塔河油田盐膏层钻井液技术
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1 塔河油田盐膏层钻井液技术
孟庆生 江山红 石秉忠
（中石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所，山东德州 253005）
摘 要：为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层，盐层中夹有泥页岩盐层和砂泥盐层，由于盐的溶解而造成井径扩大，钻井液性能不稳定，盐膏层塑性变形造成缩径卡钻，含盐泥页岩的水化分散造成井壁不稳定，钻井液增稠。针对盐膏层的复杂情况，我们研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。文中介绍了聚磺欠饱和盐水钻井液体系的室内研制及现场应用情况。
关键词：塔河油田 盐膏层 塑性蠕动 地层压力 聚磺欠饱和盐水钻井液 井眼稳定
概述
为探索塔北地区新构造的含油气情况，实现新构造的油气突破，中国石化新星石油公司西北石油局分别在塔北亚肯北1号构造、三道桥构造布置了两口深探井。这两构造均为海相沉积，上第三系吉迪克组形成了几十米到几百米不等的盐膏层。由于盐的溶解易造成井径扩大和钻井液性能不稳定；由于上覆地层压力的作用，巨厚盐膏层塑性变形易造成缩径卡钻；由于含盐泥页岩中盐的溶解和泥页岩的水化分散作用易造成井壁不稳定。针对盐膏层的特点，并结合其他油田的成功经验，研制了聚磺欠饱和盐水钻井液体系。经过两口井的现场实验，证明此体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，钻井液排放量少，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，见到了明显的技术经济效益。
难点分析及对策
1 难点分析
①塔里木盆地石炭系盐膏层埋藏深，均分布在5100m以下的深井段, 温度在110-130℃，极易引起钻井液性能恶化，滤失量、粘度、切力上升,泥饼变厚,泥饼摩擦系数增大,从而易造成粘卡事故。
②石炭系盐膏层厚度差别很大，且夹有不等厚的泥页岩及石膏夹层，裸眼长，剥落坍塌井径扩大,井径扩大率可达33%。形成严重的糖葫芦井眼,造成电测遇阻,固井质量差。
③盐岩的塑性变形。若使用的泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时,就会引起盐岩的塑性变形，使井径缩小，造成卡钻甚至挤毁套管事故。密度过高又易引起压差卡钻。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
2 2对策研究
①针对现场要求，优选抗盐、抗高温、抗污染的优质钻井液体系，以保证钻井液在高温、高盐钙的情况下具有良好的流变性能，满足钻井要求。
②选用强抑制性、低失水钻井液以防止泥页岩的剥落掉块和垮塌。
③采用适当密度、含盐量的欠饱和盐水(或低含盐)聚合物磺化钻井液体系。根据盐层蠕变情况，用适当含盐量,既能随时溶解蠕变到井内的塑性盐岩避免阻卡,又能防止地层盐过度溶解造成井径扩大乃至泥页岩垮塌等复杂情况。
聚磺欠饱和盐水钻井液的室内实验研究
1钻井液类型的确定
在钻井过程中，造成盐膏层井壁失稳的主要原因是：盐岩、软泥岩的塑性变形；硬石膏的吸水膨胀；盐岩、石膏的溶解使井径扩大，造成井壁垮塌；含膏盐泥页岩吸水膨胀和塑性变形，造成缩径和垮塌，以及高压低矿化度的盐水层对高密度钻井液的污染等。通过综合调研国内外钻遇膏盐层钻井及钻井液体系的应用情况，结合钻井液的室内实验及性能综合评价，确定采用聚磺欠饱和盐水钻井液体系。
2聚磺高密度钻井液的室内配方研究
膨润土含量的确定及实现
钻井液流变性能的调整与控制是高密度泥浆技术的难点，把粘土控制在合适的范围，同时维持钻井液体系的稳定性，控制泥浆中的膨润土含量是控制高密度钻井液性能的核心工作之一；膨润土含量太高，造成粘切控制困难，含量太低则造成钻井液维护成本的增高和钻井液沉降稳定性的变差。通过室内实验，确定膨润土含量合理值为20－30g/l，见表1。
表1 膨润土含量的实验
膨润土含量g/l 70 50 40 30 25 20 15
初切，pa 0
终切，pa 0
聚合物增粘剂的选取
聚合物在饱和盐水中不沉淀或絮凝，但其粘度效应有多大，在欠饱和盐水钻井液中的增粘效果如何，对此我们进行了系统实验，结果见下表2。从表中可以看出，金属两性离子聚合物PMHC效果较好，这是因为它具有特殊的分子结构，有较强的抗电解质能力，分子链在盐水中保持适度的伸展和具有较厚的水化膜，溶液的粘度受盐度的影响较小。
表2 聚合物增粘剂在盐水中的效果 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
3 名称 配方
Pv
YP
Pa FL
ml PH
PMHC 基浆+%PMHC 17 13 12
基浆+%PMHC＋20％NaCL 12 11 16
FA367 基浆+% FA367 19 10 12
基浆+% FA367＋20％NaCL 12 9 17
KPAM 基浆+% KPAM 14 6 15
基浆+% KPAM＋20％NaCL 9 4．5 18
80A51 基浆+%80A51 11 5 13
基浆+%80A51＋20％NaCL 8 5 17
PAC141 基浆+% PAC141 17 12 12
基浆+%PAC141＋20％NaCL 9 10 17 9
注：基浆：％预水化膨润土+％Na2CO3
降失水剂的优选
室内选用了几种抗盐、抗钙、抗温性能好的降失水剂进行室内实验，在不同加量的情况下，分别用25％的盐水对钻井液进行污染性实验，观察钻井液的降失水能力。
表 3 不同降失水剂的优选
处理剂 配 方
Pv
YP FL
ml
基浆 4％坂土+％Na2CO3 +% KPAM 7 3 16
SMP-Ⅱ 基浆＋4％SMP-Ⅱ 6 3 11
基浆＋4％SMP-Ⅱ＋20％NaCL 6 4 12
基浆＋6％SMP-Ⅱ＋20％NaCL 9 2
SPC 基浆＋2％SPC 9 2 10
基浆＋2％SPC＋20％NaCL 12
基浆＋4％SPC＋20％NaCL 16 6
SPNH 基浆＋2％SPNH 4
基浆＋2％SPNH＋20％NaCL 6 2 11
基浆＋4％SPNH＋20％NaCL 10 3 9
实验结果表明，加入SMP-Ⅱ时起泡较多，应配合消泡剂使用；从表3中可以看出，抗盐、抗钙的降失水剂SMP-Ⅱ、SPC、SPNH具有较好的降失水作用，在实际应用中都可以采用。
加重剂材料的选取与配比实验
采用不同的加重剂，对钻井液的流变性能、失水都有很大的影响，对于高密度钻井液体系来说，固相含量达35％以上，要获得相对薄而韧的泥饼、减小井下阻卡的发生、较好地保护油气层效果，必需对加重剂材料进行优选。通过室内实验，采用密度较高的铁矿粉与保护油气层加重剂活化重晶石粉BGH进行加重。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
4 表 4 不同比例铁矿粉与活化重晶石复配对钻井液的影响
铁矿粉：BGH 密度
g/cm3 PV
YP
Pa API,FL
ml HTHPFL
ml 泥饼厚
mm PH
1:1 72 20 10
2:1 63 16 10
3:1 57 12 3 10
以上实验基础钻井液配方：%坂土浆+%PMHC+5%SMP-Ⅱ+3%SPC+3%CXP-Ⅱ+2%GLA+20%NaCl+5%KCl+1%K2SiO3+5%CMFP-1。
实验结果表明，采用不同的加重剂，主要表现在高温高压滤失量变化较大，同时泥饼质量和厚度也不一样。通过实验选取铁矿粉：BGH（2:1）作为现场加重剂配方。
降粘剂的优选
控制高密度钻井液粘度是现场应用是否成功的关键之一，因为高粘度易于引起井下复杂情况，为此对国内常用稀释剂进行了对比实验，其结果见表5。
表5 不同降粘剂在钻井液中的降粘效果
降粘剂 类型 基浆 XY27 SMT FCLS
加量，g/l 0
流
变
性
能 Ф600读值 86 79 74 58 52 53 52
Ф300读值 68 61 57 41 38 38 36.
AV,. 43 39 37 29 21 21
PV, 18 18 17 17 14 15
16
从表中可以看出，SMT、FCLS碱液对钻井液都具有很强的降粘作用。特别是在密度较高的高固相钻井液中具有很强的分散效果。
钻井液体系配方及参数性能
通过调研国内外钻遇膏盐层地层的钻井液配方及实际使用情况，在室内进行钻井液配方的实验研究，得出了聚合物欠饱和盐水钻井液配方：
%淡水坂土浆+铁矿粉：BGH（2：1）。
表6 聚磺欠饱和盐水钻井液综合性能
条件 密度
g/cm3 PV
YP
pa Gel
pa FL
ml HTHP
ml △ρ PH
常温 76 17 10
老化 66 15 3/13 10
△ρ为钻井液静放24h后上下密度差，老化条件为130℃，16h。
聚磺欠饱和盐水钻井液的现场试验
在室内确定了聚磺欠饱和盐水钻井液的配方后。2001年，在亚肯北1号构百度文库 - 让每个人平等地提升自我
5 造（库1井）、三道桥构造（沙84井）进行了两口深探井的现场试验，试验结果证明该体系抑制泥页岩水化分散能力强，井壁稳定，井径扩大率低，处理维护工艺简单，降低了钻井液成本，取得了良好的实验效果。
1盐膏层钻进聚磺欠饱和盐水钻井液技术措施
进入盐膏层后，将钻具提至套管中，将井内所有钻井液转换成为聚磺欠饱和盐水钻井液体系，再进行下井段的钻进作业。
①放掉地面所有老浆，清洗所有循环系统。按聚磺欠饱和盐水钻井液配方加足各种处理剂，将井内钻井液转换成为聚磺欠饱和盐水钻井液。
②钻井液配制好后，将井内所有老浆全部替换，处理钻井液的各项性能满足钻盐膏层的需要，方可钻进。
③在盐膏层钻进过程中，配制SMP-Ⅱ、SPC、CXP-Ⅱ及YL-100胶液补充到井内进行循环，补充胶液过程中应补充BGH-1和高密度的铁矿粉，维持钻井液密度。
④定期加入KCl，使K+浓度保持在30000-50000PPm；不断加入硅酸钾，控制Ca2+，注意硅酸钾的加入一定要细水长流的方法，不可一次性加入量过多。钻进过程中应补充NaCl和KCl，保持Cl-含量大于160000PPm。
⑤若粘、切过高，用FCLS或SMT碱液控制，处理前要作小型试验，若不接受处理，则可考虑补充新浆的办法。钻进过程中应强化固相控制；密切检测钻井液的量，及时发现井漏现象，现场要储备一定量的堵漏材料。
⑥下入套管之前，将钻井液性能调至高温高压HTHP•<15ml，泥饼粘滞系数Kf≤。
2 现场应用
以库1井为例。
盐膏层概况
库1井从井深见白色石膏，到井深地层仍含石膏，其间钻遇三套盐膏层：第一套盐膏层： — m， 厚度：135 m。
第二套盐膏层： — m， 厚度：33 m。
第三套盐膏层： — m， 厚度：62 m。
三套盐膏层主要岩性为：泥质膏盐、白色石膏。
三套盐膏层中间主要夹有泥岩，岩性为：棕褐色泥岩，偶夹泥质粉砂岩，细砂岩。
聚磺欠饱和盐水钻井液的配制与维护
钻井液技术规范(正文)-终审稿
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
第一章 总 则
第一条 钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。
第二条 本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。
第三条 本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章 钻井液设计
第一节 设计的主要依据和内容
第四条 钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：
1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。 第五条 钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。
第二节 钻井液体系选择
第六条 钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
油田深井钻探技术研究
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。
T726井石炭系盐膏层钻井完井技术
T726井石炭系盐膏层钻井完井技术
牛建新
【期刊名称】《中外能源》
【年(卷),期】2006(11)1
【摘 要】T726井是中国石化西北分公司在塔河油田西南部边缘地区布置的一口重点评价井。针对塔里木盆地石炭系盐层埋藏深,温度高,地层压力大,极易发生“缩径、坍塌”,造成卡钻,同时由于盐岩层的塑性蠕动,形成不规则井眼,甚至造成套管挤毁变形事故,井身质量难以控制,固井质量难以保证等问题,通过对同类型已钻井进行总结分析,提出了一系列钻井技术措施,并在T726井严格实施。结果表明,施工全过程安全无事故,盐层套管无变形,井身质量和固井质量优良,为以后在该地区石炭系盐膏层安全钻井积累了成功的经验。
【总页数】5页(P46-50)
【关键词】塔河油田;盐膏层;安全;钻井;完井;技术
【作 者】牛建新
【作者单位】中原石油勘探局
【正文语种】中 文
【中图分类】TE243;P618.130.2
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钻井中盐膏层危害及其应对措施分析
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。②进膏岩前，要进行泥浆预处理以提高泥浆的抗钙污染能力，泥浆密度加到设计值，在钻进膏岩层时，如果设计泥浆密度不足以应对膏岩层时，可在请示许可后适当提高钻井液密度，以达到抑制盐膏层蠕变目的。③控制好钻井液般土含量，并调整好钻井液流变性。④在膏泥岩井段钻进时每打完一个单根，应上下多划几次，在确保畅通无阻后再接单根，每钻进50~100m应进行一次短起下。划眼参数：钻压20KN，转速50r/min，排量控制在钻进排量的1/3~2/3。⑤采用有效的工程配合措施，如“进一退二划三”、短起下钻等措施。接单根时要组织紧凑，采取早开泵、晚停泵，尽量缩短钻井液静止时间，防止钻屑急剧下沉堆积。⑥膏岩段钻进期间坚持干部24h值班，特别是接单根时值班干部必须在钻台值班。⑦进入膏泥岩井段后尤其要严格控制高温高压失水，保证其在设计范围内。⑧在复杂层位钻进时以维护为主，钻井液性能尽量不做大的调整，防止性能波动幅度过大，导致井壁失稳。⑨下钻中，中途需要顶通水眼时，应避开膏岩层及复杂井段。⑩加强四级固控设备使用，严格控制好钻井液中的膨润土及劣质固相的含量，减少对钻井液性能影响，使钻井液具有良好的造壁性和润滑性。日常对钻井液进行精心维护，避免性能大幅波动；钻井液出现性能恶化征兆时，及时处理。钻完进尺后通井，充分循环钻井液将井筒中的岩屑携带干净，根据井下情况适量加入FT103、RH-1封闭下部井段，确保电测、下套管顺利进行。 2.2 防卡技术措施
S107井钻井液技术实践
总第１２１期
２００６年第５期 西部探矿工程
ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１２１
Ｍａｙ．２００６
文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２ＯＯ６）Ｏ５一ＯＯ６６一Ｏ３ 中图分类号：ＴＥ９２６文献标识码：Ｂ
Ｓ１０７井钻井液技术实践
宋元成，颜向明，王 沛
（中石化华北石油局西部工程公司，新疆轮台８４１６００）
摘要：￥１０７井采用五开井身结构，针对一、二开井眼直径大，三开钻遇膏盐层、四开地层水敏、五开油气层保护问题，采
用盐上地层聚合物钻井液承压堵漏、聚磺欠饱和盐水钻井液穿盐层，转换聚磺钻井液体系完井。聚磺系列钻井液在该 井的成功施工为塔河油田桑东１号构造钻井施工提供很好借鉴，同时也为盐层钻井液工艺技术进行了有效的的探索。 关键词：承压堵漏；聚磺欠饱和钻井液
￥１Ｏ７井位于桑东１号构造东翼是塔河油田目前已完最深的
一口探井，由华北石油局西部工程公司７０１３７井队承钻。￥１Ｏ７井 为五开井身结构，完钻井深６４２７．００ｍ。三开井径扩大率０．２ ，四 开井径扩大率７．２ ，五开井径扩大率０．５ 。针对一、二开井眼直
径大，三开钻遇膏盐层问题，采用盐上地层的堵漏技术及聚磺欠饱 和盐水钻井液顺利钻穿盐层，完成了三开施工。聚磺系列钻井液 在该井的成功实施为塔河油田桑东１号构造钻井施工提供很好借
鉴，同时也为盐层钻井液工艺，提供一个探索的依据。 １一开井段钻井液技术应用
一开 ２６ 钻头钻至井深３０４ｍ，下 ２ 套管封井，本段采用
ｃＭｃ—ＨＶ坂土钻井液体系。基浆配方：膨润土１ｏ ＋Ｎａ２ｃ（）３ （Ｏ．２ ～Ｏ．４ ）＋ＮａＯＨ（Ｏ．１ ～Ｏ．３ ）。复配胶液：ＮａＯＨ ０．１ ＋ＣＭＣ—ＨＮ ０．２ ＋ＫＰＡＭ ０．２ 。 地层特点：该地层主要为细砂岩，粘土层；胶结较松散，易扩
径，易垮塌；可钻性好，易造成固相污染严重等特点。 针对地层特点，现场采用的以下技术措施：
阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田的运用
８２ 西部探矿工程 ２０１１年第ｌ１期
阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田的运用
彭 刚
（中国石化集团西南石油局重庆钻井公司，重庆４０００４２）
摘要：通过阳离子悬乳液钻井液体系在塔河油田开发井、定向井、盐下井、外围探井等的使用，解决了
塔河油田石炭系、三叠系、二叠系水敏性地层及英安岩坍塌问题，盐膏层钻井井下复杂情况；从而达到有
效地稳定井壁、提高钻井速度、预防井内复杂情况，保护油气层，降低了钻井成本，取得很好的效果。
关键词：阳离子悬乳液；井壁稳定；高密度钻井液
中图分类号：ＴＥ２５４文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２０１１）１１一ＯＯ８２—０４
随着西北油田分公司勘探领域的扩大，面对塔河油
田及外围区块复杂多变的地质条件，钻遇地层日趋复
杂，井壁不稳定问题日益严重，尤其是泥页岩地层井壁
稳定问题；盐膏层钻井一直是引起钻井工程中井下复杂
情况的重要原因。针对以上情况，我公司在２００７年开
始在塔河油田运用阳离子悬乳液钻井液体系，通过该体
系在塔河油田开发井、定向井、盐下井、外围探井等的使
用，解决了塔河油田石炭系、三叠系、二叠系水敏性地层
及英安岩坍塌问题，盐膏层钻井井下复杂情况；从而达
到有效地稳定井壁、提高钻井速度、预防井内复杂情况，
保护油气层，降低了钻井成本，取得很好的效果。
ｌ 阳离子悬乳液钻井液体系在定向井的使用情况
２００９￣２０１０年，我公司在塔河油田三叠系水平井、 大斜度井、五段制定向井中使用阳离子悬乳液钻井液体
系，井号分别为：ＴＫ７２２１Ｈ、ＴＫ２３９—１Ｈ、ＴＫ２０１一ｌＨ、
ＡＴ１２—１Ｈ、ＡＴ１１—８Ｈ、ＴＰ２６Ｘ、ＴＰ４０Ｘ井。
１．１ 阳离子悬乳液钻井液体系抑制性强。井壁稳定性好
表１ 阳离子悬乳液钻井液体系定向段井径扩大率数据表 表２混油钻井液体系定向段井径扩大率数据表
由表１和表２对比可以看出：使用阳离子悬乳液钻
井液体系的平均井径扩大率为６．５５ ，使用混油钻井
塔河油田S114井盐膏层窄间隙尾管柱下入工艺
总第１２１期
２ＯＯ６年第５期 西部探矿工程
ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１２１
Ｍａｙ．２００６
文章编号：１００４—５７１６（２００６）０５—００５７—０２ 中图分类号：ＴＥ９２５＋．２文献标识码：Ｂ
塔河油田Ｓｌ １４井盐膏层窄间隙尾管柱下入工艺
王永平，邢德才，张家华
（华北石油局西部工程公司，新疆轮台８４１６００）
摘要：塔河油田Ｓ１１４井三开井段成功下入ｊｚ『２４４．５ｍｍ＋ｊｚ『２７３．１ｍｍ复合尾管串，创下塔河油田本类型套管之最，同
时解决了盐膏层蠕变而挤毁套管或变形的问题。Ｓ１１４井从先期承压堵漏、盐膏层扩孔、钻井液技术应用等方面进行了
周密施工，进行了必要的技术准备，保证了该套管的顺利入井。介绍了针对该尾管串入井，所采取的各项工艺措施。 关键词：塔河油田；盐膏层；扩孔；蠕变速率；承压堵漏；复合套管
１概况 随着新疆塔里木盆地塔河油田沙雅隆起盐下油气藏的开
采，盐膏层钻井已成为较常规的钻井工作。近两年来，塔河油田
盐下构造的勘探开发中，成功施工了Ｓ１０７井、Ｓ１０６等井，但由于
发生盐膏层段ｊｚ『２４４．５ｍｍ套管被挤毁或变形现象，造成后续施
工困难，故按设计要求，Ｓｌ１４井在该井段改用ｊｚ『２７３．１ｍｍ高抗
挤、大壁厚套管封固盐膏层。￥１１４井位于兰尕一塔河盐丘背斜
构造带兰尕７号构造上的一口重点探井，完钻井深６５１２ｍ，钻探
目的主要是探明兰尕７号构造的储层发育特征及含油气性。 ２工程地质简况
２．１井身结构 该井三开段是难度与风险最大的井段，用ｊｚ『３１１．１５ｍｍ钻头
钻至井深５０８０．００ｍ进行随钻扩孔作业，扩孔至盐膏层上部井深
（５１５２．８０ｍ）进行承压堵漏作业，堵漏结束后，进行盐膏层随钻扩
孔钻进至井深５３０６．００ｍ结束三开钻进，下入ｊｚ『２４４．５ｍｍ＋
ｊｚ『２７３．１ｍｍ复合尾管串，主要目的是用ｊｚ『２７３．１ｍｍ大尺寸、厚壁
聚磺欠饱和盐水钻井液在TH12518井的应用
石油天然气学报２０１２年５月第３４卷第５期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ ２０１２ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．５
聚磺欠饱和盐水钻井液在ＴＨ１ ２５ １８井的应用
罗剑波 （中石化西北油田分公司工程监督中心钻井工程部，新疆轮台８４１ ６ｏｏ）
［摘要］ＴＨ１ ２５］８井是位于塔河油田１２区的一口生产井，实钻地层结果表明，该井钻遇了４７ｍ盐膏层。 由于盐膏层具有很强的蠕变能力，易塑性变形，造成缩径卡钻，盐层的溶解容易造成井径扩大和钻井液 污染。为了确保井下安全，作业时使用了高密度聚磺欠饱和盐水钻井液体系。通过室内研究，制定出合 理的转换和维护处理技术措施。现场应用表明，该体系较好地抑制了盐膏层的蠕变，电测顺利，下入 ２０６．ｈｉｍ无接箍套管。 ［关键词］盐膏层；蠕变；缩径卡钻；聚磺欠饱和盐水钻井液；无接箍套管 ［中图分类号］ＴＥ２５４．３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１２）０５—０２３４—０３
ＴＨ１２５１８井是位于塔里木盆地阿克库勒凸起西部斜坡上的塔河油田的一口四级结构盐下井，由西
南Ｔ程湖南钻井分公司７０４５９ＸＮＨ井队承钻，泥浆由该公司钻井液技服站现场服务，该井完钻井深为 ６６６１ｍ，目的层位为奥陶系。该井三开井段为５７３３．５０～５８０１ｍ，石炭系巴楚组盐膏层埋深５７３４～
５７８ｌｍ，厚度４７ｍ。由于盐膏层埋藏深、盐层纯而集中，极易发生“缩、溶、胀、塌”，钻井施工过程 中常常引起缩径卡钻、埋钻、套管挤坏、固井后套管外水泥被挤走等工程事故，施工作业风险极大ｌ１ 。
为了确保井下安全，开展了聚磺欠饱和盐水钻井液体系的研究。
ｌ 聚磺欠饱和盐水钻井液体系的配制及维护
对于钻超深井深层盐膏层的钻井液来说，不仅要具有良好的抗盐、抗钙、抗高温能力，在钻井液流 变性、润滑性、稳定性等方面还必须有更高的要求。适合的钻井液体系和钻井液密度、Ｃｌ含量的控制 是关键 】。根据设计要求及室内试验结果，确定采用聚磺欠饱和盐水钻井液。 １．１ 聚磺欠饱和盐水钻井液转换室内研究
盐膏层钻井工艺技术研究
２０１０年第２期 西部探矿工程 ６９
盐膏层钻井工艺技术研究
荣继光 ，廖 冲。，叶玉娟
（１．西南石油大学石油工程学院，四川成都６１０５００；２．川庆钻探公司钻采工艺院定向井公司，四川广汉６１８３００）
摘要：盐膏层是石油天然气钻井过程中经常钻遇的地层，由其引起的井下复杂情况和诱发的各种井
下恶性事故，对钻井、完井工程危害极大，一直是国内外石油工程界特别关注的问题。但由于其原因
复杂，制约因素多，使之成为国内外钻井、完井工程至今未能完全解决的重大技术难题。
关键词：盐膏层；钻井工艺；井身结构；技术措施
中图分类号：ＴＥ２ 文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２Ｏ１Ｏ）Ｏ２一ＯＯ６９一Ｏ３
１问题的提出
盐膏层在我国东西部油田广泛分布，由于盐膏层的
塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩的垮塌等地质因素，及上 下压力系统差异，在钻井施工过程中常常引起卡钻、埋
钻、套管挤坏、固井管外水泥挤空等工程事故，施工作业
风险极大，甚至因盐膏层影响无法钻达设计井深或中途
报废。巨厚盐层是良好的油气盖层，顺利钻穿盐膏层是
盐下油气勘探开发技术难点之一。
２盐膏层的特点及对钻井工程的影响
盐膏层指的是以盐或石膏为主要成分的地层。据
国内外资料和塔里木盐膏层钻井情况分析，盐膏层钻井 时会产生以下复杂情况：
（１）深部盐层会呈现塑性流动的性质，盐岩的塑性 变形致使井径缩小；
（２）以盐为胎体或胶结物的泥页岩、粉砂岩或硬石 膏团如遇矿化度低的水会溶解，盐溶的结果导致泥页
岩、粉砂岩、石膏团块失去支撑而坍塌；
（３）山前构造多次构造运动所形成的构造应力加速
复合层的蠕变和井壁失稳；
（４）无水石膏等吸水膨胀、垮塌；
（５）盐层段非均匀载荷引起套管挤毁变形；
（６）石膏或含石膏的泥岩在井内钻井液柱压力不能
４存在的问题与改进方向
井筒检查钻孔的施工在新疆准噶尔煤田仍然处于
初级阶段，没有可以借鉴和利用的前人经验可循，只能
TK1228井三开膏盐层钻井液技术
２０１０年第９期 西部探矿工程 ２９
ＴＫ１ ２２８井三开膏盐层钻井液技术
陈红壮 ，黄河淳，高 伟
（中石化德州石油钻井研究所，山东德州２５３０００）
摘要：塔河油田１２区盐膏层相对于其它区块，主要表现为１２区的盐膏层埋藏深、盐膏层塑性蠕变
速率大、施工钻井液密度高等特点。ＴＫ１２２８井改变传统承压堵漏长裸眼穿盐技术，采用盐层及盐下
井段为专封井身结构，高密度钻井液下防止东河塘组压差卡钻，揭开柯坪塔格组不整合面防止井漏，
以及高压差和高蠕变速率下 ２０６．４ｍｍ＋ １７７．８ｍｍ复合套管的顺利下到位成为技术难点。
关键词：欠饱和盐水钻井液；盐膏层；Ｃ１一含量；密度；蠕变速率；井漏
中图分类号：ＴＥ２５４文献标识码：Ｂ文章编号：１０Ｏ４—５７１６（２０１０）Ｏ９一Ｏ０２９—０４
ＴＫ１２２８井是西北油田分公司在塔河油田１２区阿
克库勒凸起西南斜坡上布置的一口盐下开发井，采用四
级结构，井身结构设计与实钻情况对比见表１。
考虑到邻井出现的复杂情况，本井根据钻井液密度 不同设计两套施工方案，钻井液密度小于１．６５ｇ／ｃｍ３
采用方案一，否则按方案二施工。实际施工过程根据井
下情况钻井液密度控制在１．６９～１．７２ｇ／ｃｍ。，首选方案
一，出现井漏后，最终按照方案二中完。
表１ ＴＫ１２２８井设计与实钻井身结构对比
１钻井液技术难点
（１）盐层蠕变阻卡：该井盐层埋藏在５６９２ｍ以深，
盐顶上覆地层压力当量密度为２．４０ｇ／ｃｍ。，只有控制合
理的钻井液密度才能有效的平衡地层压力和消除盐膏
层的蠕变缩径，否则易发生盐层缩径卡钻。
（２）东河塘组存在压差卡钻风险：东河塘组地层孔 隙压力为１．１３ｇ／ｃｍ。，存在大段的高渗透性石英砂岩，
高密度下易发生吸附压差卡钻。
（３）柯坪塔格组易发生严重井漏：柯坪塔格组地层
微裂隙发育且有不整合面存在，高密度钻井液施工过程
揭开不整合面将极易发生恶性井漏。 （４）膏盐层 ２０６ｍｍ＋ １７７．８ｍｍ复合套管的下