试论盐膏层钻井技术的应用

2022-09-11

前言:

在钻井技术中, 由于盐膏层岩石的性能具有特殊性, 具有塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩等许多地质因素, 在钻井时往往会引起卡钻、套管挤坏等风险, 所以在进行盐膏层钻井时极易出现许多井下事故, 存在一定的危险性。

一、盐膏层钻井技术难点与危害

主要难点有:盐膏层塑性蠕动难度大;盐膏层埋藏深、地表温度较高;设计钻井液密度准确性差;井眼稳定性差;固井质量难以保证等等。

主要危害有:在其微观和宏观中充满了盐膏的含盐膏层中。盐膏层的塑性变形产生的井径缩小;以泥岩层为主体, 主要存在第二类和第三类盐膏层之间, 能够形成比较良好的盐层, 井下进行蠕变的速率较高;在盐膏层中的泥页岩、粉砂岩或比较硬的石膏盐层遇到水会溶解, 溶解的盐层会导致泥页岩、粉砂岩和比较硬的石膏盐层的坍塌产生危险;地质构造的运动所产生的构造加速复合盐层的蠕变和井壁的变化;无水石膏盐层的吸水时的膨胀和坍塌会造成危害;盐膏层在构造应力, 岩石压力、温度、厚度等因素的作用下, 会发生溶解、蠕变等作用, 对套管产生相当大的外挤, 加大套管的承载力, 致使套管发生弯曲、变性甚至损裂。

二、盐膏层钻井技术概况

1. 盐膏层岩石理化性能的分析

通过实验技术和合适的相关技术方法来进行测定、分析盐膏层岩石物理特性与化学特性。通过在进行钻井的实践中可以看出, 对盐膏层岩石的理化性能地测定, 有助于了解和分析井下复杂情况原因并找到解决的对策, 主要对于适应于地层的钻井液优化设计非常主要, 对在盐膏层岩石钻井起到了关键性的作用, 同时也有利于科学化和标准化的钻井管理。

2. 盐膏层蠕变规律的研究分析

在国内外对于盐膏层蠕变规律的研究主要是利用能够能进行温度的控制、轴压的控制、孔隙压力的控制和变形控制等三轴岩石实验装置, 对试验进行盐膏层蠕变规律的试验研究, 得到不同的温度和压力下岩石蠕变的曲线规律, 能够分析出盐膏岩随着时间的变形而发生不同的规律, 通过这个规律选择合适的井深结构, 设计出适合盐膏层地层的套管, 优先选择钻井液体系。

3. 盐膏层进行合理井身结构和合理套管的设计

在地层蠕变状态下的盐膏层的地层上构造作用到套管上, 导致套管的变形和损坏, 因此在套管的设计中应该研究盐膏层套管的选材以及套管的强度等。盐膏层地质条件一般比较复杂, 各方向的分布都不均匀, 盐膏层的岩性也比较复杂, 会存在不同的压力系统, 因此需要合理的井身结构以避免盐膏层各个地层产生的各种情况。

4. 盐膏层井液密度的设计

根据盐膏层蠕变特点和岩石分布的理化性能, 以确定适合于盐膏层的钻井液密度和其性能, 能够减少钻井过程中遇到的复杂情况和特殊情况, 并且有一套关于盐膏层井液密度设计、维护和应用技术。

5. 盐膏层钻井技术措施的优化

首先确定合理的井身结构和合适的钻井液技术, 主要针对盐膏层的这些特点, 还要通过对盐膏层钻井技术的总结, 优化钻井技术措施, 以保障在钻井过程中的安全性。

三、技术对策

钻井技术针对盐膏层易蠕变、易溶解、易垮塌等特点。主要涉及的领域为井身结构设计、钻井工艺措施、钻井液技术与固井技术等方面, 人们在钻井的过程中, 随着技术人员对盐膏层钻井技术的认识不断提高, 钻井新技术新工具不断创新和完善找到改善的技术对策和合理的解决措施, 主要有以下几点;

1. 在盐膏层钻井的过程中, 首先根据井下的具体情况进行分析和调整, 及时对钻井液进行处理, 使钻井液的各项性能指标符合井下安全的要求。

2. 在进行盐膏层钻井前, 应该按照所需要的要求加适当的润滑剂, 使钻井过程中钻井液的摩擦阻力将为最低。钻井液的防塌抑制剂也应该要及时补充, 使钻井液保持良好的状态以防止坍塌。

3. 钻进中控制Cl-含量始终控制钻井液在欠饱和盐状态下。能适当地溶蚀盐层, 使井径保持适当的扩大率。

4. 钻井液的密度的选择必须考虑确保裸眼井段不漏, 又要保证钻井液的液柱压力平衡盐层压力, 保证易垮地层稳定。主要参考了该地区邻井地层中盐膏层压力的资料, 可以防止井漏又保证井眼稳定。如果是井液密度的问题应该加重或降低密度要按循环周的时间加入, 要求均匀、准确。

5. 钻进中以及时补充包被剂量, 加强钻井液的抑制性、防塌性, 保持适当的动切力, 满足井眼净化。防止下第三系泥岩水化膨胀及砂岩缩径。

四、工艺技术措施

在盐膏层中进行钻井技术时, 首先认真检查钻井时需要的工具;并且有针对性的对盐膏层蠕变的特点按照设计的要求进行钻井工作。由于钻井液密度和井深的不断增加, 液柱的压力对井底破碎出来的盐业产生压力作用。在进行盐膏层钻井技术前, 必须做地层承受压力的实验, 以确保钻井时产生的压力不利于钻井开采;盐膏层钻井中, 要保持勤划眼, 划眼的原则是打一提二划三, 每钻进一米提高两米划眼三米;在盐膏层钻井时, 应该采用尽可能大的泥浆排量度和比较高的反率速度, 这样能够有利于清理井底, 冲刷井壁;盐层钻井中, 应该适当的控制钻压, 以充分释放地层压力;严格按照设计下的入钻具组合, 严格对钻具进行把关;在盐膏层钻井时应该调整钻井参数;还应该注意钻数的变化, 如果钻数减小, 应该立即上提划眼到底;还应该密切注意观察个参数, 若发现变化和异常现象, 应该立即上提划眼, 盐膏层井段一定要保证钻具处于活动的状态, 尤其是处于特殊情况时, 一定要大幅度活动钻具;尽可能的延长开泵的时间;盐膏层钻井时加强地层的对比等。

总结:

本文通过对盐膏层钻井技术的难点、问题和解决方法进行分析和探讨, 通过对岩石理化系统的分析, 和套管技术、井液密度以及钻井技术的优化等问题做了详细的评价和具体解决措施的总结根据地层优选钻头, 钻井参数与地层岩性相匹配, 提前制定合理的严格的技术措施以避免井下复杂的情况, 主要有目的性的进行研究盐膏层蠕变所进行的的规律, 并且得到一套比较完整可靠的钻井技术, 为防止在钻井时的阻卡、安全下套管和套管设计的问题, 并提供解决依据形成一套防止盐膏层套管挤毁的设计技术。并且采用合理的钻井原理和技术, 提高地层所承受的压力, 在安全钻穿盐膏层时, 保证固井质量和下套管安全方面, 以提高盐膏层钻井技术问题的解决。

摘要：由于盐膏层岩石性能的特殊性, 井下工作存在危险性, 盐膏层钻井技术在钻井技术中存在很大的技术难题。在盐膏层中进行钻井工程经过长期的研究和不断的实践已经形成了一套比较完整和实用的钻井技术, 但是盐膏层钻井技术存在许多问题, 应需要进一步的了解和实践。本文将对对盐膏层钻井技术存在的现状进行了阐述, 并针对盐膏层钻井的技术难题提出了今后应研究和解决的主要技术课题, 对盐膏岩层的安全钻井具有重要的指导作用。

关键词：盐膏层,应用,钻井技术