玉北地區(qū)水基鉆井液的運(yùn)用

吳育輝

（重慶鉆井公司，重慶400042）

玉北地區(qū)水基鉆井液的運(yùn)用

吳育輝*

（重慶鉆井公司，重慶400042）

玉北地區(qū)位于塔里木盆地麥蓋提北斜坡帶，是中石化西部地區(qū)重點(diǎn)勘探開(kāi)發(fā)區(qū)域，西北油田分公司“十二五”規(guī)劃部署的工作方針和力爭(zhēng)巴麥及外圍取得突破的重點(diǎn)地區(qū)。由于該區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，存在上部地層泥巖造漿嚴(yán)重、古近系泥膏巖易蠕動(dòng)變徑、二疊系火成巖地層垮塌掉塊較嚴(yán)重、奧陶系裂縫發(fā)育易發(fā)生掉塊卡鉆和井漏等復(fù)雜情況；加之地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜，地層應(yīng)力復(fù)雜，同一裸眼井段存在多個(gè)壓力系統(tǒng)。目前施工的所有井看，玉北8井、玉中1井這2口井，是當(dāng)前玉北地區(qū)施工最深和難度最大的井；從施工過(guò)程看，該區(qū)實(shí)鉆井少，對(duì)鉆遇地層特性缺乏正確認(rèn)識(shí)與應(yīng)對(duì)，加上鄰井資料少且可供參考性差，地層變化大，只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和井內(nèi)情況探索邁進(jìn)。

鉆井液；玉北地區(qū)；地質(zhì)構(gòu)造；預(yù)防措施；復(fù)雜情況

1　地層及鉆井液難點(diǎn)

1.1地層簡(jiǎn)況

新生界由上部地層第四系的西域組和新近系的阿圖什組、帕卡布拉克組、安居安組等組成，上部地層成巖性較差，欠壓實(shí)，膠結(jié)性差，滲透性極強(qiáng)；巖性以極易分散的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，還有部分的棕黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖，泥巖中的粘土礦物絕大部分為伊利石和綠泥石以及少量的高嶺石，富含蒙脫石，屬于易水化膨脹的泥巖，且會(huì)吸水軟化和分散，在粘土表面形成的粘度具有很強(qiáng)的粘附力。表現(xiàn)為提下鉆阻力大，易造成粘附卡鉆。下部由克孜洛依組及古近系組成，古近系以泥膏巖、石膏為主，局部發(fā)育鹽巖，易造成膏巖吸水膨脹剝落、鹽層蠕變及鹽夾軟泥巖蠕變卡鉆等復(fù)雜情況，各井古近系鹽巖的蠕變速率都不一樣。

古生界由二疊系、石炭系及奧陶系組成，上部鉆遇二疊系沙井子組、開(kāi)派茲雷克組、庫(kù)普庫(kù)茲滿組、南閘組，下部石炭系鉆遇小海子組、卡拉沙依組、巴楚組進(jìn)入奧陶系的良里塔格組、鷹山組。二疊系沙井子組、開(kāi)派茲雷克組和庫(kù)普庫(kù)茲滿組，石炭系的小海子組和卡拉沙依組，易發(fā)生剝落掉塊，形成不規(guī)則井眼，影響電測(cè)和固井作業(yè)；開(kāi)派茲雷克組玄武巖較為嚴(yán)重，南閘組易發(fā)生粘附卡鉆，石炭系高密度情況下卡拉沙依組可鉆性極差，壓差卡鉆風(fēng)險(xiǎn)較大。

1.2鉆井液難點(diǎn)

（2）安居安組地應(yīng)力釋放快，泥巖井段長(zhǎng)，易縮徑短起下困難。

（3）古近系膏巖、泥膏巖吸水膨脹，易縮徑卡鉆。

（4）二疊系開(kāi)派玆雷克組的玄武巖和庫(kù)普庫(kù)茲滿組的深灰色泥巖夾深灰色輝綠巖，井內(nèi)垮塌嚴(yán)重，易造成起下鉆遇阻卡、劃眼和鉆進(jìn)中憋鉆甚至卡鉆故障，鄰井多口井在該地層發(fā)生卡鉆故障，有效地防止該地層的垮塌是鉆井液的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（5）目的層奧陶系的鷹山組易發(fā)生漏失和溢流，防漏和井控是該段的重點(diǎn)。

2　鉆井液技術(shù)在玉北地區(qū)的運(yùn)用

2.1新生界

基本配方：0.8%～0.5%主聚物+0.5%～1%小分子聚合物+2%～3%QS-2+單封1%+5%～8%KCl+瀝青1%～2%。

新生界上部地層成巖性較差，欠壓實(shí)，膠結(jié)性差，滲透性極強(qiáng)，泥巖易水化分散，降低粘土礦物的水化能力抑制其水化膨脹和水化分散以提高鉆井液化學(xué)抑制的重要性，鉆井液配方以封堵，強(qiáng)抑制配合適當(dāng)壓差再封堵為主題。新近系阿圖什組、帕卡布拉克組含有大段粗砂巖、粉砂巖，為了保證快速，安全鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過(guò)程中鉆井液應(yīng)有很好的攜砂能力；由于該井段含有大段細(xì)砂巖、粉砂巖、黃色泥巖，極易發(fā)生滲漏、坍塌；鉆井液滲漏嚴(yán)重，加強(qiáng)鉆井液的護(hù)壁性，加大防塌劑的用量的同時(shí)配合PB-1、QS-2進(jìn)行屏蔽暫堵，保持上部地層的穩(wěn)定。

安居安組以棕黃色泥巖、砂巖及粉砂巖呈不等厚互層；泥巖水化分散，該段提前轉(zhuǎn)換為KCl-聚合物體系，配制該體系要注意配漿水，含鹽量不超過(guò)2000mg/L為宜，確保大分子在淡水中充分水化，并勤測(cè)氯根含量，以確保鉀離子的濃度。通過(guò)該體系的強(qiáng)抑制作用，配合工程大排量鉆進(jìn)，達(dá)到起下鉆時(shí)間短，阻力小的目地；重要的還是防止或減小壓差卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。壓差卡鉆的危險(xiǎn)井段是上部中壓高滲地層，這并不是說(shuō)下部地層鉆進(jìn)就不存在壓差卡鉆的危險(xiǎn)，實(shí)際下部地層使用更高鉆井液密度鉆進(jìn)壓差卡鉆的危險(xiǎn)更大，只不過(guò)卡鉆的井段主要還是在上部高滲地層其原因在于如果上部高滲地層未形成質(zhì)量好的泥餅，在下部地層使用更高密度鉆井液鉆進(jìn)過(guò)程中高壓差的濾失作用將會(huì)使上部地層的泥餅變得更厚，從而加大鉆柱與泥餅的接觸機(jī)率和卡鉆時(shí)的接觸面積，因此防止壓差卡鉆的途徑應(yīng)該首要從提高泥餅質(zhì)量著手。

1月13日，國(guó)家防總召開(kāi)全國(guó)防汛抗旱工作視頻會(huì)議，回顧總結(jié)2013年防汛抗旱工作，安排部署2014年防汛抗旱任務(wù)。會(huì)前，中共中央政治局委員、國(guó)務(wù)院副總理、國(guó)家防總總指揮汪洋作出重要批示：2013年，各級(jí)防汛抗旱部門(mén)認(rèn)真貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，科學(xué)防御、攻堅(jiān)克難，有效應(yīng)對(duì)了嚴(yán)重洪澇、干旱和臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，最大程度保障了人民群眾生命安全，減輕了災(zāi)害損失。新的一年，要認(rèn)真貫徹落實(shí)中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議和中央農(nóng)村工作會(huì)議精神，立足于防大汛、抗大旱、防強(qiáng)臺(tái)，進(jìn)一步落實(shí)責(zé)任機(jī)制，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警，健全工程體系，強(qiáng)化應(yīng)急管理，提高保障水平，奪取防汛抗旱防臺(tái)風(fēng)工作新勝利！

克孜洛依組主要以棕褐色與灰砂巖為主；在進(jìn)入克孜洛依組前開(kāi)始逐漸提高泥漿密度，同時(shí)做好泥漿進(jìn)入古近系的過(guò)渡工作；將要進(jìn)入古近系前勤觀察巖屑，防止提前進(jìn)入古近系造成卡鉆；同時(shí)增強(qiáng)鉆井液抑制性防塌性，補(bǔ)充KCl、聚丙酸鉀、乳液高分子聚合物、硅醇抑制劑等處理劑，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)坐崗制度。

因此在帕卡布拉克組、安居安組鉆進(jìn)時(shí)要合理選擇鉆井液密度，在保證靜液柱壓力能平衡地層壓力的前提下，減小井底壓差對(duì)機(jī)械鉆速的影響。鉆進(jìn)中采用“進(jìn)一退二退三”的方法，鉆進(jìn)時(shí)間控制在12h之內(nèi)，同時(shí)短起下距離縮短在200m之內(nèi)，保證帕卡布拉克組、安居安組井段短拉3～4次。同時(shí)短起過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行鉆井操作規(guī)程，遇阻嚴(yán)禁強(qiáng)壓，遇卡嚴(yán)禁強(qiáng)拉，干部24h值班，嚴(yán)防造成人為卡鉆事故。

古近系富含石膏、鹽巖層、白云巖及部分地區(qū)含塑性極強(qiáng)的含鹽軟泥巖等，極易造成井下復(fù)雜情況。如勝和2井在4058～4394m（古近系）鉆遇膏質(zhì)泥巖，蠕變縮經(jīng)，導(dǎo)致卡鉆，鉆井液密度提至1.50g/cm3鉆穿古近系，中完期間第一趟電測(cè)在井深4367.80m遇阻，第二次電測(cè)在井深4369m遇阻，隨后將鉆井液密度提至1.65g/cm3電測(cè)完。玉北10井以鉆井液密度1.73g/cm3鉆穿古近系，中完期間第一趟電測(cè)數(shù)據(jù)顯示古近系膏鹽層井徑超過(guò)16寸，靜止32h后下雙扶鉆具通井，下鉆過(guò)程中古近系及其它井段無(wú)遇阻顯示。YB1井鉆至古近系3607～3749m井段多次遇到扭矩突然增大，上提遇卡下放嚴(yán)重遇阻情況，通過(guò)循環(huán)加重將鉆井液密度從1.20g/cm3逐漸提至1.60g/cm3井下復(fù)雜情況得到控制。玉北6井、玉北5井、玉北3-1井250.88mm套管被擠毀變形。玉北7井在古近系鉆進(jìn)時(shí)鉆井液密度最高提至1.55g/cm3。玉北8井在鉆遇古近系時(shí)由于密度較低（鉆井液密度1.64g/cm3）導(dǎo)致卡鉆，經(jīng)過(guò)注清水侵泡、上提密度至1.70g/cm3，強(qiáng)力活動(dòng)鉆具解卡。最后將鉆井液密度提至1.74g/cm3鉆穿古近系，中完期間分別以鉆井液1.75g/cm3、1.77g/cm3、1.80g/cm3擴(kuò)孔后靜止測(cè)膏鹽層蠕變，蠕變速度分別為2.9mm/h、2.25mm/h、0.99mm/h，保證了下套管和固井的順利進(jìn)行。

因此在進(jìn)入古近系前將鉆井液體系轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定性好，抑制性、防塌性、抗溫性和抗污染能力強(qiáng)的KCl-聚磺防塌鉆井液體系，并根據(jù)井內(nèi)情況合理控制鉆井液密度，在確保既可以抑制膏鹽層蠕變，又不至于壓漏地層；鉆井液密度應(yīng)根據(jù)鉆遇地層并結(jié)合上提下放鉆具情況由低到高按循環(huán)周逐步提密度，提密度前應(yīng)清除無(wú)用固相，控制并降低濾失量，確保鉆井液性能穩(wěn)定的同時(shí)控制氯根含量，加強(qiáng)鈣離子的測(cè)量，避免鉆遇古近系大段石膏層造成鈣離子污染泥漿，配合純堿或小蘇打控制Ca2+＜400mg/L，由于比重的提高，結(jié)合屏蔽暫堵同時(shí)鉆井液還必須充分調(diào)整潤(rùn)滑性，防止粘附卡鉆；由于井溫高還必須加足抗溫、抗鹽處理劑，保持較低的高溫高壓的濾失量和堅(jiān)韌的高溫高壓泥餅，保持優(yōu)質(zhì)的造壁性能。在古近系鉆進(jìn)中針對(duì)膏巖、泥膏巖易吸水膨脹縮徑的問(wèn)題，在提高鉆井液密度平衡地層壓力的同時(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)振動(dòng)篩返出巖屑的監(jiān)控，適時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。同時(shí)采用簡(jiǎn)化鉆具組合，塔式鉆具配合牙輪鉆頭鉆進(jìn)。進(jìn)入古近系后，測(cè)定安全時(shí)間，短起下采用“進(jìn)一退二退三退五”，即保證古近系地層鉆進(jìn)100m，短起200m，鉆進(jìn)100m，短起300m，再鉆進(jìn)100m，短起500m，以此類(lèi)推，這樣即保證了古近系井眼的暢通又兼顧到了古近系上部地層，還保證了井下安全。

由于古近系不整合面易漏失，施工中加強(qiáng)液面監(jiān)控；如勝和2井二開(kāi)中完下套管前將鉆井液密度提至1.75g/cm3，下套管至井深2300m時(shí)發(fā)生井漏。玉北10井二開(kāi)下套管完循環(huán)時(shí)發(fā)生漏失，累計(jì)漏失鉆井液53.6m3,后降密度、靜止堵漏成功。玉北4井二開(kāi)以鉆井液密度1.68g/cm3鉆至井深3765.69m(古近系低界3784m)循環(huán)發(fā)生井漏失返，經(jīng)堵漏后繼續(xù)鉆進(jìn)至3817.53m發(fā)生井漏，井口失返，逐步降低至1.50g/cm3完成固井作業(yè)。皮山2井二開(kāi)中完井深4553.8m，古近系地層鉆遇灰白色鹽膏巖（井段4400～4403m）,通井時(shí)遇阻嚴(yán)重，蠕變速度0.265mm/h（鉆井液密度1.62g/cm3，CI-4998ppm）,擴(kuò)孔下入250.88mm套管封固膏巖段。但下套管至3150m發(fā)生井漏，井口失返被迫起套管。經(jīng)多次橋漿堵漏無(wú)效，降密度至4427m(古近系低界以下5m)堵漏成功，下套管期間鉆井液密度1.50g/cm3,固井未發(fā)生漏失。從玉北4、玉北8、玉北10等井套鞋處地破試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，玉北4井地層破裂壓力當(dāng)量密度1.74g/cm3，地層破裂；玉北8井、玉北10井層破裂壓力當(dāng)量密度分別為1.95g/cm3、1.85g/cm3，地層未破。以高密度鉆井液抑制膏鹽層蠕變鉆穿古近系后，滲透性較好砂層發(fā)生漏失的可能性較大；因此在施工中提高密度的同時(shí)隨時(shí)保持有足夠備用重漿、加重材料和堵漏材料等。

2.2古生界

本井段鉆井液選用KCl-聚磺防塌鉆井液體系：膠液配方：4%～6%SMP-2+4%～6%JBF-2+1%～2% LV-CMC+0.2%NaOH+0.05%KPAM+3%MFG-1+ 1%～3%FT-1+1%～3%RHJ-3+1%LV-PAC+1% MFG-3+1%～3%DS-302進(jìn)入開(kāi)派茲雷克組100前，轉(zhuǎn)型為聚胺體系0.3%～0.6%聚胺加量。

沙井子組：巖性為砂巖與泥巖不等厚互層；加強(qiáng)抑制封堵，控制合理的鉆井液密度；在鉆進(jìn)過(guò)程中，及時(shí)補(bǔ)充抗高溫的磺化材料，以確保鉆井液的抗溫性，嚴(yán)格控制API及高溫高壓失水；提比重前先封堵，必須做到先封堵后提高比重的原則，高比重條件下，定期加入潤(rùn)滑劑，同時(shí)配合防塌劑和QS-2的復(fù)配使用形成致密泥餅，優(yōu)質(zhì)快速地鉆穿沙井子組，該段鉆進(jìn)加強(qiáng)液面監(jiān)控的同時(shí)還要合理選擇泥漿比重；如施工的皮山2井以鉆井液密度1.43g/cm3鉆進(jìn)至4848m（二疊系上統(tǒng)沙井子組）返砂中掉塊明顯增多，將鉆井液密度提至1.47g/cm3井內(nèi)恢復(fù)正常。玉北8井，沙井子底部與開(kāi)派茲雷克組交界面，底部粉砂出現(xiàn)高壓鹽水層，密度由1.53g/cm3提至1.60g/cm3基本壓住水層。提高密度同時(shí)要注意封堵劑的配合加入，同時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑，鉆進(jìn)過(guò)程中若不發(fā)生漏失，揭開(kāi)茲雷克組前也應(yīng)對(duì)沙井子組井段進(jìn)行堵漏作業(yè)，以提高地層的承壓能力。橋堵堵漏配方為：原漿+1%QS-2+2%CXD+2%細(xì)核桃殼+3%粗核桃殼+ 1%云母片+1.5%PB-1。

開(kāi)派茲雷克組：巖性以灰黑色玄武巖、灰綠巖、薄層棕色凝灰?guī)r為主、夾泥巖；其中開(kāi)派茲雷克組火成巖地層裂縫發(fā)育且充填泥巖，地應(yīng)力較大，安全窗口較窄，易發(fā)生垮塌掉塊和漏失。如玉北4渦輪鉆井試驗(yàn)過(guò)程中由于火成巖坍塌造成卡鉆，被迫側(cè)鉆，下套管過(guò)程中由于火成巖影響，三開(kāi)固井質(zhì)量差。玉北3-1井在二疊系開(kāi)派茲雷克組4387.4～4479m井段先后發(fā)生4次漏失，累計(jì)漏失密度1.58～1.60g/cm3鉆井液217.08m3；玉北1-5井鉆至井深4321.11m(二疊系開(kāi)派茲雷克組)發(fā)生井漏；累計(jì)漏失密度1.53g/cm3鉆井液9.5m3。玉北1-6井鉆至井深5162.02m發(fā)生井漏（二疊系開(kāi)派茲雷克組)，累計(jì)漏失密度1.53g/cm3油基鉆井液11m3。玉北1井鉆至二疊系中統(tǒng)開(kāi)派玆雷克組（4521m進(jìn)入，巖性深灰色、灰黑色玄武巖，）鉆進(jìn)過(guò)程中開(kāi)鉆出現(xiàn)少量掉塊，后數(shù)量逐步增多，接單根常有上提下放阻卡，泵壓升高現(xiàn)身;下鉆多次在4521～4800m處遇阻嚴(yán)重，劃眼期間扭矩增大、泵壓升高，鉆井液密度由1.20g/cm3逐步1.35g/cm3，在石炭系卡拉沙依組取芯時(shí)，下鉆至二疊系開(kāi)派玆雷克組遇阻發(fā)生卡鉆，處理時(shí)鉆井液密度從1.35g/cm3逐步提至1.40g/cm3。YB1-1井在二疊系5077m(庫(kù)普庫(kù)茲滿組)使用1.35g/cm3鉆井液鉆進(jìn)造成卡鉆故障（現(xiàn)在分析可能為二疊系中統(tǒng)開(kāi)派茲雷克組火山巖垮塌造成），事故處理后用1.40g/cm3的鉆井液恢復(fù)正常鉆進(jìn)。YB3井、玉北7分別使用1.40g/cm3、1.50g/cm3的鉆井液順利鉆穿二疊系開(kāi)派玆雷克組。玉北8井鉆至井深5644.27m（二疊系開(kāi)派玆雷克組），地層出水，Cl-由66000mg/L降至13000mg/L，鉆井液密度由1.60g/cm3上提至1.70g/cm3壓住水層；為保障后續(xù)地層安全鉆進(jìn)，鉆至井深5900.87m轉(zhuǎn)換為油基鉆井液體系。由于玄武巖微裂縫發(fā)育，易水化剝落掉塊卡鉆；應(yīng)認(rèn)真分析返出的玄武巖巖屑，確定玄武巖的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，從而采取相應(yīng)的技術(shù)措施。鉆至玄武巖頂部，調(diào)整泥漿性能(主要是提高泥漿粘切及比重)，是確保順利穿過(guò)玄武巖的首要條件。①轉(zhuǎn)換泥漿體系，轉(zhuǎn)換為鉀胺基聚磺體系，推薦聚胺加量在0.3%～0.5%之間，同時(shí)使用聚陰離子纖維素調(diào)整失水。②調(diào)整流變性，使鉆井液流性指數(shù)控制在0.4～0.7之間，使鉆井液流型達(dá)到平板層流的最佳流型，減少對(duì)井壁的沖刷。③鉆進(jìn)期間主要做好封堵防塌工作，嚴(yán)格控制密度的前提下，同時(shí)加入超細(xì)碳酸鈣、多功能屏蔽暫堵劑、乳化瀝青、非滲透劑等，強(qiáng)化鉆井液封堵造壁性能，提高井壁承壓能力。④控制泥漿泵排量，減少對(duì)井壁的沖刷，一般控制在25～40L/s。⑤在二疊系井段起下鉆時(shí)，控制起下鉆速度，減少玄武巖井段的抽吸及激動(dòng)壓力。⑥鉆進(jìn)過(guò)程中若發(fā)生漏失，應(yīng)采取堵漏措施，運(yùn)用“間歇式頂替橋堵工藝”堵漏。鉆進(jìn)過(guò)程中若不發(fā)生漏失，下套管前也應(yīng)對(duì)玄武巖井段進(jìn)行堵漏作業(yè)，以提高地層的承壓能力，提高固井質(zhì)量。堵漏配方為：原漿+1%QS-2+ 2%CXD+2%細(xì)核桃殼+3%粗核桃殼+1%云母片+1.5% PB-1。⑦泥漿比重提高后，為防止長(zhǎng)裸眼井的壓差卡鉆增加潤(rùn)滑劑的加量，控制Kf≤0.08。⑧優(yōu)選鉆頭類(lèi)型，爭(zhēng)取一只鉆頭鉆穿玄武巖，減少在玄武巖井段的起下鉆次數(shù)。玉中1井相對(duì)以前玉北鉆遇的井風(fēng)險(xiǎn)更大，噴漏同層，地層水為高含鈣水層，鈣離子含量達(dá)到10000mg/L左右，出水時(shí)立管求壓達(dá)到2.05g/cm3當(dāng)量，油基泥漿在此等環(huán)境維護(hù)極其不易，鉆至井深

第三，庫(kù)普庫(kù)茲滿組：巖性以棕褐、褐灰、灰色、棕紅色泥巖、灰質(zhì)泥巖夾灰色灰質(zhì)粉砂巖；仔細(xì)觀察巖屑，是否含有輝綠巖，并采取有效的防塌措施。玉北1井三開(kāi)鉆進(jìn)至二疊系庫(kù)普庫(kù)茲滿組發(fā)生卡鉆導(dǎo)致側(cè)鉆。玉北4井使用渦輪鉆具鉆進(jìn)至庫(kù)普庫(kù)茲滿組（4934.11m）發(fā)生卡鉆，經(jīng)多次震擊、套銑處理無(wú)效填井側(cè)鉆；該井從開(kāi)派玆雷克組低界以下2m（即4810m）側(cè)鉆作業(yè)，側(cè)鉆至4938m短起下，劃眼至4926m突然憋泵，上提遇卡，判斷井下掉塊，多次活動(dòng)后提離危險(xiǎn)井段4900～4926m(地層：開(kāi)派玆雷克組，巖性：棕褐色泥巖)，提密度至1.47g/cm3鉆至5026m,下鉆至4977m遇阻，后提密度至1.50g/cm3后井下恢復(fù)正常。玉中1井鉆進(jìn)至6063.04m（庫(kù)普庫(kù)茲滿組），由于地層出水將鉆井液密度從1.65g/cm3循環(huán)加重至1.81g/cm3后發(fā)生漏失。玉北1-5井在此井段發(fā)現(xiàn)了鹽水侵；由于二疊系開(kāi)派茲雷克組與庫(kù)普庫(kù)茲滿組交接面及以深地層井徑擴(kuò)大率較大，井壁垮塌嚴(yán)重加之脆性泥巖水化剝落等。因此重點(diǎn)做好井壁穩(wěn)定的同時(shí)合理控制鉆井液密度將鹽水層壓死，每天早中晚勤測(cè)氯根和泥漿性能；隨鉆過(guò)程中使用封堵防蹋劑、降濾失劑及屏蔽暫堵劑等相結(jié)合的化學(xué)固壁措施，提高井壁穩(wěn)定能力。

第四，南閘組：巖性主要以灰色、淺灰色泥質(zhì)灰?guī)r為主；玉北10井三開(kāi)鉆至卡拉沙依組5919m,短起下鉆阻卡，循環(huán)期間井口鉆井液密度由1.50g/cm3下降至1.45g/cm3，粘度由60s降至49s,氯根無(wú)變化，判斷地層出水，分析層位為南閘組5767～5768m井段，經(jīng)關(guān)井求壓，水層地層壓力當(dāng)量密度為1.72g/cm3。南閘組地層出水后，地層水浸泡上部易垮塌地層后加劇了井壁失穩(wěn)，地層掉塊增多，下鉆遇阻嚴(yán)重，劃眼困難等，最后被迫回填，使用油基鉆井液進(jìn)行側(cè)鉆。本井段增強(qiáng)鉆井液穩(wěn)定井壁的同時(shí)還要合理選用鉆井液密度，保持井壁力學(xué)穩(wěn)定情況下將鹽水層壓死(主要采用物理化學(xué)方式阻止或抑制地層的水化作用，具體是：①提高鉆井液的抑制性；②用物理化學(xué)方式封堵地層的層理和裂隙，阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層；③提高鉆井液對(duì)地層的膜效率，降低鉆井液活度使其等于或小于地層水的活度；4.提高鉆井液濾液的粘度，降低鉆井液高溫高壓濾失量和泥餅滲透率，盡量減少鉆井液進(jìn)入地層的量等)。

奧陶系上統(tǒng)良里塔格組、中下統(tǒng)鷹山組，巖性為淺灰色泥晶灰?guī)r和灰色灰?guī)r為主。由于灰?guī)r、云巖地層易漏、易涌，鉆進(jìn)過(guò)程中做好防漏、防涌的井控工作。YB7井鉆至井深6104.91m發(fā)生漏失，地層為鷹山組，測(cè)得漏速為1.78m3/h，通過(guò)降低排量和加入屏蔽暫堵劑堵漏成功，共漏失鉆井液17m3。玉北4井鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生溢流，溢流量1.62m3/h,立壓16.2MPa,套壓16MPa；玉北8井鉆至6985m，由于氣測(cè)值居高不下，將鉆井液密度由1.08g/cm3上調(diào)至1.15g/cm3后氣測(cè)值恢復(fù)正常。鉆至7174.02m以后每次起下鉆排后效過(guò)程中井底伴有少量鹽水出現(xiàn)Cl-：2900↑5200mg/L，導(dǎo)致井漿中的Cl-上漲至4700mg/L。玉北1井在奧陶系鷹山組5603.68m井段發(fā)生漏失（鉆井液密度1.40g/cm3）,共漏失泥漿445.6m3。玉北1-2X井鉆至5115處發(fā)生漏失（鉆井液密度1.40g/cm3），漏失鉆井液618.2m3。

（1）按設(shè)計(jì)要求合理使用鉆井液密度，同時(shí)加入QS-2、PB-1、MFG-3等材料，調(diào)整好鉆井液性能后鉆進(jìn)。

（2）由于井眼間歇小、裸眼段長(zhǎng)、返速低，為了保證攜砂性，坂土含量控制在30g/L，該井段井溫較高，鉆井中及時(shí)補(bǔ)充抗溫材料，提高鉆井液的抗溫性和體系的穩(wěn)定性。

（3）盡量縮短鉆井液對(duì)油氣層的侵泡時(shí)間，減少鉆井液對(duì)目的層的污染，按照儲(chǔ)層保護(hù)要求，盡量控制pH值在9.5以?xún)?nèi)、API濾失量和高溫高壓濾失量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

（4）使用好固控設(shè)備，加強(qiáng)井控和液面監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流和井涌。

3　結(jié)論與建議

（1）新近系上部井段就是采用封堵性較強(qiáng)的聚合物體系，鉆穿西域組、阿圖什圖組及帕布拉克組中部，充分利用強(qiáng)抑制的同時(shí)加強(qiáng)固控設(shè)備使用，建議每天使用離心機(jī)徹底清除固相。

（2）進(jìn)入安居安組后，由于砂泥巖互層段水化，厚泥皮極易產(chǎn)生，鉆井液應(yīng)從封堵及轉(zhuǎn)化泥漿體系著手，轉(zhuǎn)換為KCl-聚磺防塌鉆井液體系，加強(qiáng)氯根離子的監(jiān)測(cè)，使用優(yōu)質(zhì)大分子包被，控制粘切在38～45s以?xún)?nèi)。

（3）提高比重之前做好地層封堵工作，適當(dāng)加入抗鹽處理劑結(jié)合1%～2%軟化點(diǎn)適當(dāng)?shù)臑r青類(lèi)處理劑形成致密泥餅，杜絕壓差卡鉆；鹽膏層段控制失水，勤測(cè)離子含量，認(rèn)真仔細(xì)掌握好井內(nèi)狀況，及時(shí)形成預(yù)案，同時(shí)工程制定合理的鉆井規(guī)范，控制起下鉆速度。

（4）進(jìn)入沙井子組前提前處理好鉆井液性能，并加入瀝青、封堵劑，使泥漿在鉆開(kāi)地層時(shí)能有效及時(shí)的進(jìn)行封堵，并控制濾液離子的含量，以達(dá)到抑制效果；在沙井子組及二疊系、石炭系地層應(yīng)加大泥餅潤(rùn)滑劑的使用，同時(shí)堅(jiān)持鉆井紀(jì)律，減少事故風(fēng)險(xiǎn)。

（5）針對(duì)二疊石炭地層的防塌，需從物理、化學(xué)防塌多方面入手，靠強(qiáng)封堵和合理的密度支撐徹底解決現(xiàn)場(chǎng)施工復(fù)雜問(wèn)題。建議從優(yōu)化鉆井液體系研究入手，開(kāi)展甲酸鹽、聚胺、硅酸鹽體系探索封堵防塌方面研究，解決高密度鉆井液維護(hù)及灰?guī)r破碎性地層防塌難題。

（6）全井段加強(qiáng)液面監(jiān)測(cè)及濾液分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

[1]李公讓?zhuān)w懷珍，薛玉志，等.超高密度高溫鉆井液流變性影響因素研究[J].鉆井液與完井液，2009.

[2]安文華，王書(shū)琪.克拉2號(hào)氣田鹽膏層高壓氣層鉆井液技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2003,20(3):12-17.

[3]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].2001.

TE254

B

1004-5716(2015)07-0021-05

2014-01-04

2014-01-05

吳育輝（1982-），男（漢族），陜西西安人，助理工程師，現(xiàn)從事鉆井液技術(shù)服務(wù)工作。