台吉深1井高密度钻井液技术

2022-09-10

前言

钻探目的是为了了解第四系气层展布情况, 为储量升级奠定基础, 探索新近系含气特征, 扩展勘探领域, 为下步勘探部署提供依据。本井地层压力高、地层高压力系数井段较长, 从3268m钻井液密度达到1.82 g/cm3, 至完钻井深3960 m时密度达到1.95 g/cm3, 完井时密度达到2.12g/cm3;本井先后五次发生溢流, 并且后效持续时间长, 反应大, 气水层显示活跃, 给钻井施工造成了很大的困难。

一、地质工程简况

台吉深1井位于青海省柴达木盆地三湖坳陷北斜坡亚区台吉乃尔构造上的一口预探井。钻遇七个泉组、狮子沟组、上油砂山组和下油砂山组, 属于青海油田一级井控风险地区。七个泉组 (Q1+2) :上段岩性以厚层灰色、深灰色砂质泥岩和泥岩为主;狮子沟组 (N23) :上段岩性以灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩为主;上油砂山组 (N22) :区域岩性特征自西向东地层颜色变得较为混杂, 以灰色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主, 见灰黄色、棕灰色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩, 下油砂山组 (N21) :以棕红色、棕灰色、灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主。

二、技术难点

1. 井壁稳定

由于该地层成岩性差, 极易吸水膨胀又存在高压气层, 加剧了地层疏松, 剥落等不稳定因素的发生。

2. 封堵高压盐水层

平衡地层压力是高密度钻井液流变性和沉降稳定性之间技术的难点

3. 井眼净化与井下安全

随着井深的增加, 钻井液密度不断升高, 环空流动阻力增大, 泵压不断升高, 不得不适当降低排量, 从而使钻井液上返速度降低, 容易造成岩屑沉积。

三、技术难点分析:

1. 井壁稳定

存在高压盐水层, 钻井液密度高, 从3268m钻井液密度达到1.82 g/cm3, 从3144.46米出现第一次发生溢流到3580.58米共发生溢流5次, 排放污染钻井液77.24m3, 密度由1.55g/cm3逐步上提至1.90 g/cm3。地层流体盐水不断侵入钻井液造成钻井液的性能不稳定。钻井液侵入地层造成内应力逐步增大, 易出现严重坍塌;钻井液液柱压力不能平衡地层压力形成负压差导致井壁不稳定。

2. 井眼净化及井下安全

高密度钻井液由于高密度的原因, 需要额外的加重剂, 这样就给钻井液的流变性带来了很多的困难, 随着井深的增加, 钻井液密度不断升高, 环空流动阻力增大, 泵压不断升高, 井深2550m以后泵压为18-20MPa, 不得不适当降低排量, 从而使钻井液上返速度降低, 容易造成岩屑沉积导致卡钻的复杂的井下事故。

四、钻井液技术措施

1. 井壁稳定

(1) 提高密度

坚持以力学平衡为主, 化学抑制、物理封堵为辅的井眼稳定原则。保持合适的钻井液密度, 使其和井壁压力实现近平衡, 保证在正压差下钻进, 防止地层盐水侵入钻井液, 在钻遇高压盐水层时, 适当提高钻井液的密度, 以压稳为原则。但也不能将密度提的过高, 防止粘切大, 增加摩阻系数, 导致粘卡和压漏地层的复杂事故发生。