高密度饱与盐水钻井液体系在大段盐膏层应用

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1、高密度饱与盐水钻井液体系在大段盐膏层应用　　摘要：我国油田盐膏层分布广泛，由于盐膏层极不稳定，钻井施工过程中常常引起各类工程事故，施工作业风险极大。本公司通过多年的钻井技术实践，对该钻井液体系在应用上有了较深层次的认识。本文从高密度饱和盐水钻井液技术方案的制定、钻井液的配制及现场应用三个方面进行了阐述，旨在为同类型井钻井液使用维护提供可借鉴的经验。关键词：饱和盐水盐膏层钻井液现场应用前言7我国油田盐膏层地层分布广，该层段在钻井和完井施工过程中受强地层应力的作用发生蠕变缩而导致缩径卡钻，另外石膏溶解会对钻井液造成污染。该类油田的开发周期长，成本高，严重影响油气勘探开发的进程。一般情况下，

2、盐的溶解是造成盐膏层钻井过程中各种井下复杂情况的主要原因。因此，要想顺利钻穿盐膏层，就必须采取有效的措施以控制盐的溶解速率。高密度饱和盐水钻井液矿化度极高，因此具有很强的抑制性，并具有很好的抗盐侵、钙侵和抗高温的能力，以及对地层损害小等特点，特别适于钻穿埋藏较深、厚盐层及岩性复杂的复合盐层。高密度饱和盐水钻井液体系设计及应用都是建立在深井盐膏层的地质物性特征分析评价基础之上，其配制及现场应用事关重要。1高密度饱和盐水钻井液的组成1.1膨润土或抗盐土主要用来提高饱和盐水钻井液的塑性粘度和动切力。一般情况下，钻井液中膨润土含量应控制在25～50g/L。钻井液中最佳膨润土含量应随钻井液密度与

3、温度增高而下降。膨润土应先将膨润土在淡水中进行预水化，然后再加盐或加到盐水钻井液中。而抗盐土可以直接加到盐水或饱和盐水钻井液中，但必须使用剪切枪使抗盐土在水中充分分散。1.2盐类一般选用氯化钠。在特殊情况下，亦选用氯化钾与氯化钠进行复配。对于石膏含量较高的地层，亦可选用硫酸胺，利用同离子效应来控制Ca2+对钻井液性能的不良影响。1.3护胶剂与降滤失剂使用时，处理剂数量必须加足，才能保证性能稳定。上述处理剂抗温能力不同，因此需依据所钻井最高井底温度来选用护胶剂和降滤失剂，以确保在高温下仍具有良好的性能。上述处理剂抗温能力不同，因此需依据所钻井最高井底温度来选用护胶剂和降滤失剂，以确保在高

4、温下仍具有良好的性能。钻进深部盐膏层时，为了降低高温高压滤失量，可加入磺化度高的磺化酚醛树脂或SPNH、SLSP等。71.4重结晶抑制剂为了抑制深井段因盐岩溶解而引起井径扩大，并避免出现井下复杂情况以及防止盐的重结晶，可在饱和盐水钻井液中加入适量的重结晶抑制剂，使其成为过饱和盐水钻井液。常用的重结晶抑制剂有氮—三乙酰胺、亚铁氰化钠、亚铁氰化钾、氯化镉和NTA。其中NTA是一种合成的氮氚三乙酰胺的衍生物盐抑制剂，除了具有抑制盐重结晶的作用外，还能提高钻井液的热稳定性，使滤失量略有下降，对钻井液流变性能影响不大，其加量一般为0.2%～0.4%。1.5其他降粘剂、流型调整剂、磺化沥青类产品、

5、烧碱与纯碱等。2钻井液及相关工艺确定2.1确定钻井液提高钻井液密度是控制盐膏层的蠕变速度的有效方法。钻开盐膏层之前，首先要提高上部地层的承压能力。考虑饱和盐水钻井液盐溶能力对盐膏层蠕变的抵消作用，满足钻盐膏层的要求，对盐上裸眼井段必须作地层承压堵漏作业，使地层承压能力达到要求。7高密度饱和盐水钻井液各种主要性能的一般范围是：密度，2.0～2.30g/cm3；漏斗粘度，60～80s；塑性粘度，60～75mPa·s；动切力，10～20Pa；API滤失4ml/1.0mm；HTHP滤失≤10ml/3.0mm；膨润土含量，20～30g/L；[Cl-]≥190，000mg/L；pH值，9～10。2

6、.2确定钻井液配方和性能要求受井身结构限制，选择中等钻井液密度（井眼收缩率取中值），钻进过程中必然出现一定的盐膏层塑性流动，工程上表现为缩径，选择饱和或过饱和盐水钻井液体系，难以解决缩径卡钻问题。为尽可能控制成本和满足盐膏层钻井提出的苛刻要求，钻井液体系的选择上只能选用针对性强的饱和盐水钻井液体系。考虑到饱和盐水钻井液盐溶扩径作用，确定实钻应用该密度范围满足施工要求的钻井液密度，通过钻井液液柱压力控制盐岩溶解速率，实现盐膏层蠕变与溶解的动态平衡，从而使缩径卡钻难题得以解决。2.3合理的钻井液维护措施在现场维护过程中，钻井液维护主要是要严格控制氯根含量范围在一个合适的区间，保证饱和盐水钻

7、井液对盐膏层的溶蚀速度，使盐层塑性蠕变速度与溶蚀速度达到一个动态平衡，以保证安全钻井、测井和下套管作业。另外还应注意严格控制膨润土量、处理剂应配成胶液加入、重视钻井液pH值变化和固相控制等要点。2.4合理的钻井工艺措施7盐膏层井身设计是根据孔隙压力、破裂压力、维持特定盐膏层蠕变速率的安全钻井液液柱压力二个压力剖而选择必封点，形成盐膏层井身结构设计技术。一般采用长裸眼揭示盐膏层的五开次井身结构设计方案。3现场应用技术措施3.1高密度饱和盐水的配制