塔河油田盐膏层钻井液技术

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1、塔河油田盐膏层钻井液技术孟庆生江山红石秉忠（中石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所，山东德州253005）摘要：为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层，盐层中夹有泥页岩盐层和砂泥盐层，由于盐的溶解而造成井径扩大，钻井液性能不稳定，盐膏层塑性变形造成缩径卡钻，含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定，钻井液增稠。针对盐膏层的复杂情况，我们研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验

2、，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。文中介绍了聚磺欠饱和盐水钻井液体系的室内研制及现场应用情况。关键词：塔河油田盐膏层塑性蠕动地层压力聚磺欠饱和盐水钻井液井眼稳定概述为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星石油公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层。由于盐的溶解易造成井径扩大和钻井液性能不稳定；由于上覆地层压力的作用，

3、巨厚盐膏层塑性变形易造成缩径卡钻；由于含盐泥页岩中盐的溶解和泥页岩的水化分散作用易造成井壁不稳定。针对盐膏层的特点，并结合其他油田的成功经验，研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。难点分析及对策1难点分析①塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，均分布在5100m以下的深井段,温度在110-130℃，极易引起钻井液性能恶化，滤失量、粘度、切力上升,泥饼变厚,泥饼摩擦系数增大,从而易造成粘卡事故。②石炭系盐

4、膏层厚度差别很大，且夹有不等厚的泥页岩及石膏夹层，裸眼长，剥落坍塌井径扩大,井径扩大率可达33%。形成严重的糖葫芦井眼,造成电测遇阻,固井质量差。③盐岩的塑性变形。若使用的泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时,就会引起盐岩的塑性变形，使井径缩小，造成卡钻甚至挤毁套管事故。密度过高又易引起压差卡钻。72对策研究①针对现场要求，优选抗盐、抗高温、抗污染的优质钻井液体系，以保证钻井液在高温、高盐钙的情况下具有良好的流变性能，满足钻井要求。②选用强抑制性、低失水钻井液以防止泥页岩的剥落掉块和垮塌。③采用适当密度、含盐量的欠饱和盐水(或低含盐)聚合物磺化钻井液

5、体系。根据盐层蠕变情况，用适当含盐量,既能随时溶解蠕变到井内的塑性盐岩避免阻卡,又能防止地层盐过度溶解造成井径扩大乃至泥页岩垮塌等复杂情况。聚磺欠饱和盐水钻井液的室内实验研究1钻井液类型的确定在钻井过程中，造成盐膏层井壁失稳的主要原因是：盐岩、软泥岩的塑性变形；硬石膏的吸水膨胀；盐岩、石膏的溶解使井径扩大，造成井壁垮塌；含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形，造成缩径和垮塌，以及高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染等。通过综合调研国内外钻遇膏盐层钻井及钻井液体系的应用情况，结合钻井液的室内实验及性能综合评价，确定采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。2聚磺高

6、密度钻井液的室内配方研究2.1膨润土含量的确定及实现钻井液流变性能的调整与控制是高密度泥浆技术的难点，把粘土控制在合适的范围，同时维持钻井液体系的稳定性，控制泥浆中的膨润土含量是控制高密度钻井液性能的核心工作之一；膨润土含量太高，造成粘切控制困难，含量太低则造成钻井液维护成本的增高和钻井液沉降稳定性的变差。通过室内实验，确定膨润土含量合理值为20－30g/l，见表1。表1膨润土含量的实验膨润土含量g/l70504030252015初切，pa9.58.53.51.51.50.50终切，pa16.09.54.54.02.50.502.2聚合物增粘剂的

7、选取聚合物在饱和盐水中不沉淀或絮凝，但其粘度效应有多大，在欠饱和盐水钻井液中的增粘效果如何，对此我们进行了系统实验，结果见下表2。从表中可以看出，金属两性离子聚合物PMHC效果较好，这是因为它具有特殊的分子结构，有较强的抗电解质能力，分子链在盐水中保持适度的伸展和具有较厚的水化膜，溶液的粘度受盐度的影响较小。表2聚合物增粘剂在盐水中的效果7名称配方PvmPa.sYPPaFLmlPHPMHC基浆+0.4%PMHC1713128.5基浆+0.4%PMHC＋20％NaCL1211168.5FA367基浆+0.4%FA3671910128.5基浆+0.4

8、%FA367＋20％NaCL129178.5KPAM基浆+0.4%KPAM146158.5基浆+0.4%KPAM＋20％NaCL94．5