井壁不穩(wěn)定地層分類與鉆井液技術(shù)(更新版)
【正文】 結(jié)差。井壁不穩(wěn)定地層分類與鉆井液技術(shù)井壁不穩(wěn)定是鉆井工程中常遇到的井下復雜情況之一，嚴重影響鉆井速度、質(zhì)量及成本；部分新探區(qū)還會因井壁不穩(wěn)定而無法鉆達目的層，延誤勘探與開發(fā)的速度，影響其經(jīng)濟效益。21易膨脹強分散的砂巖與泥巖互層※此項研究工作是與各油田泥漿技術(shù)人員共同進行的，由徐同臺進行綜合研究。(3)井壁不穩(wěn)定原因：此類地層以砂巖、粉砂巖為主，易分散，滲透性好，極易形成虛厚泥餅，摩擦系數(shù)高，故易發(fā)生粘卡事故；個別層段機械鉆速過高，造成環(huán)空鉆屑濃度過高；環(huán)空返速低，井眼凈化不好。(2)潛在井下復雜情況：清水鉆進一般超過三天會發(fā)生井塌；含伊蒙無序間層的泥巖，如采用清水或全絮凝聚合物鉆井液，極易發(fā)生井塌；對于砂巖發(fā)育的地層，如用高粘高切鉆井液鉆進，當環(huán)空返速低時，起鉆在新井段易與2－2類地層一樣發(fā)生遇卡。(1)地層組構(gòu)特征此類泥頁巖以伊利石為主，不含或含少量伊蒙有序間層(間層中含蒙皂石20%左右)；不易分散，回收率90～99%；不易膨脹，膨脹率7～10%；陽離子交換容量低1～8mmol/100g土；部分地區(qū)此類地層層理發(fā)育，深層泥頁巖往往處于強地應力作用下，裂隙發(fā)育，塌塊大。對于31亞類，選用既能有效抑制泥巖水化分散，又能抑制膨脹，并能有效封堵的鉆井液，如氯化鉀聚合物鉆井液、氯化鉀腐鉀鉆井液及其它鉀基鉆井液，聚磺鉆井液，鉀銨基聚磺鉆井液，兩性離子聚磺鉆井液，陽離子聚磺鉆井液，正電膠鉆井液，有機硅鉆井液等；對于32亞類，選用強抑制、強封堵的鉆井液，如聚磺鉆井液，兩性離子聚磺鉆井液，陽離子聚磺鉆井液，正電膠陽離子聚合物鉆井液、鉀銨基聚磺鉆井液，正電膠鉆井液，鉀石灰鉆井液，有機硅鉆井液等，如地層水礦化度高，可用氯化鉀適當提高鉆井液的礦化度；對于33亞類，選用強封堵鉆井液，如三磺鉆井液，硅酸鉀聚磺鉆井液，鉀銨基聚磺鉆井液、兩性離子聚磺鉆井液、若地層水礦化度高，可用氯化鉀適當提高鉆井液礦化度，若地層裂隙極發(fā)育，塌塊大，應適當提高鉆井液的粘切，及時帶出塌塊。(2)潛在井下復雜情況：鉆井液粘度、切力、濾失量增大，中深井段鹽層井徑擴大 ，夾層井徑接近鉆頭直徑；鉆至深層時，易發(fā)生縮徑，起下鉆易發(fā)生阻卡與卡鉆；固井質(zhì)量差，易擠毀套管。(1)地層組構(gòu)特征：此類地層裂隙發(fā)育，破碎；大多為特種巖性地層，如煤層、玄武巖、輝綠巖、火成巖等；玄武巖中所含的粘土礦物往往是伊蒙無序間層或蒙皂石，其相對含量高達90～100%，煤層中所夾的泥巖中所含粘土礦物大多是高嶺石(30～80%)，輝綠巖中泥巖夾層中粘土礦物以伊利石為主,并含伊蒙有序間層；部分地區(qū)此類地層處于強地應力作用下，坍塌壓力高。(4)鉆井液技術(shù)對策：依據(jù)地層坍塌壓力確定鉆井液密度，保持井壁力學穩(wěn)定；根據(jù)夾層粘土礦物按第三類選擇鉆井液類型，最好選用強抑制性的鉀銨基、兩性離子、陽離子聚磺鉆井液或正電膠鉆井液；鉆井液中加足封堵劑與降濾失劑，封堵裂隙，鞏固井壁；可能情況下，提高返速與鉆井液粘切，既保證帶出大塊塌塊，又使環(huán)空鉆井液保持層流，減少對井壁的沖蝕；鉆厚煤層必須控制鉆速。(3)井壁不穩(wěn)定發(fā)生原因：鉆井液密度低，不足以平衡地應力，造成力學不穩(wěn)定；鉆井液密度過高，超過地層破裂壓力，造成地層破碎坍塌；伊蒙有序間層粘土礦物水化膨脹等。16
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