盐膏层钻井技术

盐膏层钻进技术措施（一）在膏盐层井段钻进时，由于膏盐层的塑性流动及易造成卡钻、套管挤毁事故同时由于膏盐污染泥浆体系，造成井壁坍塌，形成不规则井眼，影响固井质量为此在钻进膏盐层前，应做好充分的物资与技术准备，措施如下：1．钻膏盐层时，每钻进0.5米上提2米划眼到底，如划眼无阻卡、无蹩劲显示则可增加钻进井段和划眼行程，但每钻进4—5米至少上提划眼一次，每钻完一单根，方钻杆提出转盘面，然后下放划眼到底；钻进4小时（或更短，短起钻过盐层顶部，全部划眼到底，若无阻卡显示，可适当延长起钻间隔，但坚持钻具在盐层段作业时间不超过12—15小时。

2．钻膏盐层时应调整机械参数，控制机械钻速，每米钻时不低于10分钟。

3．注意钻速的变化，若机械钻速减小，立即上提划眼到底。

4．密切监视各种参数的变化情况，如发现任何异常，立即上提钻具划眼；岩盐层及其上下井段要保持钻具一直处于活动状态，防止钻具静止而卡钻。

6. 发现有任何缩径的井段都要进行短程起钻到复合盐层顶，以验证钻头能否通过。

钻穿盐层和软泥岩层，应短起至套管内，静止一段时间，再通井观察其蠕变情况，检查钻井液性能是否合适。

7. 钻进出现复杂情况不宜接单根，不宜立即停转盘、停泵，应维持转动、循环，待情况好转后，再上提划眼，判断分析复杂情况发生的原因。

8. 尽可能延长开泵时间，接单根时钻具坐于转盘后方可开泵。

9. 应首先确定安全时间，如需进行取芯或下部作业需花较多时间，钻头在盐层以下时间不得超过安全时间采用扩孔器以增大膏盐层井径。

二、复杂情况预防与处理A、防塌措施调整好钻井液性能，钻入易塌层段前，按钻井液设计要求一次性加入防塌剂，含量达到3%左右。

起钻必须连续向井内灌入钻井液。

起钻遇阻，应将钻具下到畅通井段开泵重新循环洗井，避免因抽吸引起井塌。

钻进中发现泵压升高、悬重下降、扭距增加、打倒车严重、钻杆内倒返浆严重现象，应停止钻进或接单根，上提钻具到畅通井段，采用冲、通、划的方法处理。

油田深井钻探技术研究摘要：针对油田深井钻探的技术难题，通过对其地质构造的分析和把握，我们分别提出了解决这一难题的科学方案，论述了盐层钻井液技术和随钻扩孔技术。

对于油田石炭系盐膏层地层特点，结合钻后扩孔技术及盐层钻井液技术并就盐层的瞬态蠕变和稳态蠕变提出了切实可行的解决办法，这对于今后超深井钻进膏盐层具有一定借鉴意义。

关键词：深井盐层钻探一、盐膏层地质情况的概述（一）盐膏层的塑性蠕动地层特点油田膏盐层埋藏的深度大多在5200～5500m左右，它还可以可分为两个大类：一类为复合膏盐层，除含有大量氯化钠外，还含有石膏、软泥岩等，易溶解、井径扩大和缩径另一类就为纯盐层，纯盐层氯化钠含量高达90%～99%，易缩径、溶解和井径扩大，如果发生严重塑性蠕动，就会造成卡钻、挤毁套管等重大的事故。

（二）盐膏层的蠕动机理形式对于盐膏层的蠕动，受其埋藏的深度以及井底的温度的影响非常大。

盐膏层埋藏得越深，井底温度就会越高，因而受地层应力作用就会越大，导致盐膏层蠕动会越严重。

在一般的情况下，当盐膏层的埋深超过2000m时，井底的温度就会超过200度，那么盐膏层的蠕变就足以对钻井工程造成极大地威胁，对于油田超深井盐膏层的蠕变会变得更为严重。

通过蠕动变化的试验研究说明，盐膏层的蠕变可以分为3个阶段，即瞬态蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。

对于钻井工程而言，受影响最大的还是瞬态蠕变和稳态蠕变这两个阶段。

稳态蠕变率，是确定安全下套管时间的蠕变速率。

钻开盐膏层的初期，主要是瞬态蠕变造成的，极易发生卡钻事故。

在钻井工程中，及时掌握瞬态蠕变速率和稳态蠕变速率对于安全施工十分关键。

二、石油钻井工作中所面临的困难盐膏层钻井工程中，特别是深井盐膏层和复合盐层钻井，就现在的技术水平来讲在全世界的范围内也算是一个世界级的钻井技术难题。

（一）地层压力情况的复杂在施工的过程当中，由于其地质构造的特殊性，存在着相当多的不确定性的复杂因素。

随着深度的改变，基本的地层压力都会改变，但是在三开钻进过程中，为平衡三开下部井段膏盐层的塑性蠕变，钻井液密度要达到1.65～1.66kg/l，必须对上部低压力地层提高其承压能力才能顺利完成该井段施工，同时才能确保施工工作的安全推进。

综述元坝271井膏盐层安全钻井技术1 盐膏层钻井概况膏盐层钻井是深部地层钻井施工中一大技术难题。

盐膏层会在一定的压力、温度下出现蠕变现象，从而造成卡钻、井眼失稳和固井后挤压损毁套管等事故，如果不采取有针对性的技术措施加以解决，膏盐层钻井施工将会付出高昂成本。

2 盐膏层施工钻井过程中复杂情况2.1 盐膏层普遍存在着塑性蠕动盐膏层一般来说可分为两种：(1)纯盐层。

纯盐层容易出现缩径、盐层溶解而导致井径扩大等施工不利情况。

(2)复合膏盐层。

这种除了出现第一种的不利情况外还容易发生井壁垮塌现象，从而出现卡钻问题。

2.2 利用膏盐层扩孔技术抑制膏盐层的蠕动一般方法是利用盐膏层段的扩孔方法控制膏盐层蠕动速率。

归纳起来，影响扩孔安全及效果的因素主要有：扩孔参数、扩孔的工具和扩孔措施制定等，以上三个方面的问题如果处理不好，就不能较好的控制膏盐层蠕动问题。

2.3 两种蠕变的应对膏盐层存在稳态蠕变和瞬态蠕变，必须采取措施加以应对才能保证安全钻井。

首先，稳态蠕变对安全钻井影响较小，但会对注入水泥和固井套管的顺利下入会造成一定的不利影响，盐膏层瞬态蠕变会对钻井安全产生重要的影响。

因此，了解和掌握盐膏层蠕变特性，发现其蠕变规律对于安全钻进膏盐层意义巨大，必须引起高度重视。

3 膏盐层安全钻井的关键技术措施结合我国境内东西部多个油田的盐膏层长期钻井经验与教训，为了有针对性的减少膏盐层塑性蠕动给钻井施工带来的不利影响，一般来说，膏盐层钻进需采用如下的技术步骤：首先在了解盐膏层类别、上下地层间压力系统的基础上，充分了解和掌握盐膏层蠕变特性，发现其蠕变规律；其次要根据盐膏层的地质特性来预防井漏现象，通常的做法是采取高密度并且欠饱和的非渗透性钻井液来进行扩孔钻进作业。

以上两种技术是保证膏盐层安全钻井的基础。

在此基础上，我们一般选用高密度欠饱和非渗透聚璜钻井液扩孔钻进技术来安全的钻穿膏盐层。

3.1 膏盐层钻井液的处理自膏盐层顶板50-60米处开始高密度欠饱和非渗透聚璜钻井液随钻扩孔，这样可在有效抑制其塑性蠕动的状态下保证安全的钻进。

钻遇盐膏层技术措施
1、钻进盐膏层，钻时会加快，CL 一含量上升快转盘扭矩、泵压和返出岩屑变化；发现扭矩增大，应密切注意应立即上提划眼。

2、接单根前划眼一次，方钻杆提出后，停泵通一次井眼，不遇阻卡，方可接单根，否则重新划眼。

3、盐膏层钻进，应保证尽可能大的泥浆排量和较高的返速，有利于清洗井底，冲刷井壁上吸附的厚虚假泥饼。

4、在盐膏层段起下钻，应控制速度，提钻遇卡不能超过10 吨，活动钻具以下放为主，在能下放的前提下，倒划眼提出；下钻遇阻，活动钻具以上提为主，划眼解除。

5、在裸眼段内要连续活动钻具，以上下活动钻具为主，活动距离应大于3 米以上，因设备检查等情况，钻具必须提入套管内。

6、为制止塑性变形造成缩径，可适当提高钻井液密度，用液柱压力抑制缩径，同时注意不要压漏上部地层。

其它原因造成复杂，应考虑转换成与地层相配伍的钻井液体系。

7、缩径井段每次下钻划眼扩大井径，每只钻头增加中途短程起下钻、划眼。

8、钻遇盐膏层，泥浆上要及时加入纯碱和烧碱，做好泥浆防止钙侵污的工作：合理调整泥浆密度，降低泥浆失水，提高泥饼质量，同时加入适量防塌剂和润滑剂，保证井壁稳定，保
持井眼畅梯通。

价值工程表2雁木西油田目的层地层含盐情况地层含盐量碳酸盐含量Esh K 7.65％11.56％ 6.78％5.83％表1盐膏层成份分析成份Mg 2+Ca 2+Na +、K +Cl -SO 42-HCO 3-总矿化度钻井液滤液成份mg/l 170～486600～220080950～16970367750～117150961～80481224～3060138860～2225151雁木西油田地质特征雁木西油田目的层位于1200－1620m ，完钻井深一般在1700～1800m 。

第三系(N1t 、Esh)600—1500m 井段为盐、膏、硝、泥的复合地层，含盐量在7%～11%之间，盐类型主要是NaCL ，其中含石膏5%，氯化物50%左右，硝8%，层多且薄，岩性变化大，由薄层盐岩、盐膏、石膏、芒硝，以盐为胶结的角砾岩、残余混合盐、含盐泥盐、碎泥盐、碎泥与盐的结合物组成的地层。

泥岩层理裂隙发育，软泥岩易水化膨胀分散，总矿化度达130000mg/l 以上。

从上表看出：雁木西油田盐膏总矿化度达13万到23万mg/l ；主要成分是Cl -和Na +、K +，盐类型主要是NaCl 。

该油田存在两套油层Esh 、K1s ，分别位于1590～1640m 和1800m 左右，该层从上到下分别为油层、油水同层、水层，层间太薄甚至没有明显的隔层。

近几年由于油田采取注水开发，地层压力系统遭到严重破坏，地层压力系数由原来的0.85-0.95上升到现在的1.75。

2固井技术难点雁木西油田盐膏层发育、矿化度高，又受到注水影响，地层压力受到严重破坏，固井难度比较大。

2.1雁木西油田盐膏矿化度高达1.3×105～2.3×105mg/l ，固井过程中水泥浆极易受到污染，导致水泥浆流动性差，施工压力高，有时造成憋泵；2.2受盐溶的影响，封固段存在众多“糖葫芦”段，井径极不规则（见图1），最大井径；从上图可以看出雁6-58井最大井径538mm ，最小井径216mm ，平均井径271mm ；最大井径环容212L/m ，最小井径环容21.32L/m 。

钻井中盐膏层危害及其应对措施分析摘要：盐膏层钻井是目前国内外钻井重大技术难题之一，在盐膏层地层进行钻井作业，会面临诸多挑战：井壁失稳、起下钻遇阻、卡钻、套管挤压等复杂事故，因此在含盐膏层地层尤其是深部盐膏层地层进行钻井作业，无疑是更加严峻的考验。

钻井事故频发，钻具、仪器接连被埋，会给钻井企业等相关方带来了巨大的损失，本文结合实际钻井施工介绍了盐膏层的特性，并针对此种地层所采取的应对措施进行分析和探讨。

关键词：盐膏层；安全钻井；钻井液；随钻扩眼1 盐膏层的概念及其危害1.1 盐膏层的概念在石油钻井中，对含有以氯化钠为主或其它水溶性无机盐类如氯化钾、氯化镁、氯化钙、石膏及芒硝等的地层统称为含盐膏地层，其厚度从几十米至上千米。

1.2 盐膏层给钻井带来的技术难题①盐岩的塑形变形导致井径缩小，进而导致遇阻、卡钻；②以泥岩为胎体，充填了含盐膏泥岩，在圈闭形成后，自由水在沉积过程中未完全运移；③以软泥的形式深埋于地层中，蠕变速率极高；④以盐为胎体或胶结物泥页岩、粉砂岩或硬石膏团块，遇矿化度低的水会溶解，盐溶的结果导致泥页岩、粉砂岩、硬石膏团块失去支撑而坍塌；⑤夹在盐岩层间的薄泥页岩、粉砂岩，盐溶后上下失去承托，在机械碰撞作用下掉块、坍塌；⑥山前构造多次构造运动所形成的构造应力加速复合盐层的蠕变和井壁失稳；⑦无水石膏等吸水膨胀、垮塌,石膏吸水变成二水石膏体积会增大26%左右，其它盐类也具有类似性质；⑧石膏或者含石膏的泥岩在井内钻井液液柱压力不能平衡地层本身的横向应力时，会向井内运移垮塌；⑨盐膏层段非均匀载荷引起套管挤毁变形。

盐膏层在构造应力、上覆岩层压力、温度、倾角、厚度等因素作用下，会发生溶解、蠕变、滑移或塑性流动，对套管产生相当大的外挤载荷，导致套管挤扁、弯曲、变形甚至错断。

2 应对盐膏层的技术措施2.1 膏岩层预防措施使用欠饱和盐水钻井液体系。

采用该体系，控制CI含量，并维持钻井液的含盐饱和特性。

使用欠饱和盐水钻井液在钻开盐层后，可使盐岩发生部分溶解，从而有效地防止盐膏层塑性蠕变、缩径引起卡钻。