩径•强化封堵•多软化点沥青、•缩径•强化抑制超细碳酸钙封•携岩•提高密度堵•润滑•提高粘切•多元防塌•高效润滑•合理粘切三