水平井鉆井液技術(shù)研究及應(yīng)用(已修改)
2024-11-19 09:58 本頁面
【正文】 2020年鉆井液學(xué)術(shù)研討會論文集 水平井鉆井液技術(shù)研究及應(yīng)用 陳彥平 (塔里木中原鉆井公司新疆庫爾勒 ) 摘要：塔里木盆地目前探明的輪南，塔中、牙哈、特別是哈德油田都屬于低壓，低滲透油藏． 為了提高產(chǎn)能、節(jié)約成本、簡化井身結(jié)構(gòu)，發(fā)展長裸眼，水平井和雙臺階水平井技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之 急。塔里木中原鉆井公司先后在桑塔木，哈德、輪南、牙啥、塔中地區(qū)完成長裸眼水平井，雙臺階 水平井、套管開窗側(cè)鉆水平井等十幾口難度較大的水平井。在這些水平井施工中，先后使用刪 H聚 磺混油鉆井液、聚磺鹽水混油鉆井液、聚磺混油鉆 井液以及聚磺鉆井液體系，由于這些體系具有懸 浮攜砂能力強(qiáng)、潤滑防卡性好、流變性穩(wěn)定，抗溫能力強(qiáng)，鉆井液維護(hù)處理簡單等特點(diǎn)，不僅滿足 了不同區(qū)塊鉆井，錄井、測井的需要，口口井鉆井施工順利，無井下復(fù)雜，而且取得了良好的經(jīng)濟(jì) 效益和社會效益． 關(guān)鍵詞：水平井鉆井液 懸浮攜砂潤滑防卡 0前言 塔里術(shù)盆地目前探明的輪南、塔中、牙哈、特別是哈德油田都屬于低壓、低滲透油藏。為了提 高產(chǎn)能、節(jié)約成本、簡化井身結(jié)構(gòu)，發(fā)展長裸眼、水平井或雙臺階水平井技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。與 之配套的鉆井液技術(shù)是成功的關(guān)鍵。由于裸眼長達(dá) 3000～ 5000m，義要穿透薄油層，保證油層穿透 率不低于 90％，水平段在 300m以上，因而對鉆井液技術(shù)提出了更高的要求。 塔里術(shù)中原鉆井公司白 1998年 3月完成桑塔木第一口水平井，至 2020年 3月又在哈德、輪南、 牙哈、塔中地區(qū)完成良裸眼水平井、雙臺階水平井、套管開窗側(cè)鉆水平井等十口難度較大的水平井。 七年來，我們根據(jù)自身的特點(diǎn)，先后研制的舢聚磺混油鉆井液、聚磺鹽水混油鉆井液、聚磺混油 鉆井液以及聚磺鉆井液體系滿足了不同區(qū)塊鉆井、錄井、測井的需要，口口井鉆 井施． I：順利，無井 下復(fù)雜。完鉆井深最淺 4288m， 最深達(dá) 5823m，平均井深 5281m。其特點(diǎn)是：懸浮攜帶能力強(qiáng)、潤滑 防卡性好、流變性穩(wěn)定、抗溫能力強(qiáng)，鉆井液維護(hù)處理簡單，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 l水平井鉆井液技術(shù)研究 1． 1造成上部地層阻卡原因 塔里術(shù)盆地 4000m以前普遍存在著起卜．鉆阻管嚴(yán)重問題，是鉆井速度提高的一大障礙。由丁二地 層膠結(jié)疏松，成巖性差，泥巖易水化分散，鉆速快，環(huán)空鉆屑濃度高，在鉆具旋轉(zhuǎn)作用下，鉆屑極 易被枯附在井壁上，造成 “人 jI： ”縮徑，形成阻卡。同時(shí)上部地層砂巖發(fā)育，滲透率高，易形成厚 泥餅，增加了起下鉆阻膏的困難程 度。因此要求鉆井液必須具有強(qiáng)的抑制分散能力和井眼清潔能力。 現(xiàn)使用的低同相不分散聚合物鉆井液完全能滿足這個(gè)要求。 有害 J刮相的控制是鉆井液性能穩(wěn)定的關(guān)鍵問題之一，同時(shí)也是造成上部地層阻譬的關(guān)鍵問題。 有害同相使鉆速降低、鉆頭泥包；使鉆井設(shè)備磨損加?。菏鼓酀{比重、粘度升高，泥餅增厚；使井 下復(fù)雜，易發(fā)生井漏、 R鉆；易造成地層傷害、損害油氣層。使泥漿流動阻力增大、泵壓升高，不 利于高壓噴射鉆井；使泥漿性能波動、抗污染能力減弱、處理頻繁、費(fèi)用增加。 作者簡介：陳彥半，高級 T程師， 1989年畢業(yè)于兩北大學(xué) t萄分子 化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為塔里術(shù)中原鉆 Jf公 d 泥漿科科長． 59 2020年鉆井液學(xué)術(shù)研討會論文集 要消除有害固相，關(guān)鍵是井眼清潔出來的砂子怎樣才能及時(shí)除去，避免再回到井眼中，沾到井 壁上。目前主要問題是固控設(shè)備使用效果太差，除砂器，除泥器空轉(zhuǎn)無壓力，除不出砂子，離心機(jī) 處理量太小。泥漿中劣質(zhì)固相含量太高， 從泥漿比重就可以看出，未加重時(shí)，自然比重從 1． 05升高 到 I． 20，最高達(dá)劍 1． 231． 26，如此高的比重，全是由鉆屑堆積起來的，劣質(zhì)固相含量比正常 (比 重 1． 15左右 )高達(dá) 40一 50％。 有害同相隨著時(shí)間延長，數(shù)量越來越多，分散粒度也越來越細(xì)，由量變到質(zhì)變，使泥漿失水變大、 泥餅增后，形成惡性循環(huán)，這時(shí)再加任何處理劑都沒有效果，只能是浪費(fèi)泥漿材料。如果這時(shí)的泥 漿是加過重的，處理起來更加麻煩，必須放掉一部分，處理一部分，逐步改善泥漿性能，使失水減 小，泥餅變薄，井下才能恢復(fù)正常。 2． 2井壁穩(wěn)定問題 (1)井壁失穩(wěn)原岡分析 塔里木油田的垮塌問題?？煞譃閮纱箢悾矗耗鄮r層的垮塌和非泥巖層的垮塌 (如哈德地區(qū)的 火成巖垮塌 )。 ① 泥頁巖垮塌： 泥頁巖垮塌按其垮塌的原因是地層既存在層理、裂縫發(fā)育的不易水化膨脹的硬脆性頁巖，也部 分存在易水化膨脹分散的泥巖。層理及微裂縫為泥巖水化分散膨脹提供了通道，使泥頁巖表面水化 面積增大，加快了水化進(jìn)程，泥巖水化后產(chǎn)生很大的膨脹壓，當(dāng)此壓力超過泥頁巖的膠結(jié)強(qiáng)度時(shí)， 又產(chǎn)生新的裂縫，在外力作用下引起剝落掉塊；易水化膨脹的泥巖遇水后膨脹分散，降低了泥巖的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，致使泥巖漬 散坍塌。一個(gè)主要原岡是鉆井液密度偏低，液柱壓力不足以平衡坍塌壓 力，致使地層垮塌更加容易。泥巖的這種剝落與潰散坍塌在塔中、輪南地區(qū)分布較』 “。其坍塌的共 同特征是：水化沿蒙脫石薄夾層進(jìn)行，膨脹應(yīng)力易向微裂縫集中；毛細(xì)管滲透作用沿微裂縫進(jìn)行， 滲透壓力削弱頁巖聯(lián)結(jié)，即滲透壓力向細(xì)裂縫頁巖集中：坍塌形式為沿微裂縫散裂。 ② 1F泥巖地層垮塌： 非泥巖地層的垮塌是第二種類型的垮塌，這種垮塌在哈德地區(qū)常見，主要是火成巖的垮塌。其 中垮塌最嚴(yán)重、最典型的例子是哈德 2井二二疊系斷層底部 4027m一套火成巖垮塌， 1998年 9月 5日 鉆遇該套地層，當(dāng)時(shí) J{j密度 1． 27／ cm3，粘度 50S的聚磺鉆井液揭開 34m火成巖，井塌北常之嚴(yán)重， 多次劃眼均朱到底，垮塌物掉塊多為 2X2或 2X4厘米大小，前后號鉆 3次。從返山的砂樣、火成 巖掉塊等分析看，這一段火成巖顏色呈灰黑色，致密堅(jiān)便，吸水性差，裂縫非常發(fā)育，既有被方解 石充填的膠狀、網(wǎng)狀裂縫，還有術(shù)被充填的縫寬為 2mm～ 5mm垂直裂縫。這兩種裂縫相互切割，巖石 破碎嚴(yán)重
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