井壁修復(fù)器在吉木薩爾頁(yè)巖油區(qū)塊鹽膏層的應(yīng)用

周哲文　武東生　陳云峰　王德平　付光軍

摘 要：吉木薩爾頁(yè)巖油是新疆油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)塊。該區(qū)塊第四系未成巖粘土、砂礫巖層易垮塌，地層造漿嚴(yán)重，新近系、古近系鹽巖、膏泥巖（700-1000m），易膨脹縮徑、鉆井液性能污染嚴(yán)重，導(dǎo)致長(zhǎng)、短拉、中完起鉆、下套管阻卡現(xiàn)象頻繁發(fā)生。鉆井施工過(guò)程中雖然采用具有強(qiáng)抑制性鉀鈣基聚胺有機(jī)鹽鉆井液體系，優(yōu)化鉆井液性能指標(biāo)和配套長(zhǎng)-短拉（兩短一長(zhǎng)）工程措施，沒(méi)有徹底解決該井段起下鉆阻卡問(wèn)題。通過(guò)對(duì)復(fù)雜情況調(diào)研和鹽膏層膨脹縮徑機(jī)理分析，二開鉆進(jìn)中使用井壁修復(fù)器隨鉆修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼，解決起下鉆阻卡、劃眼問(wèn)題，降低復(fù)雜事故時(shí)效縮短鉆井周期。

關(guān)鍵詞：井壁修復(fù)器;頁(yè)巖油;縮徑;擴(kuò)劃眼

1 完成井復(fù)雜情況調(diào)研及鹽膏層蠕變縮徑機(jī)理分析

調(diào)研中，2019年8月份前完成井9口井，由于新近系、古近系鹽膏層蠕變縮徑，導(dǎo)致起下鉆遇阻（倒）劃眼7井次，卡鉆2井次（填井側(cè)鉆1井次），累計(jì)損失時(shí)間392.67小時(shí)，嚴(yán)重制約鉆井速度，給公司造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。鹽膏層蠕變縮徑機(jī)理分析，鹽膏層中結(jié)晶鹽主要NaCl、CaSO4、Na2SO4為主，結(jié)晶鹽溶解改變了鹽膏層原始受力狀態(tài)。地層泥巖中含有大量結(jié)晶鹽和礦化度較高的水，提高伊利石粘土吸水能力。伊利石礦物吸水機(jī)理不同于蒙脫石且有較豐富紋理，吸收少量水分也能引起泥巖強(qiáng)度大幅度下降。鹽巖、膏泥巖的塑性變形導(dǎo)致井壁不穩(wěn)。鹽膏層在長(zhǎng)期成巖過(guò)程中形成覆蓋壓力、空隙壓力和顆粒應(yīng)力的平衡狀態(tài)。鉆開鹽膏層后打破原平衡狀態(tài)，致使泥巖變位、移動(dòng)、產(chǎn)生變形。

2 現(xiàn)場(chǎng)配套鉆井技術(shù)措施

2.1 鉆井液技術(shù)措施

鉆完水泥塞后將鉆井液轉(zhuǎn)化為鉀鈣基聚胺有機(jī)鹽鉆井液，性能達(dá)標(biāo)后方可二開鉆進(jìn)。二開鉆進(jìn)以0.5-0.7% IND10+1.5-2.5%SP-8+0.5%NaOH膠液維護(hù)，密度：1.35g;粘度：45-55s;失水<4mL;K+：25000-30000mg/l;CL-：100000-120000mg/l。新近系底部，提密度至1.40g/cm3，粘度45-50s，失水≤4mL，包被劑濃度保持在0.75%，預(yù)防鹽膏層縮徑阻卡。進(jìn)入頭屯河前提密度至1.45-1.55g/cm3，50-55s，失水≤4mL;持續(xù)補(bǔ)充2%NFA-252.5%乳化KH-N、3%QCX-1等強(qiáng)化造壁防塌，預(yù)防頭屯河-西山窯交界面、煤層、水敏性地層井壁穩(wěn)定坍塌。

2.2 配套井壁修復(fù)技術(shù)措施

二開鉆進(jìn)，每250-300m（或24小時(shí)）短程起鉆一次，執(zhí)行“兩短一長(zhǎng)”工程措施，以免新近系、古近系膏泥巖（700-1000m）地層縮徑起下鉆阻卡。二開鉆進(jìn)至1350-1400m起鉆至套管腳加井壁修復(fù)器（圖1），接井壁修復(fù)器距鉆頭500m的（鉆桿）位置，下鉆到底鉆進(jìn)過(guò)程中在新近系、古近系隨鉆重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆至2300-2350m長(zhǎng)拉至修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面，卸下修復(fù)器接在距鉆頭1800-1850m位置隨鉆修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆至3000m左右起鉆至修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面甩掉修復(fù)器，下鉆鉆完中完進(jìn)尺，確保膏泥巖井段起鉆暢通。

3 井壁修復(fù)器在J10039井、JHWL2-1現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

J10039井是準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷頁(yè)巖油區(qū)塊的一口控制直井，設(shè)計(jì)井深4085m，二開中完井深3240m。用￠444.5mm的PDC頭一開鉆進(jìn)至497.5m，下入￠339，7的表層套管497.1m。用311.2mm的PDC鉆頭二開鉆進(jìn)，分別在758.46m、1000m短程起下鉆。鉆進(jìn)至1202m起鉆至距鉆頭495m（鉆桿）位置接￠308mm井壁修復(fù)器，下鉆到底鉆進(jìn)過(guò)程中井壁修復(fù)器出套管在新近系、古近系隨鉆柱重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆進(jìn)至2100.55m起鉆至495m修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面，卸下修復(fù)器接在距鉆頭1599m的位置隨鉆修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆進(jìn)至3007m起鉆至修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面甩掉井壁修復(fù)器，下鉆鉆至3240m中完，全井起鉆暢通。

JHWL2-1是噶爾盆地東部隆起昌吉油田吉木薩爾凹陷蘆草溝組的一口評(píng)價(jià)直井，設(shè)計(jì)井深4650m，二開中完井深3783m。用￠444.5mm的PDC頭一開鉆進(jìn)至500.5m，下入￠339，7的表層套管499.1m。用311.2mmPDC鉆頭二開鉆進(jìn)，分別在717m、921m短程起下鉆。鉆進(jìn)至1154m起鉆至距鉆頭540m（鉆桿）位置接￠308mm井壁修復(fù)器，下鉆到底鉆進(jìn)過(guò)程中井壁修復(fù)器在新近系、古近系隨鉆柱重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆進(jìn)至1940m起鉆至480m修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面，卸下修復(fù)器接在距鉆頭1460m的位置隨鉆柱重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼。鉆進(jìn)至2692m起鉆至修復(fù)器出轉(zhuǎn)盤面甩掉井壁修復(fù)器，下鉆鉆至3783m中完進(jìn)尺。全井長(zhǎng)拉、短拉、起鉆暢通無(wú)阻。

效果分析：井壁修復(fù)器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二開井段使用，執(zhí)行“兩短一長(zhǎng)”的工程措施，在新近系、古近系膏泥巖井段隨鉆柱重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼，確保起下鉆暢通，縮短了鉆井周期，復(fù)雜事故損失為零。統(tǒng)計(jì)分析J10039、JHWL2-1兩口井節(jié)約鉆井周期3.32天，節(jié)約費(fèi)用30.74萬(wàn)元（ZJ70DB日費(fèi)9.26萬(wàn)元）。

綜上所述，井壁修復(fù)器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二開井段使用，實(shí)現(xiàn)了在新近系、古近系膏泥巖井段重復(fù)修復(fù)井壁和擴(kuò)劃眼的優(yōu)越性，降低了起下鉆過(guò)程中的卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了鉆井周期，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可重復(fù)使用，值得在頁(yè)巖油區(qū)塊二開￠311mm井眼推廣應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：

周哲文（1965- ），男，漢族，甘肅民勤人，鉆井液高級(jí)技師，主要從事現(xiàn)場(chǎng)鉆井液技術(shù)服務(wù)工作。