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1、中国石油大学（华东）成人教育学院年级： 2012网络春 层次： 姓名： 专业： 石油工程 题目：丰深1-平1井三开沙四段盐膏层钻井技术 函授站（点）： 东营学习中心 摘要盐膏层钻井, 特别是深井盐膏层和复合盐层钻井, 是一个世界级的钻井技术难题。丰深1-平1井在三开沙四段钻遇盐膏层，对钻井施工带来了很大的困难。本文讨论了丰深1-平1 井在巨厚盐膏层钻井中, 在钻井液、工程等方面所采取的相应措施, 为勘探开发胜利油田盐下油气藏积累了丰富的经验。关键词：丰深1-平1井；钻井液；钻井液密度；套管强度目 录一.前言1二.技术难点1三.相应措施13.1钻井液技术是盐膏层地层钻进的关键技术23.2先进可靠
2、的钻井设备23.3合理的工程技术措施23.4合理的钻进参数23.5合理选用钻头类型33.6 合理的井身结构3四 .结论3五.参考文献4一.前言丰深1-平1井设计井深5750.45m, 是中石化重点气藏评价井,胜利油田目前设计最深的水平井, 也是胜利深层砂砾岩找气的突破井。该井在沙四段所要钻遇的巨厚盐膏层是钻井过程中的特难点。丰深1-平1井所钻遇的盐膏层属于盐湖相边岸沉积。要进行盐下油气藏的勘探开发, 盐膏层地层的钻探工作是一个不可避免的问题。在进行该井的设计之前, 进行了大量的调研工作, 也借鉴了国内盐膏层大量的钻探技术经验。该井二开技术套管外径244.5mm，下深2801.3m, 有效封住沙
3、三中亚段及以上油气层。沙三中亚段及以上油气层地层欠压实、易分散造浆、易水化膨胀、易阻卡、易塌漏, 技术套管的准确下入是三开顺利施工的保证。工程的精心施工, 地层的准确卡取, 钻井液根据井下情况的及时调整, 使丰深1-平1 井在三开作业过程中没有发生一次井下事故, 有力地保证了丰深1-平1 井的顺利施工, 也为今后盐膏层地层施工增加了认识, 积累了经验。二.技术难点盐膏层段具有蠕变、坍塌掉块、溶解等特点, 其中这些特点又相互影响, 对钻井施工造成极大的困难。主要体现在:（1）该井设计井深5750.45m, 套管层次多, 在钻遇盐膏层时, 大尺寸钻头机械钻速受到地层和井眼的限制, 而且钻头选型受到
4、地层条件限制, 这些客观因素增加了钻井周期。（2）井身结构复杂，井底温度较高,使用盐水钻井液对钻具有一定的影响.泵压高，易憋泵.井眼净化困难（3）钻井过程中, 在盐膏层集中段底, 在井深3804开始钻遇含膏泥岩，之后泥岩和膏岩交互出现，3980m4315m为石膏岩聚集段，中间夹杂，对钻进造成很大的复杂情况,。（4）盐膏层对钻井液的污染较严重。石膏、盐岩、杂卤石中所含N aCl、KCl、CaCl2、CaSO4 等溶于非饱和盐水钻井液中, 电离出高质量浓度阳离子( 如Ca2+ 、Na+ 等) 。阳离子压缩胶体颗粒的双电层, 使水化膜变薄, 致使胶体颗粒趋于聚结, 破坏盐膏层和钻井液的稳定性, 出现
5、滤失猛增, 泥饼变厚发虚, 钻井液流动性变差甚至丧失等现象。（5）盐岩的蠕变在钻进过程中, 造成上提钻具蹩泵, 遇卡, 转动扭矩变大, 经常蹩停顶驱。这对盐膏层的稳定是非常不利, 进一步激发了岩膏层的坍塌掉块, 形成大肚子。这对后续的钻井施工带来很多不利因素。（6）盐岩的蠕变需要提高钻井液比重来抑制, 而在三开长裸眼井段存在多套压力体系, 同时丰深1-平1 井在沙四段和孔店组界面及大套的砂泥岩互层, 极易造成井漏。上部地层蠕变缩径与下部地层发生井漏相互矛盾, 互相制约, 这对钻井施工是一个很大的考验。（7）使用尾管固井工艺,比普通固井方式更为复杂。三.相应措施实际施工中主要是从钻井液, 地质预
6、报, 工程技术措施等方面入手。对各种技术措施、技术参数进行及时跟踪、调整, 以及施工过程中的对出现问题的及时总结, 共同分析。并制定相应的针对性措施, 有力地保证了施工的连续性, 安全性。3.1钻井液技术是盐膏层地层钻进的关键技术三开井段钻井液体系:上部井段：(35)%膨润土+(0.30.5)%钻井液用有机高分子絮凝剂(11.5)%钻井液用抗盐抗温降失水剂+(23)%钻井液用抗高温抗盐防塌降失水剂+(23)%钻井液用磺甲基酚醛树脂SMP-II+（1-1.5）%钻井液用无水聚合醇+(35)%钻井液用磺化沥青乳液+（12）%钻井液用饱和盐水降滤失剂或钻井液用磺酸盐共聚物降滤失剂+(23)%钻井液用
7、超细碳酸钙+5-8%KCL。下部井段：(23)% 抗盐土+(0.30.5)% 钻井液用有机高分子絮凝剂+（23)%钻井液用抗高温抗盐防塌降失水剂+(1.52)% 钻井液用抗盐抗温降失水剂+(35)%钻井液用磺甲基酚醛树脂SMP-II +（11.5）%钻井液用无水聚合醇+(35)%钻井液用磺化沥青乳液+（12）%钻井液用饱和盐水降滤失剂或钻井液用磺酸盐共聚物降滤失剂+（2635）%工业盐+（510）%钻井液用油基润滑剂2型+（815）%原油+（23）%钻井液用超细碳酸钙+1%钻井液用双膜承压处理剂。 三开井段含有大量盐膏，盐膏层段的施工时该井段井眼安全钻井的关键。为克服因盐溶造成井径过大及由于盐
8、层蠕变性造成井眼缩径、井壁失稳及下部地层CO32-污染引起钻井液性能恶化不利因素，采用了复合盐聚磺钻井液体系，主要采取以下措施。（1）转换泥浆时将钻井液中Cl-的含量提高至(1718)x104mg/L，并且采用补充盐水胶液的方法保证钻井液中氯根含量至饱和，防止盐溶，利于井径规则。（2）严格控制钻井液中膨润土含量在35g/L以内，加强钻井液的抗污染能力。（3）确定合理的钻井液密度克服盐膏层的蠕动变形，同时加入NaCl以保证井壁稳定。（4）加强固相清除效率，强化固控设备的使用。（5）通过混油与加入聚合醇相结合，控制钻井液滤失量加强泥饼质量，减小有害固相含量，保证钻井液具有良好的润滑性。（6）由于定
9、向仪器对钻井液要求严格，及时处理钻井液污染，提前加入足量抗温药品，保持氯根含量在设计范围，加强对粘土分散的抑制性等方法保持了良好的流变性，满足了井下需要。3.2先进可靠的钻井设备针对本井施工的难点, 钻井队配备了先进的景宏顶驱设备和电动设备, 通过无级变速能够达到排量和钻机转速的有效控制; 采用外径127mm，钢级G105钻杆, 可以满足大扭矩, 高排量要求; 使用随钻修壁器, 增强钻具的倒划眼和修整井壁的能力; 钻铤和下井工具每使用200h 就探伤1 次, 有力保证了钻具的安全。3.3合理的工程技术措施尽量简化钻具结构。在盐膏层地层钻进, 首先保证设备正常运转, 每钻进1m 上提2m 进行划
10、眼到底, 上提钻具时, 应相应降低泵冲, 一旦有蹩泵显示, 应起钻到盐膏层顶部再循环划眼到底进行钻进。在钻完1 个单根后, 上提整立柱划眼2 遍, 各种钻进参数正常方可钻进。在钻进时应该保证较高的排量, 满足清洗井眼的目的。在钻进过程中, 尽量不停泵、不停止钻具的转动, 接单根时尽量缩短停泵和钻具静止的时间。3.4合理的钻进参数根据井下情况制定合理的钻进参数, 一般钻压控制在120 140kN, 转速65 75r/ min, 排量保持在30 35L/ s。保证井身轨迹, 控制井斜, 三开完钻最大井斜77度， 最大水平位移仅552m。这对在进行四开钻井作业时, 套管的防磨损起到了强有力的保证。在
11、盐膏层地层钻进, 保证钻时大于45min/ m, 密切注意各种参数的变化, 尤其注意扭矩和泵冲及总池的变化。一旦钻进参数有变化, 立即上提钻具到正常井段再划眼到底, 各种参数正常后方可进行钻进, 决不冒进。3.5合理选用钻头类型在大段的砂泥岩互层段, 采用江汉钻头厂生产的215.9mmHJT537GK 钻头, 平均机械钻速达到2.1m/ h。比普通牙轮钻头机械钻速提高了一倍以上, 并且该类型的牙轮钻头采用金属密封, 轴承不易密封失效, 使用时间长, 减少了起下钻的次数, 为三开井段的快速施工奠定了良好的基础。3.6 合理的井身结构三开井段完钻后, 采用177.8 P110TT 钢级的套管采用尾
12、管悬挂的方法完井, 这样节省了下套管时间, 保证了套管顺利下到预定井深, 为后续施工提供了保证。丰深1-平1 井成功完成了三开的钻井任务, 为四开的施工提供了保证。同时在为今后盐膏层的钻井积累了丰富的经验。胜利油田肩负着原油生产的重任, 发展到后期, 对盐下油气藏的勘探开发已经势在必行, 因此对于盐膏层的钻井技术是一个不能避免的话题。本井对于沙四段的成功钻探, 意义重大。四 .结论1. 钻井液技术是盐膏层钻井关键性技术之一, 针对丰深1-平1 井在盐膏层地层中钻井所取得的经验教训应该好好总结, 为今后的施工奠定基础。2. 在盐膏层地层钻井作业的过程中, 应该充分考虑钻井液比重对盐膏层塑性蠕变的抑制作用。另外在下次开钻前, 应该充分考虑其钻井液比重对盐膏层套管强度的校合。盐膏层套管的挤毁一直是盐膏层地层钻井存在的一大问题, 应该在四开在钻具上加足套管防磨套, 保护好套管是顺利完井的关键。3. 在进行井身结构设计时, 应该保证该层套管处于一套压力体系, 保证在进行盐膏层地层钻井时, 保证地层的承压能力, 在钻井液比重较高的情况下不发生井漏。五.参考文献1赵金洲、张桂林.钻井工程技术手册.中国石化出版社，20052陈根庭.管志川.钻井工程理论与技术J.石油大学出版社.20003尹邦勇.刘刚.陈红.5种定向井卡钻及预防措施，2010，39（11）
