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1、中国石油大学（华东）成人教育学院 年级：年级： 2012 网络春 层次：层次： 姓名：姓名： 专业：专业： 石油工程 题目：题目：丰深丰深 1-平平 1 井三开沙四段盐膏层钻井技井三开沙四段盐膏层钻井技 术术 函授站（点）：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
2、密度；套管强度 目 录 一.前言.1 二.技术难点.1 三.相应措施.1 3.1 钻井液技术是盐膏层地层钻进的关键技术.2 3.2 先进可靠的钻井设备.2 3.3 合理的工程技术措施.2 3.4 合理的钻进参数.2 3.5 合理选用钻头类型.3 3.6 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,
3、 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
4、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
5、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
6、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
7、)%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+(
8、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
9、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
10、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
11、。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
12、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
13、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， 2005 2陈根庭.管志川.钻井工程理论与技术J.石油大学出版社. 2000 3尹邦勇.刘刚.陈红.5 种定向井卡钻及预防措施， 2010，39（11）