中原油田调整井钻井液技术题库.ppt

中原油田调整井钻井液技术 钻井二公司 孙东营 2009年08月 一、前 言 中原油田是由多个区域性断块油气田组成，各区块地层破碎、断块多、地层倾角大、沉积状况复杂，地质特点各不相同。大部分区块含多套盐膏层，易盐溶、盐卡；有的区块地层稳定性差，易坍塌；部分区块含裂缝性地层，且高低压互层，易漏失；有的区块含有异常高压层。复杂的地层情况易导致钻井施工中“喷、漏、卡、塌”等井下复杂和事故的发生。目前油田已经过了30多年的开发，进入开发中后期，二次采油主要以注水为主，油田已进入高含水期，部分调整井为大斜度多靶定向井，钻井施工难度逐年增大。针对油田地层特点及开发现状，为保障和促进油田调整井钻井的优质高效施工，对与之配套的钻井液技术也不断进行技术攻关，形成了一套较为成熟的适合中原油田不同区块特点的调整井钻井液技术。 二、中原油田地层特点 中原油田所处的东濮凹陷属于华北地台东部的渤海湾含油气盆地南缘，是以中生界为基底形成的新生代断陷盆地。凹陷自上而下发育埋深1500～2000m的第四系（平原组）、上第三系地层（明化镇组、馆陶组）和埋深6000～7000m的下第三系地层（东营组、沙河街组、孔店组）。其中，下第三系的沙河街组又分为沙一、沙二、沙三、沙四段，是勘探开发的主要目的层段。 中原油田地层特点 凹陷中次级断层极其发育，形成极其复杂的断块构造，各区块地层破碎、断块多、地层倾角大，沉积状况复杂，地质特点各不相同，即使同一区块岩性变化也非常大，各层位压力系数相差悬殊。 中原油田地层特点 东濮凹陷各区块地层中的粘土矿物组分主要为伊/蒙无序间层、伊/蒙有序间层、伊利石、高岭石和绿泥石。粘土矿物主要特征为伊/蒙有序间层、伊利石发育。地层从浅到深存在伊/蒙无序间层向有序间层转化的趋势。上部无序伊/蒙间层易水化膨胀、分散、缩径，起钻易拔活塞造成井塌。下部无序混层向有序混层或有序混层向伊利石过度带，由于力学不稳定，易造成井壁坍塌。 中原油田地层特点 东濮凹陷存在多套盐膏层，即埋深约在2000m～2700m之间厚度几十米到300米不等的沙一段盐层；3000m～3500m之间厚度几十米到几百米不等的沙三2段盐层和3500m以下厚度几十米到1000多米不等的沙三4盐、沙四盐。各区块盐层深度、盐层厚度等各不相同。上部的盐膏层常造成井径扩大，井壁失稳。下部深井段盐膏层由于上覆地层压力较大，易发生盐层塑性变型，造成缩径，引起起下钻遇阻或卡钻。 中原油田地层特点 东濮凹陷经历了多期构造运动，地层中层理裂缝发育。上部地层裂缝较少，随着埋深增加，裂缝发育愈甚。发育的层理裂隙，常导致井漏的发生，同时钻井液滤液容易浸入地层，致使泥页岩吸水膨胀，造成井壁坍塌。 三、中原油田调整井 钻井液施工难点 1、井下出水 中原油田经过30多年的开发，二次采油主要以注水为主，油田已进入高含水期。注水压力从10 MPa到40MPa不等，有的区块属高压低渗；有的区块渗透性、连通性较好；部分区块无泄压回水管线；另外，由于部分注水井套管腐蚀损坏严重，导致注水层位上移。调整井施工过程中，大都会受到注水井影响，钻开注水层后，往往表现为井下出水，压差较大情况下会造成大量出水，严重的还造成井涌。出水造成钻井液性能被破坏，增加钻井液处理成本；更严重的是造成井壁垮塌，严重威胁钻井施工安全。 中原油田调整钻井液施工难点 2、井漏 中原油田部分区块含裂缝发育和连通性较好的高渗透地层，地层承压能力差，在钻井过程中，很容易发生漏失，严重漏失段甚至不能建立循环，如濮城区块，因断层多，加之裂隙发育，极易发生严重的井漏。部分区块因异常高压层与低压层交互存在，如文东、文南等区块，也易发生严重漏失。近年来，受注采影响，地层压力层系紊乱，油田各区块均不同程度的存在井漏现象。井漏不仅造成钻井液成本增加、影响正常的钻井施工，更重要的是容易导致上部不稳定地层垮塌，严重威胁井下安全。 中原油田调整钻井液施工难点 3、部分区块地层不稳，易坍塌掉块。 中原油田大部分区块地层稳定性差，上部地层明化镇组、馆陶组大都为无序伊/蒙间层，易水化膨胀、分散、缩径，起钻易拔活塞造成井塌。下部地层沙河街组由无序混层向有序混层或有序混层向伊利石过度，部分区块水溶性盐含量较低，易水化膨胀、剥落、坍塌。 中原油田调整钻井液施工难点 4、高温高密度钻井液性能维护困难 部分区块含异常高压层，如文东、文南等区块，钻井液密度大都在1.90g/cm3以上，有的高达2.00 g/cm3以上。中原油田地温梯度较高，高达300C /1000m以上，文88块的井完钻井深大都在3900m左右，井底温度高达近1500C。高温、高密度双重条件下保持钻井液性能稳定十分困难。 中原油田调整钻井液施工难点 5、盐层段长，易盐溶、盐卡。 油田各区块普遍存