中原老区井壁稳定技术应用.doc

中原老区井壁稳定技术应用 技术发展部 秦献民 作者简介：秦献民，男。一九九四年毕业于中原石油学校钻井钻业。二零零六获中国石油大学本科学位。现为中原油田钻井二公司技术发展部钻井工艺室副主任。工程师。 摘要：造成井壁失稳的原因是多方面的，主要可归结为力学因素，化学因素和工程技术因素。 本文由理论结合2010年所钻井分析入手，进行了井壁稳定技术的研究。根据施工中遇到的问题，采取的措施，提出了关于油田老区井壁稳定技术的一些想法，利于提高油田老区钻井的速度和质量。 关键词：中原油田老区 井壁稳定 力学因素和化学因素 抑制性 钻井过程中所钻遇的地层大部分由泥页岩构成，由于力学和化学等方面因素影响，井壁会发生不同程度的失稳现象，有的井眼失稳问题非常严重。这给钻井、固井等作业带来严重后果。因此，人们总是十分注意井眼失稳问题，采取各种防范措施来避免井眼失稳的发生，以提高钻井的速度和质量。 井眼失稳的原因主要可归结为力学因素，化学因素和工程技术因素。井壁不稳定的实质是力学不稳定。力学因素引起井眼失稳的主要原因有负压差钻井和坍塌层压力异常。化学因素所引起的井眼失稳主要原因则是地层中粘土矿物的吸水膨胀与分散。坍塌层中的粘土矿物大多数由蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙混层、绿蒙混层构成，遇水后便会发生水化膨胀，其膨胀率可在极短时间内达到很大，从而引起井眼失稳。另外，钻井工程因素和钻井液处理方法也会造成井眼失稳。 老区是近年来中原油田重点勘探的区块。钻井过程中井塌时有发生，严重影响了该地区勘探开发的速度和质量。为了解决井壁不稳定问题，还要求我工程技术人员做出许多研究工作，以解决井壁失稳问题。 一、施工中遇到的问题 中原油田东濮凹陷作为一个中新界陆相沉积的盆地，既有湖泊相沉积，也有河流相沉积，地层复杂。其主要垮塌井段如下： 沙一上主要为灰、深灰色泥岩夹生物灰岩、泥灰岩、白云质泥岩、粉砂岩，易垮塌，井径极不规则。 沙二上主要为紫红色、灰色泥岩与灰白色粉砂岩、细砂岩呈不等厚互层。沙二下主要为紫红色、棕红色泥岩与浅棕色粉砂岩互层。沙二上易垮塌，井径大；沙二下井径不规则。 沙三1主要为灰色泥岩与浅灰色、灰白色粉砂岩不等厚互层，下部见页岩、油页岩；沙三2有盐剖面主要为灰白色盐岩、膏岩与深灰色含膏泥岩、页岩、泥质白云岩，无盐剖面主要为灰色、深灰色泥岩与浅灰色粉砂岩、页岩、泥质白云岩互层。易垮塌，井径不规则。 东濮凹陷不同区块井壁失稳情况又各不相同，钻井施工中井壁不稳定现象还比较严重。从目前情况看，该地区钻井存在的问题有：一是井壁不稳定，所使用的钻井液体系少，突出表现为钻井液体系针对有的区块的抑制性差，井径扩大率大，导致井眼不规则，对测井和固井产生很大影响;二是为了平衡地层压力而提高钻井液密度，常常造成实际钻井液密度大于地层孔隙压力，压漏地层，造成井底压力下降而出现井塌或压死油气层，影响油气层的发现和保护，影响了勘探开发的速度和质量；三是因井下出水造成泥浆污染而加剧地层的不稳定。 二、实施对策与技术措施 2010年中原钻井二公司所钻井中出现井壁失稳影响正常钻进现象的井有两口，分别隶属于采油四厂的文72区块和采油二厂的濮城区块，现将出现现象及采取的技术措施分别表述如下： 1、文72-429井位于东濮凹陷中央隆起带文留构造文72断块区北部。该区块地层压力系数高，上部地层吸水性好，造浆性强、沙二段剥落膨胀，引起垮塌掉块；下部污染水敏性好、易涌、易漏、压力不稳，钻进中压差大、污染、水敏性强、垮塌掉块，将同步出现，钻井液粘切的控制、流动性的调整，压差卡钻的预防，如何能协调满足井下需要是关键。该井设计井深：3520/3648m，实际钻达井深3648m，设计最高密度：1.77/1.95g/㎝3，实际密度1.90g/㎝3。 全井最大井斜：43°×129°×3648m。该井设计层位井深如下： 层 位 层位垂深 m 对应井深 m 钻井液密度 g/cm3 地层压力 系 数 平 原 组 300 300 1.03～1.08 1.05 明 化 镇 1200 1200 馆 陶 组 1450 1450 ～1.10 东 营 组 2180 2180 ～1.15 沙一 段 上 2310 2310 ～1.20 下 2620 2620 沙二 段 上 3050 3051 1.20～1.30 1.10～1.20 下 3250 3279 1.40～1.50 1.30～1.40 沙三 段 上 3280 3320 中 3520 3648 1.77～1.95 1.70～1.80 下 文72-429井于2010年08月18日第三次开钻（2630m~3648m）。转换泥浆为聚磺钾盐钻井液，该体系具有较强的抑制性、抗温性和稳定性；能够抑