塔深1井钻井液设计(DOC)

1、1 基础资料1.1井位构造位置：位于阿克库勒凸起东南斜坡部钻井性质：探井1.2钻井地质任务：1） 探索阿克库勒凸起东边缘寒武系建隆性质，储层发育特征及含油气性。为进一步研究寒武系-奥陶系的地层，沉积特征及储层发育，储层的成因机制提供基础资料；2） 取全，取准岩芯，测井，测试等基础资料，为储量计算提供准确资料；3）验证地震波组的地质属性，为准确标定 T74之下各反射波的地质属性提 供基础资料；4） 为进一步分析，研究油气运移，聚集规律等提供基础资料；5） 为测试，采油提供合格的井眼条件。1.3 设计井深：8000m 钻台面算起）1.4 完钻原则1） 钻到设计井深，进入建隆体 1 的顶 225m

2、完钻。2）如寒武系钻遇好的油气显示（如井漏，井涌等油气显示井段），强钻 8- 10米后，经测试获咼产油气流，可提前完钻。1.5 完钻方式：裸眼或套管完井。塔深 1 井钻遇地层预测表地层系统深度厚度岩性简述故障提示系统组（群） 代号(m)(m)第四系Q3323灰白色粉、细砂层夹黄灰色粘土层。胶结较松散，易 扩径、垮塌。上第系上新统库车组 N 水i733i700上部黄夹棕色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色粉砂岩，下部黄灰色泥岩 与浅灰、灰白色粉、细砂岩互层。地层疏松、 钻速 快、泥岩厚易吸 水膨涨，砂岩易 缩径，防阻、卡。中新统康村组 Nik2523790上部浅灰，黄灰色粉砂岩，灰白色细砂岩夹黄灰色泥岩，

3、下部黄灰、 棕色泥岩与黄灰色粉、细砂岩互层。吉迪 克组Nij3i63640上部棕、棕褐色泥岩与黄灰、浅灰色细砂岩互层，中部绿棕、棕褐 色泥岩，粉砂质泥岩与浅灰、棕色粉砂岩、细砂岩互层，下部为棕 色泥岩夹棕色粉砂岩及棕色石膏薄层。防膏侵、防坍塌 和跳钻，防阻卡。下第三系;斩-古新统苏维依组E3s323370棕褐色泥岩夹浅褐色粉砂岩。防止砂岩缩径和 泥岩掉块垮塌， 造成遇阻和卡 钻。库 姆 格列木群Eipkm326330棕红色细砂岩、粉砂岩、粗砂岩，局部夹棕褐色泥岩薄层。白垩系下统巴 什 基奇克组Kibs3938675上部为棕褐色泥岩与棕色细一中砂岩不等厚互层，下部以棕褐色细 中砂岩、砾状砂岩夹泥

4、质粉砂岩、泥岩不等厚互层。卡普沙良群Kikp4328390上部为棕褐色泥岩与灰白、浅红棕色细砂岩、粉砂岩等厚互层，中 部为棕褐色、灰绿色泥岩夹灰白色细砂岩、粉砂岩略等厚互层。底 部为灰白色细粒砂岩、含砾砂岩夹棕褐色、灰绿色泥岩。泥岩易吸水造成 掉块、垮塌，防 阻卡。侏罗 下统Ji 438658棕色、浅灰色砾质细粒长石岩屑砂岩夹棕红色泥岩、粉砂质泥岩。防剥落掉块、防 止压差卡钻。叠系上统哈拉哈塘组T3h45i8i32上部为灰、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色细粒长石岩屑砂岩。 下部为浅灰色细粒长石岩屑砂岩、粉砂岩夹灰、深灰色泥岩。中统阿克库勒组T2a47322i4自下而上为二个由粗-细的旋回组成，

5、旋回下部为砂砾岩、含砾砂岩、细-中砂岩夹薄层深灰色泥岩，旋回上部为深灰、灰黑色泥岩、泥质 粉砂岩、粉砂岩夹薄层细砂岩。下统柯 吐 尔组TikCikl479664深灰色泥岩夹灰色细砂岩、粉砂岩。石 炭系下统卡拉沙依组5366570灰、棕褐色泥岩与灰白色砂岩、粉砂岩呈薄互层，下部为深灰色泥 岩夹灰岩、泥灰岩薄层。防盐水侵，防井 壁不稳定产生剥 落、掉块，造成 井径不规则。巴楚组 Cib1O3I5483ii75375.0- 5395.0m 灰色泥晶灰岩夹泥岩即“双峰灰岩”段。5395.0- 5492.0m 灰、棕褐色泥岩、粉砂质泥岩，即“下泥岩段”。奥 陶系上统良里塔格组555i68浅灰、褐灰色泥微

6、晶灰岩、粉晶灰岩夹角砾状灰岩、云质泥岩、生 物屑泥晶灰岩夹泥质灰岩。防井漏、防涌、 防井喷，注意深 井段钻具安全。恰尔巴克组O3q557i20上部棕色泥岩、瘤状灰岩，下部为暗棕色灰质泥岩夹浅灰色泥质灰x-U岩。中统一间 房组O2yj568iii0浅灰色、灰白色泥微晶灰岩夹浅灰色灰质泥岩、泥质灰岩、生物屑 灰岩，含沥青质弱白云岩化灰岩。可能发育生物礁滩灰岩。中下统鹰山组Oi-2y64ii730上部为浅灰、黄灰色生屑泥微晶灰岩与泥微晶灰岩、泥微晶砂屑灰 岩、砂屑泥微晶灰岩略等厚互层，该段发育斑状构造（白云化斑块）。下部以浅灰、黄灰色泥微晶灰岩、泥微晶砂屑灰岩、含云质泥微晶 灰岩、砂屑灰岩为主，夹浅

7、褐灰色白云岩、含灰质白云岩、云质灰 岩薄层。该段局部发育微波状层理、微细水平层理。下统蓬 莱 坝组Oip6787376Oip2 : 64206550m:岩性中上部为浅灰白、浅黄灰色泥微晶灰岩、 泥微晶砂屑灰岩、含云质泥微晶灰岩、云质泥微晶砂屑灰岩与浅灰、 浅褐灰色微一细晶白云岩、灰质微晶白云岩不等厚一略等厚互层； 下部为浅灰白泥微晶灰岩与浅黄灰色泥微晶砂屑灰岩略等厚互层。Oipi : 65506796.0m:岩性为浅灰、浅褐灰色厚层粉一细晶白云岩 夹浅灰白、浅黄灰色泥微晶砂屑灰岩薄层及硅质条带。寒武系上统下 丘 里塔格群e3qi8000i2i3（未穿）下奥陶统底到建隆顶部主要为灰、深灰色厚层块

8、状微一中晶白云岩 夹硅化白云岩、鲕粒白云岩，建隆体可能是隐藻类粘结形成的叠层 石、层纹石和核形石等为主组成的礁，其岩性可能为灰、深灰色厚 层块状微-中晶白云岩、藻团粒、藻纹层白云岩和叠层石白云岩。防井漏、 防气侵、防井喷， 防应力 坍塌，注意深井 段钻具安全。注：深度均从台板起算。1、塔河油田超深井钻井液技术难点2、国内外高温超深井钻井液状况3、塔深 1 井钻井液体系配方选择、性能要求及维护处理要点4、风险分析5、超深井钻井液配套工艺技术1、塔河油田超深井钻井液技术难点1.1 钻井液处理剂高温高压失效问题。1.2 钻井液高温流变性的控制问题。1.3 钻井液高温滤失造壁性的控制问题。1.4 抗高

9、温钻井液的护胶问题。1.5 超深井段地层破碎，白云岩地层防塌问题。1.6 超深井段地层破碎，防漏堵漏问题。1.7 超深井奥陶系、 寒武系地层为防塌防漏寻找一个安全钻井液密度窗口的问 题。1.8 超深井可能存在的高压问题。1.9 超深井钻井液润滑性问题。1.10 超深井钻井液陈化问题。1.11 超深井膏盐层问题。1.12 硫化氢、二氧化碳污染问题技术难点在塔河油田，按正常地温梯度 2.2-2.3C /100m 计算，井深 8000m 的超深井, 井底温度可达 170-200C 左右，井底循环温度在 150-170C 左右，所用钻井液体系 必须能抗 200C左右的高温.在超深井的钻进中，可采用抗高

10、温的钻井液体系有水基、合成基、油基钻井液，最为合适的是油基类钻井液体系，当考虑到成 本、维护、环保等因素，建议使用水基磺化或聚磺钻井液.在水基钻井液体系中，温度对水基钻井液的影响非常大，特别是超过 150C的高温，在这种温度下 大多数聚合物处理剂医分解或降解 ,出现增稠 ,胶凝,固化成型或减稠等流变性 恶化.这种变化不随温度而可逆 .因此,温度是超深井钻井液中最重要的考虑因 素,钻井液解决以下问题 .1) 钻井液用处理剂高温高压失效问题 .2) 钻井液高温流变性的控制问题 .由于高温条件下钻井液处理剂易产生高 温增稠或减稠效应 ,钻井液的高温高压流变性控制将是超深井钻井液关 键技术之一 .3)

11、 钻井液高温滤失造壁性的控制问题 .解决好这个问题是有利于超深井井 段地层的防塌 ,防漏.4) 抗高温钻井液的护胶问题 ,最好选用美国的聚阴离子纤维素 Drispac.5) 深井超深井段地层破裂，易产生掉块，井塌，特别是白云岩地层岩屑 结构松散易碎，结构裂缝多，易受溶蚀且严重，裂缝中充填物胶结性 差，垮塌十分严重.在塔参1井白云岩垮塌表现特别严重，因此该井 在奥陶系，寒武系地层应特别注意井塔问题6) 深井超深井段地层破碎，漏失性质大部分属于压力敏感性漏失，高温 高压条件下，防漏堵漏工艺和材料选择已成为当务之急的研究课题 .7) 深井超深井奥陶系 ,寒武系地层寻找一个钻井液安全密度窗口来满足井

12、下实际情况 ,既要防塌又要防漏十分困难 ,主要依靠选择合适的强有效 封堵材料(包括软化点和颗粒粒径 )来解决次复杂 ,最好是进口沥青或天 然沥青.8）超深井可能存在高压问题，高压（钻井液高密度）将使高温流变性的控制 更加困难，除了更易于增稠等外，还存在加重剂的悬浮，沉降稳定性等问 题.9）超深井钻进中如何减少转盘扭矩，除工程措施和井身质量外，高温钻井 液应给予最大的支持，如何调控钻井液的润滑性，选择何种液体和固体 润滑剂也是一个难题.10）钻井液老化问题.此外,还可能钻遇云质膏岩，膏盐岩，而膏岩的溶蚀易 造成垮塌掉块，钻井液受污染等复杂情况，以及防 H2S.CO2污染等问题.2、国内外高温超深

13、井钻井液状况 2.1 国内外高温超深井钻井液使用状况序号钻井液类型应用地区或公司井底条件应用情况1水基三磺泥浆四川，关基井7175 m，井底温度185C在关基井7175m井段使用，获得十分满意的流变性，在井底静置半 月后性能基本不变，表现岀良好的水基重钻井液的热稳定性。2水基聚磺泥浆塔中，中4井7220 m，井底温度170C性能稳定，顺利钻达完钻井深（7220 m）3水基聚磺泥浆塔里木，塔参1井7200m，性能稳定，顺利钻达完钻井深（7200 m）4水基Pyrodrill聚合物体系南海莺琼地区，崖城21 -1 -3井4688m, 206 C性能稳定，能满足钻井作业需要5水基DURATHEM泥浆

14、体系美国德克萨斯州（Magcobar公司）6462 m，温度243C钻进中钻遇高压二氧化碳气体时，引起屈服值和塑性粘度增加， 采用37g/l石膏处理后顺利完井。（主处理剂Resinex XP-20）序号钻井液类型应用地区或公司井底条件应用情况6水基抗高温抗污染聚磺泥浆美国佛罗里达近海井深6422m,井温204C性能稳定，顺利钻达完钻井深7水基海泡石钻井液体系加利福尼亚南部温度238C具有很好的热稳定性。3水基抗高温聚合物泥浆体系Cooper-Eromanga盆地（Baroid公司）井温210C钻井液性能稳定，用这种钻井液顺利钻 达设计深度9水基高温泥浆G-500S体系日本，三岛井6300m,2

15、25C在225C的高温下，泥浆的性能也是稳 定的。在此后的新竹野城井试钻中，也 使用了这种泥浆，井内最高温度达到了205C10油基泥浆体系松辽盆地，葡深1井5500m，井底219.49C性能稳定，顺利钻达完钻井深11油基泥浆体系南海莺琼地区，-D22-1-7井4568m,井底温度207 C抗高温能力强，性能稳定，顺利钻达完 钻井深12合成基钻井液南海莺琼地区，YC21-1-4井5250m，210 C抗高温能力强，性能稳定，顺利钻达完 钻井深2.2 国内抗高温钻井液处理剂状况（见表 2）表 2名称处理剂用途抗温范围，C备注抗盐土（海泡石）提高粘切300磺化酚醛树脂（SMP）降失水剂和热稳定剂22

16、0SMP与SMC复合使用抗温能力更强磺化褐煤（SMC）高温稳定剂和降失水剂250乳化沥青（YKH）等防塌剂200腐植酸铬DS-1高温稳定剂和降失水剂200石棉携砂200重铬酸钾（K2Cr2O7）抗氧化热稳定剂250防止处理剂氧化降解抗高温稀释剂（GMP-山）高温降粘180抗高温稀释剂（SF-260等）高温降粘200磺化单宁（SMT）高温降粘180斯盘一80（SP-80等表面活性剂，热稳定剂180防止处理剂氧化降解高温降滤失剂（MC-1）高温降滤失180磺甲基酚醛树脂（SPNP-2）降失水剂和热稳定剂180提高体系的热稳定性褐煤树脂（CXP-2）降失水剂和热稳定剂180高温降滤失剂（FST-51

17、8）高温降滤失150美国聚阴离子纤维素护胶降滤失180聚阴离子纤维素（PAC-LV）护胶降滤失140与其它处理剂合用，可提高温度高粘羧甲基纤维钠盐（CMC）护胶降滤失1493、塔深 1 井钻井液体系配方选择、性能要求及维护处理要点3.1 各井段钻井液性能要求表 3分井段钻井液参数设计表井段（m）0 300300320C300548548 6976697680001領合靴液W井X冋12-1181TT17mlBB PAO1655)m1-50555017ml Hp H5221钻H p9-89-81919井oT”oQ1-/5刀-/56/-7-M3液5581性匕匕厶冃51-8-48-4%ss( V2-8

18、-58-5%5(co50533020OT0o40O40O40O40OO23.2 各井段钻井液体系配方选择及维护处理要点一至四开（0-6796m 塔河油田钻井液工艺比较成熟， 这里着重讲五开、 六开钻井液工艺技术。321、五开钻井液体系配方（67967750m）本井段是塔深 1 井的主要目的层之一，确保钻井液高温稳定，防止 井眼失稳（井塌、井漏）和保护储层是关键。钻井液要充分具备抗高温、防 漏、防喷、防塌、防油气层污染等能力。目前，可抗高温钻井液体系主要有油基钻井液、合成基钻井液及水基钻井液，若配方材料选择合理，其抗温能力均可达200C以上。1） 选用抗高温磺化钻井液体系。（抗温200C）钻井液

19、配方：2.53% 般土或海泡石 + 0.3% Na2CO3 + 0.030.1% 抗 高温包被抑制剂 +0.30.5%聚阴离子纤维素 Drispac+ 68% 磺化酚醛树脂（SMP-1）+ 35%磺化褐煤（SMC）或 DS-1+34%磺化丹宁（SMT）+12%封 堵防塌剂+12%润滑剂+0.20.4%SP-80+0.2%氧化剂。经实验分析，该钻井液配方经 200C高温老化，性能稳定，说明其抗温 可达200C以上。正常情况完全满足本井抗高温要求。该方案优点是：取材方便，成本较低，易于维护，尤其是当出现井漏 时易于补充，且易于配制堵漏浆；缺点是：抗高温能力有限，对抗温材料要 求较高。2）钻井液配制

20、及维护处理工艺技术要点：a 配制优质般土浆，预水化 24 小时以上。b 、一定要使各种处理剂充分溶解和混合均匀，处理剂胶液的配方及 浓度依据井下实际情况可作相应调整。c 、井队上配制加重漏斗 2-3 台，功率不低于 75 马力，配制罐 3-4 个， 分别用于配制般土原浆、处理剂胶液和备用d 、循环系统应满足能同时进行钻井液处理和加重，并能应付特殊条 件下的各种作业。e 、既做到处理剂的优质单一，以利于维护处理，又强调它们之间的 协同作用，发挥磺化处理剂复配抗温能力，尤其是要充分注重对关键处理剂 的使用。f 、为最大限度地满足钻井液性能之稳定， 处理剂必须以胶液的形式按 循环周进行补充、维护处理

21、，并建议预水化般土原浆，液体润滑剂等也加到 胶液中与其一道进行补充。g、强化固相控制技术，把钻井液中的无用固相降到最低限度。这点对超深井 尤为重要。使用改性石棉调整钻井液流型，协同大小阳离子的抑制，以最大 限度地满足提高深井超深井段的机械钻速。h、咼温和各种条件下可能遇到的污染，并有利于对环境的保护，钻井液的 MBT 值应控制在下限，并充分重视对高效稀释剂的使用。i、必要时使用抗氧化剂提高钻井液之抗温性，防止钻井液稠化或钝化。使用固体润滑剂降摩阻和扭矩值。j、钻井液应满足各种特殊作业的需要一一诸如：取芯、中测、电测、下 套管固井等。k、要全方位的考虑到深井的油气层保护问题一一诸如： 压差、固相

22、颗粒、抑制性、护壁及暂堵、水敏、盐敏、储层特性及与流体接触时间、酸解堵及 结垢等。L、井场必须储备一定量的高密度钻井液 （建议 MW1.5 1.6X5080 方）,和足量的加重材料（ 60100 吨）m、井场必须储备适量的堵漏剂、解卡剂、除硫剂、除氧剂、杀菌剂等。n 充分注重投井处理的科学性和预见性，必须以理论和现场室内试验为 基准，使用好各种处理剂，避免工作中的盲目性，将钻井液的管理和处理水 平提高到一个新的高度。（3）超深井钻井液工艺特别说明的几点：a 保证一个适中的优质预水化般土原浆浓度，以确保各种处理的高效 发挥。b、 重视对 SMP-1、SMC（PS。、SMT 复配的使用，以达到提高

23、钻井液 抗高温能力和土的容量限之目的。c、 重视 SP-80 抗氧化剂的使用，以进一步提高钻井液的抗温能力， 必要的可配合使用 AS。d、 一定要有效地使用好防塌剂、润滑剂以满足钻井液的高温造壁性和 润滑性，使用 QS-2、沥青满足深井的油气层保护。e 、必要时， SMT 可以和生石灰配合使用，以保证钻井液分散适度， 易于其流变性调控和防止钻井液的老化。f、使用好高效护胶剂（聚阴离子纤维素 Drispac）,提高钻井液的高温稳定性。 特别是在钻井液低固相磺化体系中，也能保护钻井液中的胶体粒子，易调整 钻井液高温流变性,控制低的失水量。g、切记要使用好 SM-1、达以钻井液无论在任何条件下， 都

24、能完全彻底 地把井眼中的岩屑（垮塌的或非垮塌的,大的或小的、携带干净。其使用方 法,关键在于必须用清水先将 SM-1 配制成 20%左右浓度的胶液,预水化至少24 小时才能使用，其次，由于加入 SM-1 后会使钻井液的造壁性变坏，且与其加量成正比，故建议使用时配合高温降失水剂一并使用。h、杜绝使用任何不合格产品，药品的使用一定要单一，以便于维护。i、要满足和控制一个适当的钻井液密度， 最大限度地清除钻井液中的无 用固相，尤其是粒径在 2u 以下的无用固相。控制游离钙不大于 200PPM。3.2.2 采用欠平衡钻井时，选用低固相磺化钻井液 如果采用正压钻井时，进入奥陶系无显示、无硫化氢，则采用负

25、压钻 井，如果有显示，有硫化氢，则又改为正压钻井。采用负压钻井时，钻井液 密度控制在 1.08 1.13kg/cm3 之间，调整钻井液粘切，保证携砂要求，必 要时，钻进中可采用定期稠浆顶替作业，采用正压钻井时，应采用随钻堵漏 钻井液钻进，同时井场应储备加重材料 150 200 吨，有备无患。3.2.3 六开钻井液体系配方 （77508000m）本井段是本井的目的层之一，确保钻井液高温稳定，防止井眼失稳（井塌、井漏 ）和保护储层是关键。钻井液要充分具备抗高温、防漏、防喷、防塌、 防油气层污染等能力。配方及维护处理要点同五开。4、风险分析在正常的情况下，即井底温度低于 200C，钻井液当量密度在

26、1.50g/cm3以内，采用上述钻井液技术方案，作业风险不大，应能顺利钻达设计井深。 但如果出现以下情况，则风险大增：4.1、出现特高温（大于 200C，尤其 220C以上）和特高压（尤其是当量密度达 2.0g/cm3 以上）时，高温高密度将使钻井液流变性控制非常困难， 钻井液成本大幅上升，甚至难以控制4.2、奥陶系、寒武系白云岩严重井塌、井漏。拟解决办法：进口部分可抗温达 220C以上泥浆材料，如美国产特种树 脂Res in ex 聚阴离子纤维素 Drispac、进口或天然沥青等，提高钻井液的抗温 能力；出现特殊情况后， 井漏允许时， 将水基泥浆转换为合成基泥浆， 如 配方选择方案 2。5、

27、超深井钻井液配套工艺技术5.1井漏5.1.1 井漏的预防5.1.2 漏层的确定5.1.3 防漏治漏预案（1） 工程上采取的措施采用欠平衡钻进。（2） 钻井液防漏治漏措施a、 控制钻井液良好的失水造壁性，使之形成薄而韧的滤饼；b、 尽可能控制较低的钻井液密度和小的排量、低的机械钻速，防 止井漏的发生；c、 当井下发生渗漏时，应首先采用起钻静止的方法处理，让井壁 上充分形成滤饼；d、本井段为目的层，当井漏发生后应从环空反灌钻井液，防止又喷 又漏的发生；e、本井段钻进时，钻头最好不装水眼，以便及时进行堵漏作业；f、堵漏时以安全为重，在万不得以的情况下，一般不采用水泥浆这类固化材 料，堵漏以惰性材料为

28、主。用惰性材料堵漏时，最好以PCC 暂堵剂这类高失水材料为主，以便要漏失通道中形成更为坚实的堵塞滤饼，提高堵漏成功率 和保护储层；g、根据不同的井漏情况，堵漏浆液的配方如下:漏速，m3/h堵漏浆液配方施工要点 60清水 +8%PCC+2%SDL-1+5% 中细核桃壳+4%锯木h、若井漏发生频繁，可采用随钻堵漏，配方为：井浆 +2%SDL-1+2%锯木,随钻堵漏成功后，及时清除钻井液中的堵漏材料，并在井漏段进行一次短程 起下钻。i、若井漏严重，上述方法无效时，可用水泥浆和桥浆复合堵漏，但 必须进行小型实验，以确保堵漏时井下钻具的安全。水泥浆堵漏时必须下光钻杆，并确定静液面和用平衡法计算的下钻位置。在注水泥浆前，还必须进 行漏失试验，防止水泥浆出钻具时井下不漏而发生井下事故。5.2 井塌塔参 1 井奥陶、寒武系地层岩屑具有以下特点：岩屑结构松散易碎， 构造裂缝多；岩屑易受溶蚀，且