井壁不穩(wěn)定地層分類與鉆井液技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-09 21:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 22mmol/100g土。32易膨脹中等至弱分散泥頁巖此類泥頁巖大多數(shù)以伊蒙有序間層(25～55%)伊利石(35～72%)為主，少數(shù)地區(qū)深井段仍以伊蒙無序間層為主；中至弱分散，回收率一般40～90%；易膨脹，膨脹率20～30%。陽離子交換容量中～低，一般2 ～12mmol/100g土；處于深層強(qiáng)地應(yīng)力作用下的泥頁巖，往往裂隙發(fā)育，塌塊大。33弱膨脹弱分散泥頁巖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(qiáng)地應(yīng)力作用下，裂隙發(fā)育，塌塊大。(2)潛在井下復(fù)雜情況：井塌，卡鉆，井漏。(3)井壁不穩(wěn)定發(fā)生原因：鉆井液密度偏低，不能平衡因泥頁巖異?？紫秹毫εc強(qiáng)地應(yīng)力引起的高坍塌壓力；裸眼井段長，上部存在強(qiáng)水化膨脹縮徑的泥巖層，若鉆井液與工程技術(shù)措施與地層不配伍，鉆井過程中造成縮徑，起鉆阻卡產(chǎn)生抽吸，對下部地層形成負(fù)壓差，引起井塌；鉆井液濾液進(jìn)入泥頁巖，引起地層吸水膨脹，強(qiáng)度下降，并產(chǎn)生高的膨脹壓力，引起井壁附近泥頁巖產(chǎn)生裂縫，造成井塌；組成泥頁巖的不同粘土礦物水化時所產(chǎn)生的膨脹量與膨脹壓力不相同，在地層內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力，加劇泥頁巖破裂；泥頁巖中的層理與裂隙(鉆井液濾液侵入的通道)是發(fā)生井塌的禍根，井塌的嚴(yán)重程度取決于泥巖層理、裂隙發(fā)育程度；環(huán)空鉆井液返速過高，形成紊流沖刷井壁；不合理鉆井工程措施，如起下鉆過快形成過高的抽吸壓力，環(huán)空返速過高，沖刷井壁等。(4)鉆井液技術(shù)對策A依據(jù)地層孔隙壓力、地應(yīng)力、巖石力學(xué)性能，選用合理的鉆井液密度，保持井壁穩(wěn)定是防止井壁坍塌的先決條件；B采用瀝青類產(chǎn)品、植物油渣、磺化酚醛樹脂、褐煤類等處理劑，封堵層理、裂隙，阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層，此類處理劑加量隨泥巖層理、裂隙發(fā)育程度加劇而增加；C降低高溫高壓濾失量與泥餅滲透性，控制鉆井液pH值低于9；D依據(jù)坍塌層礦物組分與理化性能選用鉆井液類型。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(jī)硅鉆井液等；對于32亞類，選用強(qiáng)抑制、強(qiáng)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(jī)硅鉆井液等，如地層水礦化度高，可用氯化鉀適當(dāng)提高鉆井液的礦化度；對于33亞類，選用強(qiáng)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(dāng)提高鉆井液礦化度，若地層裂隙極發(fā)育，塌塊大，應(yīng)適當(dāng)提高鉆井液的粘切，及時帶出塌塊。E選用合適的泵量與環(huán)空返速，既確保鉆屑的攜帶，又使鉆井液在環(huán)空處于層流狀態(tài)，減少鉆井液對井壁的沖刷。(5)典型區(qū)塊：31類：大港油田與華北河西務(wù)構(gòu)造沙河街組，東疆三臺與北三臺構(gòu)造等；32類：勝利、遼河、華北等油田沙三組，江蘇油田阜寧組與戴南組，吉林油田嫩二、一組，二連騰格爾組，塔里木侏羅系、三疊系、二疊系、石炭系等；3
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