冀东NP3-35井井壁稳定预防与处理技术

2022-09-10

冀东NP3-35井是部署于黄骅坳陷南堡凹陷南堡3号构造南堡33--8800断块东高点的一口五段制定向井, 完钻井深44446644mm, 目的层位:东三、沙一。井身结构:φφ333399..77mmmm**332200mm++φφ224444..55mmmm**33115500mm++φφ113399..77mmmm**44446611mm。主要钻遇地层:明化镇、馆陶、东一、东二、东三和沙一层位。因地层的复杂性, 钻井过程中主要面临的是玄武岩的井壁坍塌、砂岩的井眼漏失和泥岩的井壁坍塌等井壁稳定问题, 通过有针对性的采取预防与处理技术, 有效解决了井壁稳定问题, 馆陶玄武岩和东二段井壁坍塌得到有效抑制, 发生的五次砂岩地层渗透性漏失也得到有效解决, 确保了安全高效钻井, 井身质量和固井质量均合格。

1 井壁稳定技术难点分析

馆陶组地层至井段含发育的玄武岩和底砾层。玄武岩胶结性差, 钻井过程中因钻井液滤液的进入, 易发生井壁坍塌。底砾层研磨性强, 钻头、钻具磨损严重。

1.2东二段至沙一地层砂岩发育, 地层含有多套高渗透性漏层。砂岩砂层的孔隙度大、渗透率高, 钻井过程中易发生程度不同的渗透性漏失。

1.3东二段上部3220m至3610m井段富含泥岩, 泥质含量高。钻井过程中因钻井液滤液的进入, 导致粘土的水化分散膨胀, 易发生周期性井壁坍塌, 邻井在该井段多次出现井壁坍塌, 甚至填井, 严重影响安全钻井。

2 井壁稳定预防与处理技术的应用

2.1 玄武岩井壁坍塌的预防与处理

2.1.1 快速

优选钻头, 优化钻井参数, 提高机械钻速, 尽可能快速穿越馆陶组地层2600m至2910m井段的玄武岩, 减少钻井液对玄武岩的浸泡时间, 降低坍塌的几率。

2.1.2 平衡

进入玄武岩前, 钻井液密度提高至1.18g/cm3以上, 保持对玄武岩地层的正压差, 同时控制钻井液的滤失量在5ml以内, 控制钻井液滤液的进入量, 减少滤液对玄武岩胶结物的水化程度。

2.1.3 悬浮

保持较高的粘度和切力, 减少对玄武岩井段的冲刷, 提高钻井液的悬浮能力, 及时携带坍塌物, 保持井眼清洁。

2.1.4 封堵

穿玄武岩前加入超细目碳酸钙、石墨粉等封堵材料, 封堵玄武岩的微裂缝, 提高玄武岩的抗塌能力。

2.2 砂岩地层的井漏预防与处理

(1) 钻井中需提密度时, 先加入磺化沥青、超细碳酸钙和单封等封堵材料, 提高地层承压能力。

(2) 进入易漏层前, 起钻, 换钻具, 甩掉多余的扶正器、井下马达和MWD等仪器, 加大水眼。待全部钻穿易漏层后, 起钻, 换正常定向仪器, 正常钻进。

(3) 钻进中兼顾钻进速度和井眼内岩屑当量浓度的关系, 大排量洗井, 短起下作业, 减少环空砂桥的形成;控制易漏井段的下钻速度;若井眼静止时间长, 下钻时应分段循环, 下钻到底后, 小排量顶通, 待正常后再逐渐加大排量。

(4) 发生漏速在5m3/h以内的井漏时, 静止或采取1.5%单封+1.5%超低渗处理剂+2-3%超细碳酸钙的随钻堵漏工艺;发生漏速超过5m3/h的井漏时, 立即停钻, 进行专项堵漏, 可采用第一方案:3-6%膨润土+0.3%Na CO3+0.3%Na OH+6%蚌壳渣+6%核桃壳+3%石棉绒+10%DSR, 或采用第二方案:水+3-4%APGEL-1凝胶堵漏剂+5-8%复合堵漏剂。

2.3 泥岩井壁坍塌的预防与处理

(1) 钻井液密度提高至设计上限。做好随钻压力监测, 根据压力预测和井口返出岩屑的形状及时调整钻井液密度, 保持对泥岩的正压差。

(2) 钻遇泥岩前, 加入0.5%聚胺、7%KCL等泥岩抑制剂, 降低泥岩水化程度。

(3) 钻遇泥岩前, 加入乳化石蜡、石墨、聚合醇及超细目碳酸钙等封堵材料, 封堵深部地层泥页岩微裂缝。

3 结语

(1) 通过钻井实践, 形成了一套比较完整的解决该区域玄武岩井塌、泥岩井塌和砂岩井漏的技术对策, 为今后钻井提供了技术借鉴。

(2) 聚胺作为强抑制剂, 在抑制泥岩的水化分散膨胀上具有独特的效果, 值得推广应用

(3) 钻井的精细化操作和钻井液技术的提前实施是预防井眼漏失和井壁坍塌的关键。

摘要：冀东NP3-35井是部署于黄骅坳陷南堡凹陷南堡3号构造南堡3-80断块东高点的一口五段制定向井, 完钻井深4464m, 钻井过程中主要面临的是玄武岩的井壁坍塌、砂岩的井眼漏失和泥岩的井壁坍塌等井壁稳定问题, 通过有针对性的采取预防与处理技术, 有效解决了井壁稳定问题, 初步形成了一套比较完整的解决该区域玄武岩井塌、泥岩井塌和砂岩井漏的技术对策, 为今后钻井提供了技术借鉴。

关键词：井塌,井漏,玄武岩,泥岩,砂岩, 预防与处理,冀东,NP3-35