双防煤层垮塌技术 防止每层垮塌技术资料培训

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双6-16H1井防煤层垮塌技术□摘要：双6-16H1井是鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造神木区块的一口开发水平井，设计井深4031m，实际完钻井深3770m，水平段775m，水平位移1176.6m，使用聚磺钻井液体系，主要解决双石组地层的垮塌，山西、太原组煤层的不稳定，根据地层压力系数合理使用钻井液密度，严格控制失水，通过物理及化学相结合防塌，保证双石组地层，山西、太原组煤层井段的井壁稳定，确保施工顺利。主题词：双6-16H1聚磺钻井液防塌煤层井壁稳定双6-16H1井是泥浆公司在神木区块施工的第一口水平井，该井位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造神木区块，设计井深4031m，为四开水平井，实际完钻井深3770m，水平段775m，水平位移1176.6m，使用聚磺钻井液体系，三开后钻遇地层主要有石千峰组，石盒子组，山西组，太原组，完钻层位为二迭系下统山西组，钻探目的是探索神木双字号区块深层的含气标准。1地质情况地层设计地层地层产状岩性描述故障提示二迭系上统石千峰组2378298<1棕红色、紫红色泥岩夹砂岩防塌中统石盒子组2670292<1上部为紫红色、黄绿色泥岩夹砂岩，下部为浅灰色块状砂岩、含砾砂岩与泥岩互层防塌防喷下统山西组276797<1深灰、灰色泥岩，灰白色砂岩带棕黑色泥岩，夹煤层防塌防喷太原组281851<1深灰色泥岩、灰岩带深黑色炭质泥岩，夹煤层防塌防喷石炭系上统本溪组2846（未穿）28<1铝土质泥岩、煤防塌2工程概况 三开：Φ215.9mm*3016.81m+Φ177.8mm*3013.02m四开：Φ152.4mm*3770m3钻井液现场施工技术3.3三开井段（2116-3016）磺基聚合物钻井液体系技术重点：双石组防塌，山西、太原组防煤层垮塌，润滑性3.3.1日常维护和处理及重点提示日常维护（1）候凝后，开始钻进，地层为石千峰组，密度逐步提至1.25g/cm3，粘度保持在60—65秒，失水控制在3-4ml。定向时及时加入防塌、润滑等材料，提高泥浆的防塌能力、保持较低摩阻、控制好失水量。根据井下情况，及时补充铵盐、磺化沥青、润滑及降失水材料，要保持性能的稳定。（2）每次起钻前，循环好钻井液，待震动筛无砂后，向裸眼井段打入高粘度的润滑浆，再经行起下钻作业，一定要控制好起钻速度，不要猛提猛放，下钻到底后开泵一定要平稳，防止开泵过猛，造成泥包，影响下部工序，保证井下安全。（3）钻进过程中，不定时地进行短期下作业，根据返砂情况，用原浆+羧甲基纤维素配稠塞，清洗井筒，保证短起下作业顺利（4）施工中前三级固控设备使用时间达到循环时间的95%以上,离心机的完好率应达到100%,按需要可随时开启使用,要求长时间能稳定正常运行。保证钻井液较低的固相含量，保证了井下安全。润滑性能的保证（1）在双石、山西、太原组等重要井段，要勤加少加润滑剂，石墨，小球等润滑材料，不要一次性的加入过多处理剂，造成泥饼发粘，发虚，影响泥饼质量，造成粘卡等（2）有效控制固控设别的使用，勤使用离心机清除有害固相，控制含沙量，不让砂子在井内形成恶性循环。（3）在加重时，每次在一个循环罐内配好后，再混入井浆中，这样是为了钻进过程中加重容易发生卡钻，此过程中加重的速度要均匀，防止卡钻，有效的保证了井下安全。（4）在定向过程中，每隔一段时间要及时活动钻具，送钻要均匀平稳，做到勤加少加，防止溜钻，敦钻，近一步保证井下安全。钻遇煤层所需注意事项（1）煤层中主要问题是割理、裂隙发育，岩石脆性大，强度低，在地层应力的作用下或者其他因素的作用下不稳定。在易塌井段要及时使用重晶石将密度快速的提至设计上限，性能有效的液柱压力，保证井壁稳定。（2）在定向段中钻遇煤层厚，要严格控制失水，保证较低失水，较好的泥饼，保证定期用PAC-LV，SAS抗盐降滤失剂等保持失水在3-4ml（3）及时督促工程方做好短起下工作，修正井壁，清除虚泥饼，清除岩屑床，保证起下钻通畅，不要大幅度的刮搽井壁，特别是在煤层井段，特别容易引起大规模的井壁垮塌，在活动钻具时一定要匀速，平稳，保证井下安全。 钻遇煤层的技术措施（1）确定合理的钻井液密度。山西、太原组地层含多套煤层，该井段处于大斜度或水平段，较薄的煤层需穿很长的井段，增加了煤层的暴露面积，与泥岩相比，煤层的弹性模量较低，抗拉抗压强度低。煤岩一般不含或少含粘土矿物，其本身的水化能力较低。导致泥岩和煤层不稳定的原因中，最重要的是应力变化所致，所以应确定合理的钻井液密度，维持适当的静液压力，以维持地层处于平衡状态，避免密度过低或过高。根据以往施工经验，进入山西煤层前50米，提高钻井液密度至1.30～1.32g/cm3。（2）最大限度的降低失水。泥岩和煤层中含粘土成分，水敏性强，因此要严格控制滤液进入地层是保证地层稳定的重要因素。使用NPAN-2、SAS、KPAM、PAC-LV等提高造壁、降失水能力，控制好钻井液滤失量，使泥饼薄而致密，API失水小于4ml。（3）维持钻井液具有较强的抑制性。维持钻井液0.3%～0.5%的KPAM及1%～1.5%的SAS的含量，使钻井液具有较强的抑制性，加强泥岩和煤层的防塌。（4）加强钻井液的封堵防塌能力。保持钻井液较高的膨润土含量，降低失水，形成优质泥饼，减少滤液渗入量；加大防塌沥青的含量，封堵煤层微裂缝，利用沥青的软化变形，起到很好的胶结封堵作用。3.2四开（3016-3770m）聚磺钻井液技术要点：防喷，防塌，润滑，携砂钻井液配方：水+土粉+2%SAS+1%PAC-LV+4%FRS-2+0.1%FRT-1+%1.5铵盐+片碱（1）打完水泥塞后，放掉地面泥浆（留40方备用）清洗循环罐后，打请水100方为保证下部底层稳定，用上面配方配好后，配合井内泥浆循环.（2）储备好重浆，做好预防塌工作，使用好磺化沥青，低渗透封堵剂，保证良好的防塌效果，用PAC-LV保证失水，稳定泥饼，维护井壁稳定。（3）保持钻井液具有良好的润滑性。进入不稳定地层前增大润滑剂的含量，降低钻具与井壁之间的摩擦阻力，减少钻具磕碰井壁而发生坍塌；同时减少定向托压现象，保证快速穿过不稳定地层，防止长时间定向冲蚀井壁。进入煤层后可通过少量、多次的方式补充润滑剂，维持润滑剂的含量在2%～3%。（4）用好固控设备，更换目数大的筛布，用塑料小球，积压润滑剂保证泥浆润滑性，定期用土粉，沥青配稠塞清洗井筒，保证井底清洁。每次起钻前，充分循环，先用20m3清扫液清洗井筒，并用土粉+沥青配40方封闭浆替入裸眼井段，封闭易垮塌地层，保证井壁稳定。（5）维持钻井液具有良好的流变性。若钻井液流动性差，粘切过高，环空循环的流动阻力大，容易激发不稳定地层的应力发生变化，若粘切过低，环空冲蚀严重，易导致井径扩大、井壁坍塌。穿过不稳定泥岩和煤层的粘度保持在60～80s之间，动塑比值≥0.5，∮3读值≥6。4认识和建议（1）合理的钻井液密度、粘度，较强的封堵防塌能力，较低的失水，较好的润滑性等钻井液技术措施，是解决神木气田井壁失稳的有效途径。（2）固控设备的保障问题。必须保证固控设备的有效运转，尽量清除钻井液中的有害固相，保证固相含量在合适的范围内，今后施工应尽量使用进口高频振动筛。（3）定向时拉力大，勤搞短起下、过稠塞，破坏岩屑床，把砂子洗出来，确保井底顺畅。（4） 起下钻过程中要严格控制起下钻速度，减少抽吸压力造成的溢流.井涌，减少激动压力而引起的井塌、井漏。遇阻不硬压，遇阻不硬提，保证钻柱可以接上方钻杆，建立循环。（5）一定要保证钻井液性能的稳定性，要适当提高钻井液的切力，以确保钻井液的携砂能力，避免井下事故的发生。（6）优化轨迹控制，减少煤层定向可大幅减少煤层段事故复杂。控制狗腿度，加快施工过程，减少油气层浸泡时间，简化钻具组合，避免在煤层段长时间循环，定向时间过长等有害工序