盐膏层钻井技术(钻井教材)讲解

硬石膏团块失去支撑而坍塌。
概 况（之三）
盐膏层对钻井工程危害
夹在岩盐层间的薄层泥页岩、粉砂岩，盐溶后上下失去承 托，在机械碰撞作用下掉块、坍塌。 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。
无水石膏等吸水膨胀、垮塌。无水石膏吸水变成二水石膏 体积会增大26%左右，其它盐类如芒硝、氯化镁、氯化钙 等也具有类似性质。 石膏或含石膏的泥岩在井内泥浆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。
概 况（之二）
1
2
分类及其特征
复合盐层
纯盐层
概 况（之二）
分类及其特征
纯盐层有滨海相和内陆相盐湖沉积两种成岩环 境，基本物质以氯化钠为主，也含有其他复合盐类，
如：氯化钙、氯化钾、芒硝等。其岩性在纵向剖面
上盐岩单层厚度大，质较纯，有些与砂岩成韵律层 交替出现，有些单层厚度可以达到上千米。
概 况（之三）
盐膏层钻井技术
唐 继 平
盐膏层钻井技术
概况
复合盐层钻井技术 纯盐层钻井技术 盐膏层固井技术 钻井监督工作要点
概 况（之一）
分布情况
中国大陆钻探发现的盐膏层分布范围广泛， 塔里木、中原、江汉、华北、吉林、辽河和胜
利等油田都曾有钻遇盐膏层时发生卡钻、套管
挤毁，甚至油井报废的恶性事故报道。 盐膏层主要分布在第三系，石碳系和寒武
概 况（之三）
序 号 事故时间 井号 深度，米 1988.04.25 4686.85 1988.04.25 4686.85 1988.08.10 4807.30 1988.10.06 4657.50 1988.11.03 4858.40 1988.04.07 4789.00 1989.05.24 4946.07 类型 事故统计 1 南喀 1 井 盐层缩径卡钻 274.60
表 3、中原油田套损井井深分布统计
井深（米） 套损井数（口） 占统计总井数比例（%） 0——400——800——1200——1600——2000——2400——2800——3200——3600 合计 31 6.2 14 2.8 11 2.2 40 8.2 41 7.9 206 40.1 105 20.8 44 8.5 22 4.4 514
盐膏层对钻井工程危害
盐岩的塑性变形产生井径缩小； 以泥岩为胎体，在其微观、宏观裂隙中充填了盐膏的含盐 膏泥岩，存在于第二类或第三类盐之间，形成良好的圈团， 自由水在沉积过程中未完全运移出去，以“软泥”的形式 深埋于地层中，蠕变速率极高。 以盐为胎体或胶结物的泥页岩、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、
概 况（之二）
分类及其特征
根据不同岩性特征，复合盐层可分为三种主要类型 （以塔里木为例）：
第一类复合盐层：以石膏、膏泥岩、泥膏岩为主，中间夹 泥岩泥质粉砂岩形成不等厚互层，石膏主要在该段的上部及下 部，中部主要为膏质泥岩。 石膏在沉积过程中受高温高压的作用，发生脱水反应，井 眼钻开前具有硬石膏的性质，井眼钻开后，硬石膏吸水膨胀， 导致井眼缩径，夹杂在泥页岩中，充填在泥页岩裂缝中的硬石 膏吸水膨胀后，导致井壁剥落、掉块或垮塌。 该类复合盐层主要分布在英买力构造和买盖提斜坡构造， 钻遇这类盐层比较典型的井有两口：英买12井和英买901井。
盐膏层对钻井工程危害
事故原因及处理 损失时间 4668～ 4682 米灰白色膏泥岩，因 775 小时 40 分 钻井液密度低，缩径卡扶正器， 从 4415 米填井侧钻 4708~4778 米连续 70 米纯盐层，
表 1.第三系复合盐层钻井事故统计表
报废进尺，米
2
南喀 1 井
盐层缩径卡钻
357.88
1001 小时 15 分
概 况（之二）
分类及其特征
第二类型复合盐层：以盐岩、石膏、膏泥岩、泥膏岩为主，
中间夹薄层泥岩、泥质粉砂岩。盐岩在该段的上、中部，石膏
、膏泥岩、泥膏岩交互沉积于全井段，在砂泥岩的孔洞、裂隙 中充填白色盐和石膏。
这种类型的复合盐层除了具有第一种类型复合盐层的特点，
还具有盐岩蠕变缩径，盐溶后井壁垮塌等特征，特别是在深井 、高温条件下盐岩层的蠕变速率可高到立即闭合卡死钻头的程 度(亚肯3井)。 这类盐层主要分布在英买力构造西部和亚肯断裂带。钻遇此 类型盐层的井有英买8、亚肯3、齐满1、牙哈1、迪那22等井。
概 况（之二）
分类及其特征
第三类型复合盐层：以盐岩、含盐膏软泥岩、石膏岩、膏
泥岩为主，中间夹薄层泥岩、泥质粉砂岩。盐层成厚薄不等分
布于全井段，单层最大厚度70米(南喀1井)。 盐岩、石膏岩和膏泥岩的待征与前两种类型盐层相同。软 泥岩存在于盐层、膏层或膏泥岩层中间，厚2~6米，单层最大 厚度为31米，其主成分为褐色泥岩，具有含盐膏、欠压实、含 水量大、强度低、可钻性好和易塑性流动等特点，当钻井液液 柱压力不能平衡其蠕变时极易造成缩径卡钻。这类复合盐层还
系地层，分属泻湖陆相沉积和滨海相沉积。
概 况（之二）
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分类及其特征
复合盐层 复合盐 层 纯盐层
概 况（之二）
复合盐层是陆相盐湖沉积的产
分类及其特征
物，其岩性成分非常复杂，主要
是盐、膏、泥岩、砂岩、硬石膏、
芒硝、含盐膏软泥岩等。在纵向
剖面上大多以薄互层的形式交替 出现。
塔里木 油田吐 北2井 下第三 系盐岩
普遍受构造应力和断层的影响，其钻井难度很大。
概 况（之二）
分类及其特征
第三类型复合盐层主要分布在羊塔克构造带、
南喀拉玉尔滚构造、东秋立塔克构造、克拉苏构造
和却勒塔克构造带。目前这种类型的复合盐层已在 22 口井中钻遇，比较典型的有东秋 5 井、南喀 1 井、 羊塔克1井、克拉2井、却勒1井，秋参1井。 而群5井的下第三系钻遇的复合盐层以石膏岩、 膏泥岩为主，中间夹薄层软泥岩。
概 况（之三）
盐膏层对钻井工程危害
盐膏层段非均匀载荷引起套厚度等因素作用下，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，致使 套管挤扁、弯曲、变形甚至错断。 盐膏层造成套损的主要典型是中原油田，中原油田一般井深 在1700~3600米，套损深度主要集中在2000~2800米，而该井段 主要为盐膏层、断层集中段。