試論鹽膏層鉆井技術(shù)的應(yīng)用

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在鉆井技術(shù)中，由于鹽膏層巖石的性能具有特殊性，具有塑性蠕變、非均質(zhì)性、含鹽泥巖等許多地質(zhì)因素，在鉆井時(shí)往往會(huì)引起卡鉆、套管擠壞等風(fēng)險(xiǎn)，所以在進(jìn)行鹽膏層鉆井時(shí)極易出現(xiàn)許多井下事故，存在一定的危險(xiǎn)性。

一、鹽膏層鉆井技術(shù)難點(diǎn)與危害

主要難點(diǎn)有：鹽膏層塑性蠕動(dòng)難度大；鹽膏層埋藏深、地表溫度較高；設(shè)計(jì)鉆井液密度準(zhǔn)確性差；井眼穩(wěn)定性差；固井質(zhì)量難以保證等等。

主要危害有：在其微觀和宏觀中充滿(mǎn)了鹽膏的含鹽膏層中。鹽膏層的塑性變形產(chǎn)生的井徑縮?。灰阅鄮r層為主體，主要存在第二類(lèi)和第三類(lèi)鹽膏層之間，能夠形成比較良好的鹽層，井下進(jìn)行蠕變的速率較高；在鹽膏層中的泥頁(yè)巖、粉砂巖或比較硬的石膏鹽層遇到水會(huì)溶解，溶解的鹽層會(huì)導(dǎo)致泥頁(yè)巖、粉砂巖和比較硬的石膏鹽層的坍塌產(chǎn)生危險(xiǎn)；地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的構(gòu)造加速?gòu)?fù)合鹽層的蠕變和井壁的變化；無(wú)水石膏鹽層的吸水時(shí)的膨脹和坍塌會(huì)造成危害；鹽膏層在構(gòu)造應(yīng)力，巖石壓力、溫度、厚度等因素的作用下，會(huì)發(fā)生溶解、蠕變等作用，對(duì)套管產(chǎn)生相當(dāng)大的外擠，加大套管的承載力，致使套管發(fā)生彎曲、變性甚至損裂。

二、鹽膏層鉆井技術(shù)概況

1.鹽膏層巖石理化性能的分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和合適的相關(guān)技術(shù)方法來(lái)進(jìn)行測(cè)定、分析鹽膏層巖石物理特性與化學(xué)特性。通過(guò)在進(jìn)行鉆井的實(shí)踐中可以看出，對(duì)鹽膏層巖石的理化性能地測(cè)定，有助于了解和分析井下復(fù)雜情況原因并找到解決的對(duì)策，主要對(duì)于適應(yīng)于地層的鉆井液優(yōu)化設(shè)計(jì)非常主要，對(duì)在鹽膏層巖石鉆井起到了關(guān)鍵性的作用，同時(shí)也有利于科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化的鉆井管理。

2.鹽膏層蠕變規(guī)律的研究分析

在國(guó)內(nèi)外對(duì)于鹽膏層蠕變規(guī)律的研究主要是利用能夠能進(jìn)行溫度的控制、軸壓的控制、孔隙壓力的控制和變形控制等三軸巖石實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行鹽膏層蠕變規(guī)律的試驗(yàn)研究，得到不同的溫度和壓力下巖石蠕變的曲線規(guī)律，能夠分析出鹽膏巖隨著時(shí)間的變形而發(fā)生不同的規(guī)律，通過(guò)這個(gè)規(guī)律選擇合適的井深結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出適合鹽膏層地層的套管，優(yōu)先選擇鉆井液體系。

3.鹽膏層進(jìn)行合理井身結(jié)構(gòu)和合理套管的設(shè)計(jì)

在地層蠕變狀態(tài)下的鹽膏層的地層上構(gòu)造作用到套管上，導(dǎo)致套管的變形和損壞，因此在套管的設(shè)計(jì)中應(yīng)該研究鹽膏層套管的選材以及套管的強(qiáng)度等。鹽膏層地質(zhì)條件一般比較復(fù)雜，各方向的分布都不均勻，鹽膏層的巖性也比較復(fù)雜，會(huì)存在不同的壓力系統(tǒng)，因此需要合理的井身結(jié)構(gòu)以避免鹽膏層各個(gè)地層產(chǎn)生的各種情況。

4.鹽膏層井液密度的設(shè)計(jì)

根據(jù)鹽膏層蠕變特點(diǎn)和巖石分布的理化性能，以確定適合于鹽膏層的鉆井液密度和其性能，能夠減少鉆井過(guò)程中遇到的復(fù)雜情況和特殊情況，并且有一套關(guān)于鹽膏層井液密度設(shè)計(jì)、維護(hù)和應(yīng)用技術(shù)。

5.鹽膏層鉆井技術(shù)措施的優(yōu)化

首先確定合理的井身結(jié)構(gòu)和合適的鉆井液技術(shù)，主要針對(duì)鹽膏層的這些特點(diǎn)，還要通過(guò)對(duì)鹽膏層鉆井技術(shù)的總結(jié)，優(yōu)化鉆井技術(shù)措施，以保障在鉆井過(guò)程中的安全性。

三、技術(shù)對(duì)策

鉆井技術(shù)針對(duì)鹽膏層易蠕變、易溶解、易垮塌等特點(diǎn)。主要涉及的領(lǐng)域?yàn)榫斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井工藝措施、鉆井液技術(shù)與固井技術(shù)等方面，人們?cè)阢@井的過(guò)程中，隨著技術(shù)人員對(duì)鹽膏層鉆井技術(shù)的認(rèn)識(shí)不斷提高，鉆井新技術(shù)新工具不斷創(chuàng)新和完善找到改善的技術(shù)對(duì)策和合理的解決措施，主要有以下幾點(diǎn)；

1.在鹽膏層鉆井的過(guò)程中,首先根據(jù)井下的具體情況進(jìn)行分析和調(diào)整,及時(shí)對(duì)鉆井液進(jìn)行處理,使鉆井液的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合井下安全的要求。

2.在進(jìn)行鹽膏層鉆井前,應(yīng)該按照所需要的要求加適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑,使鉆井過(guò)程中鉆井液的摩擦阻力將為最低。鉆井液的防塌抑制劑也應(yīng)該要及時(shí)補(bǔ)充,使鉆井液保持良好的狀態(tài)以防止坍塌。

3.鉆進(jìn)中控制Cl-含量始終控制鉆井液在欠飽和鹽狀態(tài)下。能適當(dāng)?shù)厝芪g鹽層,使井徑保持適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大率。

4.鉆井液的密度的選擇必須考慮確保裸眼井段不漏,又要保證鉆井液的液柱壓力平衡鹽層壓力,保證易垮地層穩(wěn)定。主要參考了該地區(qū)鄰井地層中鹽膏層壓力的資料,可以防止井漏又保證井眼穩(wěn)定。如果是井液密度的問(wèn)題應(yīng)該加重或降低密度要按循環(huán)周的時(shí)間加入,要求均勻、準(zhǔn)確。

5.鉆進(jìn)中以及時(shí)補(bǔ)充包被劑量,加強(qiáng)鉆井液的抑制性、防塌性,保持適當(dāng)?shù)膭?dòng)切力,滿(mǎn)足井眼凈化。防止下第三系泥巖水化膨脹及砂巖縮徑。

四、工藝技術(shù)措施

在鹽膏層中進(jìn)行鉆井技術(shù)時(shí)，首先認(rèn)真檢查鉆井時(shí)需要的工具；并且有針對(duì)性的對(duì)鹽膏層蠕變的特點(diǎn)按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行鉆井工作。由于鉆井液密度和井深的不斷增加，液柱的壓力對(duì)井底破碎出來(lái)的鹽業(yè)產(chǎn)生壓力作用。在進(jìn)行鹽膏層鉆井技術(shù)前，必須做地層承受壓力的實(shí)驗(yàn)，以確保鉆井時(shí)產(chǎn)生的壓力不利于鉆井開(kāi)采；鹽膏層鉆井中，要保持勤劃眼，劃眼的原則是打一提二劃三，每鉆進(jìn)一米提高兩米劃眼三米；在鹽膏層鉆井時(shí)，應(yīng)該采用盡可能大的泥漿排量度和比較高的反率速度，這樣能夠有利于清理井底，沖刷井壁；鹽層鉆井中，應(yīng)該適當(dāng)?shù)目刂沏@壓，以充分釋放地層壓力；嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)下的入鉆具組合，嚴(yán)格對(duì)鉆具進(jìn)行把關(guān)；在鹽膏層鉆井時(shí)應(yīng)該調(diào)整鉆井參數(shù)；還應(yīng)該注意鉆數(shù)的變化，如果鉆數(shù)減小，應(yīng)該立即上提劃眼到底；還應(yīng)該密切注意觀察個(gè)參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)變化和異?，F(xiàn)象，應(yīng)該立即上提劃眼，鹽膏層井段一定要保證鉆具處于活動(dòng)的狀態(tài)，尤其是處于特殊情況時(shí)，一定要大幅度活動(dòng)鉆具；盡可能的延長(zhǎng)開(kāi)泵的時(shí)間；鹽膏層鉆井時(shí)加強(qiáng)地層的對(duì)比等。

總結(jié)：

本文通過(guò)對(duì)鹽膏層鉆井技術(shù)的難點(diǎn)、問(wèn)題和解決方法進(jìn)行分析和探討，通過(guò)對(duì)巖石理化系統(tǒng)的分析，和套管技術(shù)、井液密度以及鉆井技術(shù)的優(yōu)化等問(wèn)題做了詳細(xì)的評(píng)價(jià)和具體解決措施的總結(jié)根據(jù)地層優(yōu)選鉆頭，鉆井參數(shù)與地層巖性相匹配，提前制定合理的嚴(yán)格的技術(shù)措施以避免井下復(fù)雜的情況，主要有目的性的進(jìn)行研究鹽膏層蠕變所進(jìn)行的的規(guī)律，并且得到一套比較完整可靠的鉆井技術(shù)，為防止在鉆井時(shí)的阻卡、安全下套管和套管設(shè)計(jì)的問(wèn)題，并提供解決依據(jù)形成一套防止鹽膏層套管擠毀的設(shè)計(jì)技術(shù)。并且采用合理的鉆井原理和技術(shù)，提高地層所承受的壓力，在安全鉆穿鹽膏層時(shí)，保證固井質(zhì)量和下套管安全方面，以提高鹽膏層鉆井技術(shù)問(wèn)題的解決。

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