哈山地区石炭系防塌钻井液技术研究

塔河油田托甫台区块钻井技术实践与认识摘要：塔河油田托甫台区块是近年西北油田分公司重点勘探开发区块，随着这两年钻井探索，对该区块地层性质有了更深刻的了解，由原来的探井到今天开发井，同类井设计钻井周期较原来减少近一个月，这给我们钻井速度有了更高的要求；本设计将分析该区块主要地层岩性特征，分析影响机械钻速的各种因素，同时重点从井身结构优化、钻头选型、pdc+螺杆技术、防粘防卡和测井遇阻分析、预防pdc泥包、井漏堵漏等方面进行分析，找出提高优快钻进方案。

关键词：塔河油田；钻井技术；实践中图分类号：te242 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）01-0124-21.托甫台区块钻遇主要地层与岩性托普台区块地层发育较完全，由上而下钻井揭示的地层主要有第四系、第三系、白垩系、侏罗系下统、三叠系、二叠系中统、石炭系下统、泥盆系、志留系、奥陶系。

第四系——灰白色粉砂层、细砂层夹黄灰色粘土层。

第三系——库车组，岩性为棕灰、棕褐色泥岩黄、粉砂质泥岩与黄灰色细粒岩屑长石砂岩互层：康村组，浅灰、灰白色细粒砂岩、粉砂岩与棕灰、褐棕色泥岩、粉砂质泥岩略等厚互层，泥岩中含分散状石膏：吉迪克组，上部为蓝灰色泥岩与棕色粉砂岩、浅灰色细粒砂岩略等厚互层；下部以棕褐色泥岩夹棕色粉砂岩。

白垩系——巴什基奇克组，岩性为棕红、棕色细砂岩、粉砂岩，棕、浅棕色含砾中砂岩夹棕色粉砂质泥岩、泥岩：巴西盖组，浅棕色细粒长石岩屑砂岩与棕褐色泥岩呈等厚互层：舒善河组，岩性为棕色泥岩与棕红色细砂岩、粉砂岩互层。

侏罗系——深灰色、灰色泥岩。

三叠系——哈拉哈塘组岩性为深灰色泥岩，浅灰色细砂岩夹黑色泥岩：阿克库勒组岩性为深灰色泥岩夹浅灰色细砂岩，灰黑、深灰色泥岩夹泥质细粒砂岩，下部为浅灰色细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂砾岩夹深灰色泥岩。

二叠系——灰绿色英安岩、底部灰黑色玄武岩。

石碳系——下统上部为灰白、灰色含砾砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩与深灰色泥岩互层。

现场泥浆技术规范泥浆技术是钻井工艺技术的重要组成部分之一，对钻井的成败、质量、速度、成本等有着致关重要的影响，因此，搞好现场泥浆技术工作，对确保钻井安全顺利、保证井身质量、降低钻井综合成本是十分重要的。

结合长庆石油勘探局在鄂尔多斯盆地多年的钻井经验，将现有的泥浆技术进行归纳总结，建立初步规范的现场泥浆维护与处理技术，对指导钻井生产将有十分重要的现实意义，也必将能够推动长庆局钻井液技术的进步和发展。

一、鄂尔多斯盆地钻井的主要地层鄂尔多斯盆地多年的油气井钻井表明，盆地内主要地层及在钻井中所发生的主要井下复杂问题，详见下表。

二、常用钻井液处理剂名称及主要作用长庆石油勘探局在鄂尔多斯盆地多年的钻井中，逐步形成了目前使用十分广泛的钻井液体系，各种钻井液处理剂相对固定，主要见表2。

三、常用泥浆类型及基本组成、现场维护与处理要点长庆钻井在鄂尔多斯盆地多年的钻井中，逐步形成了下述几种钻井液类型，其基本组成和现场维护与处理要点相对成熟规范。

（一）、聚合物类钻井液1、阴离子聚合物钻井液（1）无固相阴离子聚合物钻井液基本组成：聚丙烯酰胺0.10-0.25%+聚丙烯酸钾0.15-0.25%以及适量的聚丙烯酸盐。

基本性能参数：ρ1.00-1.02g/cm3，FV28-35s，PH7-7.5，FL实测，PV2-7mPa.s，YP0-0.5Pa。

现场维护与处理要点：1）保持絮凝剂聚丙烯酰胺、防塌剂聚丙烯酸钾的有效含量，聚合物总量控制在0.35%以上为佳，同时还可用提粘剂聚丙烯酸盐调整钻井液粘度，以满足井下安全和携岩洗井、稳定井壁的需求。

2）按配方要求，预先配制聚合物胶液，水化4小时以上，按循环周进行泥浆量的补充和性能调整。

3）快速钻井阶段，聚合物消耗较快，要及时补充聚合物浓度较高的胶液，维持体系的性能相对稳定。

4）井深或钻遇易塌层位如直罗组、富县组等地层时，保持体系具有较高的防塌抑制性，适当增加聚丙烯酸钾等防塌剂的用量，防止易塌层位出现垮塌。

氯化钾聚合物（聚磺）体系应用解析作者：赵小平刘延滨王震来源：《名城绘》2019年第12期摘要：新疆塔里木油田油层埋藏普遍较深，较长的上部井段起下钻阻卡问题、下部井段易垮塌地层的垮塌问题、下部井段钻井液性能维护稳定问题成为西部钻井过程中的一种共性问题。

如何即节约又高效的解决三个共性问题，是钻井过程中提速提晓得关键。

本文通过对钻井过程中三个共性问题原因分析;针对问题采用的强抑制低粘切氯化钾钻井液体系在多口井应用取得良好效果的分析总结。

为今后钻井过程中提速提效提供明确钻井液性能和处理措施的选择方法，从而为今后公司在其他地区钻进强水化分散地层及易垮塌地层时借鉴。

关键词：抑制防塌 ; 钻井液 ; 氯化钾 ;提速提效1 西部钻井过程中钻井液技术难点1.1 上部井段起下钻阻卡塔里木盆地塔北地区上部地层（4000米以上）特别是塔河油田12区及托普台区块的新近系的库车、康村、吉迪克组的黄灰、棕灰色泥岩极易分散，造浆严重。

易造成劣质固相增多，泥浆稠化，流行变差。

上部地层钻进过程中泥浆包被抑制性不够，泥岩极易分散使泥浆劣质固相增多;稠化;流行变差。

砂岩段渗透性强，劣质固相极易粘附在砂岩表面，泥饼虚厚形成缩径;泥岩极易水化膨胀和分散，造成井眼缩径。

这均是造成上部地层起下钻阻卡的原因。

1.2 下部井段易垮塌地层的垮塌①三叠系至二叠系棕红色泥岩蒙托土含量高、分散性强，过度的分散易造成棕红色泥岩段的井壁失稳。

②二叠系火成岩易塌、石炭系、志留系、泥盆洗大段深灰泥岩，粘土矿物含量高，分散性强，微裂缝发育;极易井壁失稳，剥蚀掉块，井径扩大率大，造成井下复杂。

1.3 高温下钻井液性能不易控制易分散地层岩屑的不断分散为细小颗粒，不易被固控设备清除，劣质固相超标。

在高温高压条件下易出现流变性恶化，滤失量显著增大、加重材料沉降等问题，严重危及钻井施工安全。

从上面钻井液技术难点可以看出，钻井液的包被抑制性在西部钻井过程中重要性。

加强对泥岩的包被抑制，优化优选钻井液体系是提速提效的关键。

杰出青年事迹材料杰出青年事迹材料我叫孙强33岁1992年7•月毕业于辽河石油学校油田应用化学专业现任钻井工程技术公司泥浆工艺研究所助理工程师参加工作以来我一直从事钻井液研究与现场技术效劳工作努力学习钻井液知识不断提高专业技术水平通过不懈地努力逐渐成为一名能独立从事现场技术效劳和技术研究科技人员多年来我先后参加了七项局级科研工程在国内先后发表了八篇学术论文其中《可循环泡沫钻井液完井液研究与应用》一文被spe采用目前已能够独立准确完成钻井液工程设计、钻井液对策筹划、钻井液技术施工并对一些特殊地层井有着良好现场施工经验如煤层、跨塌层〔山前构造〕、易漏层、高压层、盐膏层等通过几年来刻苦钻研掌握了诸如油基泥浆、油基解卡剂、水基解卡剂、穿漏堵漏技术等一些特殊钻井液技术与施工工艺一、科学研究攻难关技术创新增效益参加工作以来凭着对钻井泥浆事业执着追求我努力学习刻苦钻研从一名普通职工成长为一名科技工作者特别近几年来通过对新技术、新工艺和新产品研究攻克了多项现场急需解决技术难题先后参加并完成了多口重点井、深井、复杂井和泡沫泥浆井技术施工在科学研究、技术创新、降本增效等方面做出了一定奉献在科研攻关及现场应用方面取得了一定成绩1992年我参与了国家八.五重点科研攻关工程--《水平井钻井液技术研究和现场应用》先后参加承当了草20-平3井、草20-平4井、草20-平5井、草南试平1井和国内第一口三维绕障水平井单2-平1井施工任务先后解决了水平井钻井施工中存在携岩洗井、井眼防塌、润滑防卡等技术难题保证了钻进、电测、下套管等作业顺利进行1996年6月我参加了胜利油田超深井--郝科１井施工以优质稳定泥浆性能改善了井下摩阻扭矩大复杂情况确保了钻井工程平安施工满足了地质录井需要为今后超深井钻探泥浆技术研究和应用打下了坚实根底1996年以来参加了《可循环泡沫钻井液完井液研究与应用》和《可循环泡沫钻井液完井液推广应用》两项课题研究在工程研究阶段进行了现场5口井试验应用撰写了推广课题鉴定报告在工程推广应用过程中通过室内配方改良以及处理剂材料配制并在各种类型井上进行了推广试验探索出了技术现场应用工艺流程并完善了可循环泡沫钻井液最正确方案使得该技术在直井、大斜度井、水平井、欠平衡压力钻井、侧钻水平井中得到了成功应用并形成了一套成熟配套技术到XX 年共在68口不同类型低压易漏井上应用了这一技术应用可循环泡沫钻井液完井液技术不仅解决了长期以来古潜山及火成岩地层易漏难题更重要使长期难以动用储量得到了有效开发可循环泡沫钻井液完井液工程研究课题于1998年获管理局科技进步一等奖推广课题于XX年获管理局科技进步一等奖可循环泡沫钻井液完井液工程连续三年为研究所创产值累计1500多万元XX年4月份氯化钙-聚合醇钻井液体系首次于史136井应用由于钙醇体系新型钻井液体系我认真查找资料并积极参与室内试验初步掌握了该新型钻井液体系特性现场施工中我密切观察及时做各种小型试验逐步摸索出成熟施工工艺随着井深增加每钻进100m做一次钻井液滤液浊点以便能及时调节滤液浊点满足施工要求通过精心施工圆满完成了史136井技术效劳到达了高密度井低密度钻进技术要求解决了该区块沙二、沙三段易垮塌电测困难等难题钻井周期明显缩短全井没有发生任何事故取得了良好应用效果二、大漠深处勇展风采打造胜利泥浆品牌1997--XX年我屡次远赴新疆塔里木油田进行技术效劳在现场施工中我兢兢业业、认真负责与井队密切配合及时分析地层岩性了解井身结构、钻具组合熟悉各种钻进参数有针对性地确定钻井液体系优化钻井液性能参数优选泥浆配方做到既节约泥浆本钱又满足井下施工平安在施工过程中曾遇到如盐层、石膏层、盐水层、煤层等复杂地层每次在困难面前我都认真分析井下情况借阅邻井资料及时与钻井监督结合沟通制订出详细施工方案为泥浆公司在塔里木市场赢得了声誉七年中共承当了塔中168井、轮古1井、和参1井、塔中16-10井等十几口井技术效劳为公司创造了很好经济效益和社会效益塔里木地质构造特殊所钻探井大多都在5000米以上地层复杂多变钻井技术难度大对泥浆技术也提出了更高要求而且在塔里木聚集了国内外多家泥浆技术效劳公司市场竞争异常剧烈效劳质量好坏直接影响到公司市场和信誉在牙哈地区和哈得地区长裸眼水平井技术效劳中我采用聚合醇防塌润滑泥浆体系解决了裸眼段长达5200米井眼稳定和油气层保护问题提高了钻井速度缩短了钻井周期大大地降低了本钱新泥浆体系在超长裸眼水平井成功应用泥浆技术一个突破为塔里木油层开发做出了很大奉献同时河南油田宝302井还引入了公司可循环泡沫泥浆技术并且可循环泡沫泥浆在深井、煤层成功应用拓展了可循环泡沫泥浆应用范围由于常年奋战在气候恶劣戈壁大漠我不到30岁就落下了关节炎毛病每次上新疆都要带上大包药1999年冬季在克拉205井施工期间正在井下出盐水关键时刻我关节炎老毛病又犯了我每走一步都疼痛难忍但我还在零下30多度寒风中坚持在循环罐上进行压盐水及钻井液处理通过一天一夜紧张奋战井下恢复了正常而我却腿疼怎么也下不了循环罐几名井队职工只好把我抬回住井房三、舍小家顾大业无怨无悔献青春XX年8月在我妻子怀孕七个月时由于生产任务重人员紧张研究所领导考虑再三决定委派我前往中原油田参加胡5-平1井技术效劳工作胡5平1井中原油田钻井三公司施工第一口水平井也整个中原油田施工第二口水平井虽然我已独立完成了多口水平井但中原油田对该井非常重视因此我感觉压力很大在施工中克服了地层不熟、处理剂不熟、a靶前不准混油等诸多困难与井队职工一同努力顺利完成了该井施工任务受到了施工单位高度赞扬当时妻子一人在家身体多病屡次打电话催我回来可当时井上情况复杂为了完成任务我又继续坚持了两个月当我回家后才知道由于妻子没有得到很好照顾使得胎儿胎死腹中XX年我参加了中石化重点探井河坝1井钻井施工在效劳中我认真分析地层状况优选泥浆体系优化各性能参数顺利压井成功有效地解决了河坝1井漏涌同层、上涌下漏复杂情况在河坝1井出色表现赢得了甲方和油田领导高度评价同时也为公司在川东复杂区块钻探积累了珍贵资料和丰富经验从河坝1井回来后在家休息了不到一个星期我又远征塔里木油田再次以饱满热情投入到新工作中就这样在工作中我时时刻刻以高标准严格要求自己扎根一线立志为钻井泥浆事业开展竭尽全力为祖国石油事业奉献自己满腔热血！。

塔河油田深部盐膏层钻井液技术难点分析及对策摘要：在塔河油田钻井过程中钻遇盐膏层，极易发生井下复杂情况，如遇阻卡、缩径、垮塌、卡钻等事故，甚至会造成井报废恶性事故。

而钻井液的优选对于提高钻井成功率至关重要。

根据盐膏层易蠕变、易溶解、易垮塌，并易挤毁套管等特点，分析了塔河油田深部盐膏层钻井液的技术难点，并提出了针对性的应对策略。

关键词：塔河油田；深部盐膏层；钻井液技术1塔河油田深部盐膏层的主要特征1.1埋藏深、盐岩层厚度不均塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏较深(在5100m以下)，温度达110-130℃，盐膏层厚度差别很大，从几十米到几百米都有，如沙106井在5142-5402m，厚度达到260m。

1.2岩性组合多变，钻进变化大据实钻情况及电测井资料分析，石炭系盐膏层以纯盐层为主。

顶部和底部夹有不等厚的泥页岩和石膏夹层。

盐层上部有lO-15m；下部有5m左右的石膏层，以白色为主，较纯而坚硬，石膏含量达95％以上。

钻进上下石膏层钻时较高(50—80min／m)。

盐层顶部有含石膏泥微晶灰岩夹深灰色泥岩，即“双峰灰岩”，厚度在20m左右，岩性致密、坚硬，钻时极高。

同时，盐膏层中夹有较薄的泥页岩，一般厚度在lm左右，以绿灰色为主。

含有粉砂颗粒及灰质。

2深部盐膏层钻井液的技术难点根据盐膏层易蠕变、易溶解、易垮塌，并易挤毁套管等特点，塔河油田所设计的井身结构都比常规井的井身结构扩大了一级，套管设计也有了更高的要求，从而给钻井施工带来了困难。

综合上述情况，本井盐膏层钻井液具有以下几方面技术难点。

(1)塔河油田6000m深的探井，一般二开井段井眼钻达井深500-1200m即可满足井身结构的要求，而盐膏层井二开设计井深为3000m．三开裸眼井段长达2412m，才钻达盐膏层。

其施工难点是井眼大、裸眼井段长，受钻机最大载荷的限制技术套管无法下至盐膏层顶部。

盐上裸露出的高渗透、易漏易卡地层给维护好上部井眼稳定带来难度。

同时，选用的钻杆泵压高，排量受到限制，将严重影响钻屑的携带。

快速钻井技术在延长气田的应用马江平,刘　骁,董晓军(陕西延长石油(集团)油气勘探公司,陕西延安　716000) 摘　要:延长气田岩石硬度大,地层复杂,机械钻速低,井漏、井塌也时有发生。

通过钻头优选,参数优化,机械钻速大幅提高;改良钻井液体系,钻井液基本能适应该区域的钻井要求;强化堵漏措施,减少了非生产时间,节约了钻井成本;确立合理的钻井液密度,加强钻井液封堵性能,很好地预防了井壁失稳。

经过现场试验,钻井速度显著提高,井下复杂情况明显减少,表明效果良好。

关键词:钻井;钻头;钻井液;防漏堵漏;井壁稳定 中图分类号:T E242 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0113—021　延长气田概况延长气田位于陕西延安地区,地属鄂尔多斯盆地伊陕斜坡,地质构造总体为东高西低平缓单斜,平均坡降6-9m/km 。

地层自上而下依次为新生界第四系、中生界三叠系上统延长组、中统纸坊组、下统和尚沟组、刘家沟组;上古生界二叠系上统石千峰组、中统石盒子组、下统山西组、太原组;上古生界石炭系上统本溪组;下古生界奥陶系下统马家沟组。

第四系为黄色粘土层,底部为砾石层。

延长组至刘家沟组为泥岩与砂岩互层;石千峰组以棕红色泥岩与砂岩互层;石盒子组上部巨厚状泥岩、下部浅灰色中粗粒石英砂岩;山西组上部泥岩夹砂岩、下部灰黑色泥岩夹砂岩及煤;太原组灰岩夹泥岩及煤;本溪组上部厚煤层、中下部为灰黑色泥岩夹薄层浅灰色细砂岩,地层中含有硅质、石英砂、菱铁矿等矿物成分,还含有研磨性极强的灰黑色泥岩和灰岩、多段砂砾岩互层,软硬交错,对钻头磨损严重;马家沟为灰岩、白云岩夹凝灰质灰岩、膏盐岩[1]。

天然气储藏属于典型的三低储藏,即低压、低渗、低产,开采难度大。

延长气田井身结构为二开井身结构,表层311.1mm 钻头×244.5mm 套管+气层215.9mm 钻头×139.7mm 套管。

裸眼段长,钻井液浸泡时间长,在钻井过程中时常发生井壁失稳、井漏等复杂情况。

龙探2井钻井液技术常洪超;赵鑫宇;张风彬;于占国;刘忠信;何振奎【摘要】鉴于龙探1井发生的复杂情况,针对龙探2井的地层特点,采用了不同的钻井液体系及现场维护技术措施.实钻表明,龙探2井使用无固相钻井液、低固相聚合物钻井液、聚磺防塌钻井液和饱和盐水聚磺钻井液体系,解决了该区块上部刘家沟组地层易漏失,石千峰和石盒子组地层易膨胀分散、剥落掉块,中部山西、太原组煤层易垮塌、阻卡,本溪组地层易石膏侵入,下部马家沟组盐膏层易盐溶垮塌、蠕变缩径、起下钻困难等技术难题,达到了优质、安全、快速钻井的目的.【期刊名称】《石油地质与工程》【年(卷),期】2011(025)005【总页数】3页(P96-98)【关键词】聚合物钻井液;聚磺防塌钻井液;饱和盐水聚磺钻井液;龙探2井【作者】常洪超;赵鑫宇;张风彬;于占国;刘忠信;何振奎【作者单位】中国石化河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳473121;中国石油长庆油田分公司第五采气厂;中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院;中国石化河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳473121;中国石化河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳473121;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TE254龙探2井是长庆油田部署在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部的一口重点气探井,完钻井深3 400 m,目的层为奥陶系盐下马五7、马四、马二段,兼探奥陶系顶部风化壳及上古生界。

该区域地质情况复杂,2008年施工的龙探1井先后发生了连续渗透性漏失、煤层坍塌、石膏侵、盐溶垮塌和裂缝性漏失,钻井施工异常艰难,导致该井机械钻速慢,钻井周期长,钻井综合成本高。

1.1 地质简况龙探2井自上而下钻遇地层依次为新生界第四系(厚约60 m),中生界三叠系延长组、纸坊组、和尚沟组和刘家沟组(厚约1 630 m),上古生界二叠系石千峰组、石盒子组、山西组和太原组(厚约 750 m),石炭系本溪组(厚约79 m),下古生界奥陶系马家沟组(厚约808 m),寒武系张夏组(厚约73 m)。

玉北1—8井钻井液技术作者：王立建来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第06期【摘要】本文介绍了玉北1-8井钻井液技术施工中的难点和重点，通过优化钻井液体系和配方，有效解决了该地区钻井施工中上部地层起下钻阻卡、三开井段玄武岩、泥页岩的掉块垮塌问题，创造了玉北地区四开井最快钻井纪录，为以后在该地区快速优质钻井提供了丰富的经验。

【关键词】钻井液钻井体系配方1 钻井液技术难点及重点（1）一开井段钻遇第四系西域组和新近系阿图什组地层，岩性以细砂岩、粉砂岩为主，夹少量泥岩，地层疏松，大井眼携岩问题和井壁稳定问题是上部地层钻进的关键。

（2）二开裸眼段长，钻遇多个不同地层压力系数地层，为平衡古近系膏盐层井段，钻井液密度高达1.75g/cm3，同一井段所需平衡地层的钻井液密度差别大，上部砂岩层段疏松且渗透性强，上下压差大，易造成压差卡钻。

要切实做好上部地层封堵工作，提高钻井液的润滑性。

（3）三开二叠系沙井子组砂泥岩互层，泥岩易剥落掉块，砂岩渗透性好，在后期钻进过程中易出现粘卡现象，二叠系开派兹雷克组玄武岩易出现剥落掉块、库普库兹曼组地层含有一套硬脆性灰白色泥岩，该岩性水敏性极强，易吸水分散造成地层突然垮塌，引起卡钻等恶性事故。

石炭系卡拉沙依组地应力高、地层破碎、岩性硬脆、胶结性差，井壁稳定能力差，易产生剥落掉块，造成垮塌卡钻。

如何解决三开井段的垮塌是三开井段的重点和难点。

2 分井段钻井液技术（1）一开（0-1000米）使用膨润土聚合物钻井液体系，钻井液基本配方：6～7%膨润土+0.1～0.2%纯碱+0.1～0.2%烧碱+0.2～0.5%P++ +0.2～0.5%高粘羧甲基纤维素钠+0.3-0.5%中分子降失水剂+0.2～0.4%聚丙烯酸钾+0.3～0.5%水解聚丙烯腈铵盐。

由于上部地层疏松，为保护圆井基础，开钻前200米维持较高的钻井液粘切和膨润土含量，粘度控制在70-80秒，提高护壁能力，减少冲刷力。