高壓膏鹽層定向井鉆井關(guān)鍵技術(shù)

聶 臻 張振友 羅慧洪 鄒 科

1.中國石油集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 2.中國石油中東公司哈法亞項(xiàng)目部

Jeribe—Kirkuk是伊拉克哈法亞油田的主力儲(chǔ)層之一，其上部的蓋層為厚約500 m的第三系（國內(nèi)已改稱古近系、新近系）Lower Fars高壓膏鹽層（以下簡(jiǎn)稱Lower Fars層），其地層壓力系數(shù)高達(dá)2.25。該區(qū)鉆直井在Lower Fars層未發(fā)生嚴(yán)重的井下復(fù)雜情況，而穿越Lower Fars層的?311.2 mm定向井段的7口井在 MB3層出現(xiàn)了不同程度的井下復(fù)雜，主要表現(xiàn)為膏鹽層井壁失穩(wěn)導(dǎo)致的縮徑、超拉、卡鉆、卡套管和井漏，為定向井水平井開發(fā)Jeribe—Kirkuk儲(chǔ)層的鉆井作業(yè)帶來極大的困難與挑戰(zhàn)。筆者通過對(duì)Lower Fars鹽/膏/泥巖的力學(xué)特性、孔隙壓力、地應(yīng)力大小以及不同巖性的礦物特征研究，建立Lower Fars層不同巖性地層井壁穩(wěn)定和井眼變形規(guī)律的數(shù)學(xué)模型和判定規(guī)則，模擬鉆井過程中的井眼變形規(guī)律，針對(duì)性地開展適用于膏鹽層定向鉆井的高密度飽和鹽水鉆井液體系，優(yōu)化定向井井眼軌跡與施工方案，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。

1 地質(zhì)工程概況

1.1 地質(zhì)分層及巖性特征

該區(qū)Jeribe—Kirkuk儲(chǔ)層深2 000 m左右，鉆遇地層自上而下分別為第三系的Upper Fars，以砂泥巖為主，厚度大于1 300 m；Lower Fars層，以石膏、鹽巖、泥頁巖夾層為主，厚度大于500 m，是區(qū)域蓋層，從上到下依次分為MB5層、MB4層、MB3層、MB2層、MB1層，其MB5—MB3層主要為泥巖和硬石膏互層，夾少灰?guī)r和鹽巖，MB2層主要為鹽巖，MB1層主要為硬石膏，Lower Fars層下部垂直距離介于10～15 m即為Jeribe—Kirkuk儲(chǔ)層，其定向井水平井需要在異常高壓的Lower Fars膏鹽層進(jìn)行定向鉆井作業(yè)。

1.2 工程概況

該區(qū)以?914.4 mm鉆頭鉆至±25 m，下入?762.0 mm導(dǎo)管；定向井為四開結(jié)構(gòu)，井身結(jié)構(gòu)如表1所示。前期已鉆定向井的造斜點(diǎn)選擇在?311.2 mm井眼Lower Fars MB5層位，井深1 395 m左右，井斜角介于35°～70°，造斜率介于2°/30 m～4°/30 m，靶前位移500～800 m。

表1 鉆遇Jeribe—Kirkuk 主力儲(chǔ)層定向井的典型井身結(jié)構(gòu)表

1.3 鉆井復(fù)雜情況

該區(qū)第1口定向井HF007-JK007在Lower Fars層定向造斜，出現(xiàn)了嚴(yán)重的井壁失穩(wěn)問題，在?311.2 mm井眼鉆至MB3層底部井塌卡鉆，側(cè)鉆后于MB3層位再次卡鉆，二次側(cè)鉆，共損失時(shí)間46 d；HF014-JK014D1井?311.2 mm井眼鉆至中完井深，劃眼時(shí)在2 120 m卡鉆，打水泥側(cè)鉆，共損失時(shí)間41.75 d。HF060-JK060H1與HF075-JK075H井下?244.5 mm套管在MB3層卡套管，提前下套管完井，井身結(jié)構(gòu)由四開變?yōu)槲彘_，即在Lower Fars層下了兩層套管。事故復(fù)雜主要集中在?311.2 mm井眼Lower Fars MB3層，表現(xiàn)為縮徑、超拉、卡鉆、卡套管等，鉆井復(fù)雜事故情況如表2所示。

發(fā)生事故的定向井采用了直井用飽和鹽水聚合物鉆井液體系，與直井鉆過Lower Fars層技術(shù)措施相比，一方面鉆井液密度需要從2.25 g/cm3提高至2.35 g/cm3以穩(wěn)定地層，另一方面由于定向通過Lower Fars層所用時(shí)間長(zhǎng)，鉆井液與膏鹽層及高礦化度地層水接觸時(shí)間長(zhǎng)，體系更容易受到污染，導(dǎo)致鉆井液固相含量不斷增多，流變性能迅速惡化，先期采用的鉆井液體系在鉆遇Lower Fars層時(shí)，漏斗黏度由75 s快速升高至183 s，鉆井液性能如表3所示。表明采用Lower Fars層直井段鉆井所用的飽和鹽水高密度鉆井液配方及性能不能滿足Lower Fars層定向鉆井的要求，需要進(jìn)一步提高鉆井液抗高價(jià)離子污染的能力，提高其抑制性和流變性。

綜合分析Jeribe—Kirkuk儲(chǔ)層已鉆井表明：Jeribe—Kirkuk 直井在Lower Fars膏鹽層未發(fā)生嚴(yán)重的井下復(fù)雜情況，但Jeribe—Kirkuk定向井在定向鉆遇Lower Fars膏鹽層的過程中出現(xiàn)了不同程度的井下復(fù)雜，主要表現(xiàn)為卡鉆、卡套管和井漏，主要集中在?311.2 mm井眼Lower Fars MB3層，主要原因是井壁失穩(wěn)造成的井塌卡鉆以及高密度情況下的黏卡，并隨著井斜的增大，鉆井液密度的升高，鉆井液性能的惡化（甚至失去流變性），進(jìn)一步加劇鉆井復(fù)雜的發(fā)生，且一旦卡鉆，事故處理難度大，周期長(zhǎng)。

2 鉆井難點(diǎn)及對(duì)策分析

根據(jù)Lower Fars層的特點(diǎn)及定向鉆井要求，該區(qū)定向井水平井鉆井面臨以下的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)：

表2 在Lower Fars膏鹽層已鉆定向井水平井復(fù)雜統(tǒng)計(jì)表

表3 飽和鹽水聚合物鉆井液性能應(yīng)用情況表

1） Lower Fars層為泥巖、石膏及純鹽交替互夾層，地層巖性復(fù)雜，井壁穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌、縮徑等井壁失穩(wěn)問題，定向造斜井段極易發(fā)生井塌、卡鉆、卡套管等事故。

2）工程實(shí)踐表明，定向鉆遇Lower Fars層時(shí)，鉆井液密度至少應(yīng)提高至2.35 g/cm3以保證井壁穩(wěn)定；對(duì)超高密度鉆井液流變性、抑制防塌性、抗鹽鈣污染、潤(rùn)滑性以及鉆井液性能的維護(hù)提出了較高要求。

3）井斜大，定向鉆井過程中扭矩大、坍塌、掉塊嚴(yán)重、阻卡頻繁，巖屑床清潔困難。

根據(jù)以上難點(diǎn)，制定了如下對(duì)策：

1）針對(duì)Lower Fars層的特性及開發(fā)定向井鉆井要求，開展Lower Fars鹽/膏/泥巖不同巖性的井壁穩(wěn)定研究，找出井壁失穩(wěn)的主控因素。

2）根據(jù)井壁失穩(wěn)機(jī)理，對(duì)目前Jeribe—Kirkuk定向井、水平井井眼軌道及鉆井工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低井斜及膏鹽層定向段長(zhǎng)度，減少摩阻和定向鉆井的難度，降低卡鉆和卡套管的風(fēng)險(xiǎn)。

3）針對(duì)膏鹽層特性及定向鉆井要求，開展超高密度飽和鹽水強(qiáng)抑制分散鉆井液體系的研究，提高并維護(hù)鉆井液在膏鹽層定向鉆井過程中的抑制性及流變性。

3 Lower Fars層膏鹽段井壁失穩(wěn)機(jī)理

通過對(duì)Lower Fars層的鹽巖、膏巖、泥巖的力學(xué)特性、孔隙壓力、地應(yīng)力大小以及不同巖性的礦物特征研究，綜合考慮該地層鹽巖—硬石膏—泥巖互層特征，建立Lower Fars層井壁穩(wěn)定和井眼變形規(guī)律的數(shù)學(xué)模型和判定規(guī)則，模擬鉆井過程中的井眼變形規(guī)律，揭示出Lower Fars層井壁失穩(wěn)機(jī)理[1-7]。

1）Lower Fars層巖性變化大，巖石強(qiáng)度變化劇烈，其中硬石膏具有明顯的硬脆性，單軸抗壓強(qiáng)度高介于100～130 MPa，不具有蠕變和水化特性；鹽巖強(qiáng)度介于8～10 MPa，蠕變速率低；泥巖含蒙脫石、少量石鹽和硬石膏，強(qiáng)度介于20～40 MPa，干燥條件下其蠕變速率低于鹽巖，但具有明顯的水化特性，易導(dǎo)致縮徑和井壁坍塌，對(duì)井壁穩(wěn)定影響較大。

2）Lower Fars層中的泥巖由欠壓實(shí)導(dǎo)致異常高壓，地層壓力高達(dá)2.25 g/cm3，但500 m厚度的地層，其壓力變化較大。該層段從MB5小層開始逐漸起壓，達(dá)到高壓后在MB3層逐漸降低至1.48～1.66 g/cm3，之后壓力重新升高，進(jìn)入MB2層后壓力恢復(fù)正常，故為防止鉆井及固井過程中井漏的發(fā)生，鉆穿MB2層（鹽層）后應(yīng)迅速完鉆，MB1層0.5 m左右下入套管固井。

3）Lower Fars層的地應(yīng)力水平較高，最小地應(yīng)力當(dāng)量密度介于1.70～2.37 g/cm3，最大地應(yīng)力當(dāng)量密度介于1.96～2.44 g/cm3，上覆巖層壓力當(dāng)量密度介于2.41～2.47 g/cm3，該地層上覆巖層壓力與水平最大地應(yīng)力之比為1.10左右，井壁力學(xué)失穩(wěn)的可能性較??；水平最大地應(yīng)力方位介于N15°～E45°，隨方位角的變化，橫向地應(yīng)力差異不大，說明方位角對(duì)該區(qū)定向井井壁穩(wěn)定性的影響較小，但井斜角是影響定向井井壁穩(wěn)定的主要因素，井壁失穩(wěn)隨井斜角的增大而增大，當(dāng)井斜角超過55°后，井眼變形量急劇升高，鉆井風(fēng)險(xiǎn)增大。

4）井眼變形規(guī)律數(shù)值模擬分析表明，水平最大地應(yīng)力方位井眼縮徑比水平最小地應(yīng)力方位嚴(yán)重；泥巖層頂部和底部的縮徑比泥巖層中部嚴(yán)重，即巖性交界面更容易縮徑；泥巖井眼縮徑風(fēng)險(xiǎn)隨井斜角的增大，井眼變形量急劇升高，鉆井風(fēng)險(xiǎn)增大，臨界井斜角隨鉆井液密度和井眼鉆開時(shí)間而變化，其關(guān)系如圖1所示。

5）通過井壁穩(wěn)定研究，Lower Fars層中最易失穩(wěn)地層為泥巖，該地層直井和定向井維持力學(xué)穩(wěn)定的安全鉆井液密度窗口較寬，泥巖坍塌壓力介于2.13～2.27 g/cm3，泥巖破裂壓力介于2.58～3.23 g/cm3，如果鉆井液密度合理，一般不易發(fā)生純力學(xué)失穩(wěn)。

圖1 井斜角與鉆井液密度隨井眼鉆開時(shí)間的關(guān)系圖

6）Lower Fars層卡鉆的主因是泥巖水化后流變性增大，導(dǎo)致井眼縮徑，縮徑泥巖在鉆井過程中被破壞并拖拽相鄰硬石膏和鹽巖坍塌，形成鍵槽，加劇定向井卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)以上的研究結(jié)果，提出該區(qū)定向井鉆井對(duì)策：

1）沿水平最小地應(yīng)力方位鉆定向井水平井，有利于井壁穩(wěn)定。

2）根據(jù)靶前位移，盡量提高造斜點(diǎn)，降低Lower Fars層的井斜角及在Lower Fars層的定向井段；根據(jù)Lower Fars層井斜角及井眼鉆開時(shí)間，確定合適的鉆井液密度，以降低井眼縮徑卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

3）提高鉆井液的抑制性、流變性和礦化度，提高高密度飽和鹽水鉆井液的抗鹽、鈣污染的能力。

4）為防止井壁坍塌造成的阻卡風(fēng)險(xiǎn)，鉆井過程中注意勤劃眼，抑制井眼縮徑導(dǎo)致的卡鉆；在高壓層完鉆后立即下入套管封隔上部地層（即進(jìn)入MB1層0.5 m），降低井眼裸露時(shí)間，防止固井過程中漏失的發(fā)生。

4 定向井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)Lower Fars層井壁穩(wěn)定研究結(jié)果，進(jìn)行定向井井眼軌道的優(yōu)化[8-13]，以JK045D2井為例，①井口坐標(biāo)：736 077.37 m，3 506 327.0 m；A靶點(diǎn)坐標(biāo)（深度1 910.6 m）：736 551.0 m，3 506 891.5 m；B靶點(diǎn)坐標(biāo)（深度2 081.5 m）：2 081.5 m，736 621.0 m，3 506 974.9 m。②地層深度分別為：Upper Fars層為0～1 349 m，Lower Fars層為1 349～1 897 m，Jeribe—Kirkuk層為1 910～2 081 m。在相同的靶點(diǎn)及井口位置條件下，調(diào)整造斜點(diǎn)位置，設(shè)計(jì)3個(gè)井眼軌道方案，軌道優(yōu)化示意圖如圖2所示。

圖2 定向井井眼軌道穿越Lower Fars層方案圖

方案1：在Lower Fars層造斜，造斜點(diǎn)1 400 m，井斜角達(dá)到83.3°，該方案井斜角大，在Lower Fars層定向鉆井的井段較長(zhǎng)，鉆井風(fēng)險(xiǎn)較大。

方案2：在Upper Fars層和Lower Fars層均造斜，造斜點(diǎn)1 000 m左右，在Upper Fars層造斜至38°左右，再在Lower Fars層造斜至47.7°穩(wěn)斜至靶點(diǎn)，該方案將井斜角從83.3°降低至47.7°。

方案3：在Upper Fars層開始造斜，造斜點(diǎn)600 m，在Upper Fars層直接定向至靶點(diǎn)，井斜32.5°，在Lower Fars層穩(wěn)斜至井底，Lower Fars層定向井段較方案1、2縮短約120 m，方案3不僅大幅降低井斜角，且在Lower Fars高壓膏鹽層井段為穩(wěn)斜井段，大大降低定向鉆井及定向井工具控制的難度與井壁失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

通過對(duì)定向井井眼軌道優(yōu)化，確定軌道方案為：造斜點(diǎn)上移至Upper Fars層，根據(jù)靶前位移，確定造斜點(diǎn)的位置在500～800 m的范圍類，在Upper Fars層完成造斜，在Lower Fars層穩(wěn)斜鉆進(jìn)，井斜角盡量控制在55°以內(nèi)，造斜率控制在2.5°/30 m～4.5°/30 m的范圍內(nèi)。

5 超高密度飽和鹽水鉆井液技術(shù)優(yōu)化

為提高高密度飽和鹽水鉆井液抗鹽鈣能力，有效降低鉆井液的黏度和切力，提高鉆井液抗污染的能力，對(duì)鉆井液配方及外加劑進(jìn)行優(yōu)化研究[14-16]。

5.1 加重劑摻量及配比的優(yōu)選

鉆井液中加入加重劑后，由于固—固和固—液摩擦?xí)?dǎo)致鉆井液黏度增加，通過優(yōu)化加重劑摻量、粒度大小、級(jí)配及組成，可減小因加重劑帶來的黏度效應(yīng)，使鉆井液具有更好的流變性、濾失性等。為優(yōu)化加重劑的摻量及配比，以飽和鹽水為基漿，選擇重晶石與鐵礦粉為加重劑，進(jìn)行表4的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，重晶石有利于鉆井液濾失量的控制，鐵礦粉有利于鉆井液流變性的調(diào)控，當(dāng)重晶石和鐵礦粉混合使用，用重晶石配置鉆井液密度至1.80 g/cm3，再用鐵礦粉加重鉆井液密度至2.35 g/cm3時(shí)，鉆井液的黏度、切力及濾失量等性能較單用重晶石加重的鉆井液（配方2）性能好且加重劑摻量降低16%，故推薦配方5為L(zhǎng)ower Fars高密度飽和鹽水鉆井液的加重劑的組成與摻量。

5.2 引入合成類聚合物稀釋劑

為優(yōu)化鉆井液的流變性能，有效降低鉆井液黏度與切力，室內(nèi)進(jìn)行了鉆井液稀釋劑的優(yōu)選，不同稀釋劑對(duì)鉆井液流變性能影響如表5所示。

表4 不同摻量的重晶石和鐵礦粉對(duì)鉆井液性能的影響表

表5 各種稀釋劑對(duì)鉆井液流變性能的影響表

實(shí)驗(yàn)表明：在高密度鉆井液（2.35 g/cm3）中，常規(guī)稀釋劑可降低塑性黏度，但對(duì)靜切力改善不明顯，而新型聚合物稀釋劑JNJ可明顯降低鉆井液的塑性黏度和靜切力?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)分析表明，該新型稀釋劑可通過化學(xué)吸附和化學(xué)螯合作用吸附在加重劑顆粒表面，改變顆粒表面電勢(shì)，增加粒子之間的排斥力，破壞膨潤(rùn)土和聚合物之間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，更有利于高密度加重材料的分散，改善高密度水基鉆井液的懸浮穩(wěn)定性和流變性，更適用于低膨潤(rùn)土含量的高密度飽和鹽水鉆井液。

5.3 引入新型聚胺抑制劑

高壓膏鹽層定向鉆井過程中，飽和鹽水鉆井液的強(qiáng)抑制性、抗Ca2+/Mg2+離子污染的能力、pH值（9～10）的維護(hù)都存在較大困難，通過大量篩選試驗(yàn)，在體系中引入一種新型聚胺抑制劑BZ-HIB，該抑制劑分子量500萬～1 000萬，可完全溶于水，無增黏效應(yīng)，能像K+一樣嵌入黏土層，抑制膨潤(rùn)土的水化膨脹，也能通過氫鍵吸附在黏土表面抑制其水化，并能與其它處理劑發(fā)生協(xié)同和成膜效應(yīng)，對(duì)頁巖和泥巖的分散具有很強(qiáng)的抑制性，頁巖回收率實(shí)驗(yàn)表明：2%聚胺抑制劑頁巖恢復(fù)率可達(dá)到65.5%，而7%的KCl頁巖恢復(fù)率僅為50.7%，顯示其摻量低、抑制效果明顯；同時(shí)具有強(qiáng)堿性，能有效調(diào)節(jié)體系的pH值與濾失量，表6實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示1% BZ-HIB能有效維持鉆井液的pH值介于8.5～9，有利于鉆井液的綜合性能的調(diào)整。

表6 新型聚胺抑制劑對(duì)鉆井液綜合性能的影響表

針對(duì)高密度飽和鹽水鉆井液在井下極易形成厚泥餅和假泥餅，且特別容易發(fā)生面—面聚結(jié)，變成大顆粒而聚沉的特點(diǎn)，在Lower Fars層定向鉆井過程中，鉆井液的維護(hù)原則應(yīng)以護(hù)膠為主，降黏為輔；當(dāng)鉆井過程中鉆井液出現(xiàn)黏度、切力和濾失量上升時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充護(hù)膠劑，聚合物膠液如低密度HPAN、NPAN的濃度應(yīng)維護(hù)在1%，膨潤(rùn)土含量應(yīng)不大于20 g/L，Cl-濃度應(yīng)保持在19×104ppm，KCl摻量維持在5%～8%的范圍內(nèi)，根據(jù)鉆井液的性能變化添加足量的新型抑制劑與稀釋劑，以維護(hù)和保持鉆井液的防污染能力和流變性能；井內(nèi)返出的鉆井液應(yīng)嚴(yán)格經(jīng)過四級(jí)固控設(shè)備，最大限度除去無用固相，保證在?311.2 mm井眼的Lower Fars膏鹽層定向鉆井過程中高密度飽和鹽水聚合物鉆井液的性能始終滿足表7的性能要求。

6 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及效果

目前現(xiàn)場(chǎng)采用優(yōu)化后的井眼軌跡，造斜點(diǎn)提高至?444.5 mm井眼Upper Fars層，井深600 m左右，最大井斜控制在55°左右，在Upper Fars層達(dá)到設(shè)計(jì)的井斜后，在?311.2 mm及?212.7 mm井眼穩(wěn)斜鉆至設(shè)計(jì)井深，應(yīng)用優(yōu)化后的高密度鉆井液體系，進(jìn)一步簡(jiǎn)化?311.2 mm井眼高壓膏鹽層的鉆具組合和施工，直接采用螺桿鉆具（1.5°）+MWD代替之前為防止卡鉆在該井段采取的3套鉆具組合，即在造斜完成之后，還要換為常規(guī)穩(wěn)斜鉆具組合（帶隨鉆震擊器）或進(jìn)一步簡(jiǎn)化鉆具組合，甩掉扶正器，減少?203.2 mm鉆鋌數(shù)量，以保證在該層段順利的施工。目前現(xiàn)場(chǎng)分段實(shí)施過程為：二開?444.5 mm井眼采用常規(guī)鐘擺鉆具鉆至井深500 m（Upper Fars層）左右，采用螺桿鉆具（1.5°）+MWD開始定向，增斜至設(shè)計(jì)井斜，然后穩(wěn)斜鉆至Upper Fars層底部（大約深度：1 490 m MD/1 365 m TVD）中完；?311.2 mm井眼采用?311.2 mm螺桿鉆具+MWD的鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)格監(jiān)控扭矩、掉塊情況，如發(fā)現(xiàn)異常，立即采用倒劃眼/正劃眼方式，不斷修正井壁，控制起下鉆速率，防止抽吸壓力過大導(dǎo)致溢流發(fā)生，鉆至中完后，反復(fù)短拉、劃眼，確認(rèn)無遇阻后，起鉆，下入?244.5 mm套管固井，盡量降低鉆完井的風(fēng)險(xiǎn)。

表7 Lower Fars膏鹽層高密度鉆井液的性能要求表

現(xiàn)場(chǎng)采用優(yōu)化后的飽和鹽水鉆井液體系，隨?311.2 mm井眼井深和井斜的增加，鉆井液密度從2.22 g/cm3逐漸提高至2.35 g/cm3，鉆井液性能控制良好，漏斗黏度始終控制小于85 s，屈服值介于15～20 Pa，濾失量小于5 mL的范圍內(nèi)，保證了Lower Fars層的順利鉆進(jìn)。

截至目前，該區(qū)共計(jì)完成定向井20口、水平井2口。通過優(yōu)化定向井鉆井及鉆井液技術(shù)，2016年完成的11口定向井與前期完成的7口井對(duì)比，?311.2 mm井眼事故復(fù)雜得到有效控制，卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大幅降低，平均鉆井周期由前期的75 d，降低到目前的35.8 d，縮短52.8%，機(jī)械鉆速從平均3.3 m/h提高至7.33 m/h，提高122%；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果顯著，該技術(shù)可為高壓膏鹽層定向鉆井提供借鑒。

7 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1）Lower Fars高壓鹽膏層井壁失穩(wěn)機(jī)理研究表明，該段巖性變化大，泥巖水化特性強(qiáng)，泥巖水化導(dǎo)致井眼坍塌、縮徑并拖拽相鄰硬石膏和鹽巖垮塌是造成井壁失穩(wěn)的主要原因，其中以膏層、鹽層與泥巖交界面失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)最大。

2）Lower Fars層井壁變形失穩(wěn)隨井斜角和井眼鉆開時(shí)間的增大而增大，隨著井眼鉆開時(shí)間的延長(zhǎng)，井壁失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，鉆井液密度應(yīng)根據(jù)井斜角及井眼鉆開時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，以保證井壁的穩(wěn)定。

3）根據(jù)Lower Fars層井壁失穩(wěn)機(jī)理，將定向井造斜點(diǎn)由Lower Fars層提升至Upper Fars層，在Upper Fars層開始造斜，在Lower Fars層穩(wěn)斜，降低井斜和在Lower Fars層的定向段，進(jìn)一步降低高壓膏鹽層定向鉆井的風(fēng)險(xiǎn)。

4）通過優(yōu)化高密度鉆井液加重劑的組成及摻量，引入聚胺抑制劑BZ-HIB及聚合物稀釋劑JNJ，可有效提高并維護(hù)超高密度飽和鹽水鉆井液在膏鹽層定向鉆井過程中的抑制性及流變性，保證在Lower Fars高壓膏鹽層的安全定向鉆井。

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