塔里木盆地水平井钻井液研究与应用.ppt

塔里木盆地水平井钻井液研究与应用 中原石油勘探局 塔里木中原钻井公司 二00六年九月 目 录 一、前 言 二、地层特点 三、钻井液技术难点 四、水平井钻井液技术研究 五、钻井液维护处理要点 六、现场使用效果 七、经济与社会效益 八、结论 一、前 言 随着中国开发战略的西移，特别是“西气东输”工程的实施，塔里木已成为全国乃至世人瞩目的焦点，这里包含着几代石油人的希望，也给塔里木人带来了机遇和挑战，孕育着中国石油工业的未来。塔里木盆地目前探明的轮南、塔中、牙哈、特别是哈德油田都属于低压、低渗透油藏。为了提高产能、节约成本、简化井身结构，发展长裸眼、水平井或双台阶水平井技术已成为当务之急。与之配套的钻井液技术是成功的关键。由于裸眼长达3000～5000m，又要穿透薄油层，保证油层穿透率不低于90%，水平段在300m以上，因而对钻井液技术提出了更高的要求。 前 言 塔里木中原钻井公司自1998年3月完成桑塔木第一口水平井，至2005年3月又在哈德、轮南、轮古、牙哈、塔中地区完成长裸眼水平井、双台阶水平井、大斜度定向井、套管开窗侧钻水平井等几十口难度较大的水平井。七年来，我们根据自身的特点，先后研制的MMH聚磺混油钻井液、聚磺盐水混油钻井液、聚磺混油钻井液以及聚磺钻井液体系满足了不同区块钻井、录井、测井的需要， 钻井施工顺利，无井下复杂。其特点是：悬浮携带能力强、润滑防卡性好、流变性稳定、抗温能力强，钻井液维护处理简单，取得了良好的经济效益和社会效益。 二、地层特点 塔中、轮南、轮古地层岩石特性 上部为质地疏松流砂层，渗透性好、失水大、泥饼厚；中部地层易水化分散，造成粘切上升，泥包钻头；从而引起阻卡。下部泥岩易脆性剥落掉块，引起井下复杂。 哈德油田地层岩石特性 3000—5000米间断性出现的紫红色、紫褐色泥岩分散性强，易造成钻头泥包。 三叠系的紫褐色泥岩、二叠系的安山岩、石碳系的 紫褐色泥岩水敏性强，易掉块坍塌。 牙哈地区地层特点 牙哈地区从上第三系库车组到下第三系（1000m～5000m），均发现有盐水层，盐水层压力系数大小不等，盐水层主要分布在康村组和吉迪克组，而又以吉迪克组压力系数最高（YH3井有盐水层18层，钻井时钻井液密度高达1.92g/cm3，频繁压井处理钻井液，大大降低了钻井速度）。井身结构简化后，Φ241.3mm裸眼长达4000多米直至储层，多套压力系数并存，在这样的情况下解决井壁稳定是进行井身结构优化的关键。 三、钻井液技术难点 1．上部井段的阻卡 2．长裸眼渗漏 3．井壁稳定 4．岩屑床问题 5．润滑防卡 6．油气层保护 1．上部井段的阻卡 塔里木盆地的泥岩回收率极低（0.5%～1.5%），膨胀率为低至中（10%～16%），区域性蒙脱石缺失，基本上属于强分散低膨胀性地层。砂岩发育且渗透性好。钻井速度快、钻屑浓度高，易造成阻卡，严重制约了钻井速度的提高。 2．长裸眼渗漏 Φ244.475mm表层套管一般下到1000m，目的层一般在5000m以下，Φ215.9mm井段裸眼长达4500m以上。由于砂岩地层发育，钻井液渗漏现象十分突出，井深在5000m左右，每天补充钻井液消耗平均达到50m3～60m3，钻井液性能不稳定，容易发生井下复杂情况。 3．井壁稳定 哈德地区二叠系安山岩、玄武岩极易垮塌，以前在该井段多次发生卡钻事故而被迫填井侧钻，开发前期被迫下入套管封住二叠系垮塌层。塔中、轮南、牙哈的石炭系及以下地层泥页岩掉块严重，最大井径扩大率可以达到35%以上。要解决长裸眼水平井或双台阶水平井的井眼净化，避免形成岩屑床问题必须解决好造斜点以上井眼稳定问题。 4．岩屑床问题 钻屑在井眼内的沉降是垂直向下的。在斜井内，随着井斜角的增加，钻屑会在下井壁形成岩屑床，严重时会造成卡钻事故，因此，避免形成岩屑床是钻井液需要认真加以解决的问题。 5．润滑防卡 在水平井中，井眼是弯曲的，在重力作用下，钻具总是靠着下井壁。钻具与井壁之间存在摩擦力，起下钻和旋转钻具时阻力要比直井眼大的多（这种阻力与接触面积成正比）。摩擦阻力的影响，是钻水平井要克服的一大障碍，稍不小心，就会发生卡钻、断钻具等井下事故。搞好钻井液的润滑性，降低井壁与钻具的摩擦力，是水平井钻井液工作成功的关键。 6．油气层保护 按照甲方对油气层保护的要求，钻井液的静态渗透率恢复值≥80%，动态渗透率恢复率≥75%。进入油气层前100m必须对钻井液进行技术改造，加入多种屏敝暂堵材料，满足甲方对油气层保护的要求。因此，水平井钻井液不仅要满足钻井工程的特殊要求，同时还必须与屏敝暂堵材料有良好的复配性，确保井下安全的需要。 水平井钻井液技术研究 造成上部地层阻卡原因 井壁稳定问题 岩屑床及井眼净化问题 摩阻问题和润滑防卡 5.