高密度飽和鹽水鉆井液

——154—一、飽和鹽水鉆井液的作用和進展概況凡NaCl含量超過1〔C含量約為6000mg/一般將其分為以下三種類型：〔一〕欠飽和鹽水鉆井液Cl-6000mg/l直至飽和之前均屬于此類?！捕澈望}水鉆井液是指含鹽量到達飽和，即常溫下NaCl3.15×105mg/l〔Cl-1.89×105mg/l〕左右的鉆井液。留意NaCl溶解度隨溫度變化而變化?！踩澈Ｋ@井液是指用海水配制而成的含鹽鉆井液。體系中不僅含有約3×104mg/lNaCl，還含有肯定量的Ca2+Mg2+。依據(jù)含鹽量的多少，在國外出版的專著中又將鹽水鉆井液分為以下幾種類型：含鹽量在1%~2%時為微咸水鉆井液，在2%~4%時為海水鉆井液，在4%與近飽和之間時為非飽和31.5%時則被稱為飽和鹽水鉆井液。如前所述，為了防止鹽膏層發(fā)生塑性變形和鹽溶而造成縮徑或井塌等簡單狀況的發(fā)生，提高所用鉆井液的密度是格外有效和必要的，這一點已被國內(nèi)外鹽膏層鉆井的實踐所證明。4井使用油包水乳化鉆井液鉆3630~4518m1.90~1.95g/cm3時，在鹽巖或含鹽膏泥巖處，起下鉆均會遇阻。而鉆井液密度提高至2.03~2.04g/cm3時，井下狀況正常，下鉆僅稍微遇阻，不需劃眼就可通過。因此，為保證安全順當(dāng)鉆穿鹽膏層，必需提高鉆井液密度至能夠掌握鹽巖蠕變和塑性變形所需范圍。所需密度應(yīng)依據(jù)井深、井溫及鹽巖蠕變規(guī)律來確定，同時還要依據(jù)已鉆井實際資料和巖心實測試驗數(shù)據(jù)來進展修正，鉆井過程中還需依據(jù)該井段的實際狀況隨時進展調(diào)整，以確保鉆井作業(yè)的順當(dāng)進展。鉆井液密度的具體確定方法和應(yīng)用圖版已在第四、五章具體介紹過，在此不再贅述。一般狀況下，鹽的溶解是造成鹽膏層鉆井過程中各種井下簡單狀況的主要緣由。因此，要想順當(dāng)鉆穿鹽膏層，就必需實行有效的措施以掌握鹽的溶解速率。當(dāng)鉆遇鹽巖層、鹽膏層或鹽膏與泥頁巖互層時，鹽的溶解會使鉆井液的粘度、切力上升，濾失量劇增，因此會進一步增加鹽膏層鉆井的難度。假設(shè)在鉆井液中預(yù)先參加工業(yè)食鹽，可使水基鉆井液具有更強的抗鹽力量和抑制性。由于飽和鹽水鉆井液礦化度極高，因此抗污染力量強，對地層中粘土的水化膨脹和分散有極強的抑制作用。鉆遇鹽膏層時，由于體系中的鹽已達飽和，使鹽的溶解受到抑制，因此可使鹽膏層中鹽的溶解減至最小程度，避開大肚子井眼的形成和井塌等簡單狀況的發(fā)生，從而使井眼規(guī)章，確保鉆井過程的順當(dāng)進展。2080年月中期，我國就爭論成功飽和鹽水鉆井液體系，使其順當(dāng)鉆進鹽膏層，根本解決了鹽膏層的鹽溶、縮徑、井塌及卡鉆等井下簡單狀況。因此，現(xiàn)已形成了較成熟的飽和鹽水鉆井液體系和針對不同地層的飽和鹽水鉆井液配方。如成功油田在東風(fēng)10井使5344.71m；青海油田在獅20井使用型的三磺飽和鹽水鉆井液鉆進；中原油田使用了磺化瀝青三磺鹽水鉆井液鉆進。這些井的鉆井實踐說明，只要依據(jù)地層實際狀況對飽和鹽水鉆井液的配方進展適當(dāng)調(diào)整，就可以順當(dāng)鉆穿鹽膏層。對于高密度飽和鹽水鉆井液體系，不僅能盡可能削減鹽巖的溶解，而且由于其“高密2.0~2.5g/c3要緣由引起的簡單狀況。同時由于體系中參加了抗鹽、抗高溫順強抑制性的處理劑，如磺化酚醛樹脂、氯化鉀和硅酸鹽等，因此可以保證井壁穩(wěn)定，并可在深井和超深井中使用。二、鹽的重結(jié)晶及其預(yù)防措施〔見表6-1-飽和鹽水鉆井液，當(dāng)循環(huán)到井底時就變得不飽和了，而當(dāng)循環(huán)至地面時又會發(fā)生鹽的重結(jié)晶。這樣，使用飽和鹽水鉆井液鉆進對下部鹽膏層仍會因鹽溶而帶來各種井下簡單狀況，而鹽的重結(jié)晶會給鉆井工作帶來困難，還會增加泵壓、磨損鉆具和泵的部件。此外，如在大段裸眼鹽層中鉆進時，鹽的重結(jié)晶會使上部鹽層縮徑，造成起下鉆遇阻卡。例如江漢油366m5163m900m就進入鹽層，全井共鉆穿純鹽層1925m2023~3400m鉆具比原懸重增減10~30t，因縮徑，下鉆時鉆頭受很大測向力，鉆頭在最薄處產(chǎn)生裂縫，鉆頭下鉆至井底沒有鉆進，起鉆后就覺察鉆頭直徑縮小8mm。此井段在剛鉆穿時，電測井徑均大于鉆頭直徑，但鉆深部井段時，曾屢次對上部鹽層進展測井，覺察鹽層段井徑一次小于一次，后來竟小于鉆頭直徑，但泥巖井徑變化不大，而在3400~3900m井段的鹽層，井徑擴大。上述上部鹽層由鉆開時的擴徑，隨時間推移而變?yōu)榭s徑，主要是由于鹽的重結(jié)晶引起的。此外，鹽層本身塑性變形隨時間增長而增大亦會造成縮徑。目前，用于抑制鹽的重結(jié)晶比較有效的方法就是在鉆井液中參加適量鹽重結(jié)晶抑制劑，這樣就可以配制在井下高溫條件下處于飽和狀態(tài)的鉆井液，而上返至地面時，隨溫度下降，鹽也不會從鉆井液中結(jié)晶出來，從而解決了上部鉆桿、接頭及地面循環(huán)系統(tǒng)中因重結(jié)晶鹽粒造成的泵壓增加、鉆具磨損帶來的操作困難。由于井底的鹽處于飽和狀態(tài)而使鹽溶解度減小，因此在飽和鹽水鉆井液中參加重結(jié)晶抑制劑使其成為過飽和鹽水鉆井液是格外必要的。另外，配制飽和鹽水鉆井液時最好選用抗鹽粘土，但含量不宜太高。其配制和維護技術(shù)將在本章第三節(jié)具體介紹。溶解度，溫度，g/100ml℃鹽類溶解度，溫度，g/100ml℃鹽類CaCl22040608010074.5115.0136.8147.0159.0NaCl36.036.637.338.439.8KCl34.040.645.551.156.7MgCl254.2557.560.7168.8772.7三、高密度飽和鹽水鉆井液的類型、特點和應(yīng)用范圍各油田在鉆井實踐中，已應(yīng)用成功4種典型的高密度飽和鹽水鉆井液體系，即聚合物飽和鹽水鉆井液、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液、氯化鈉/氯化鉀過飽和鹽水鉆井液和復(fù)合飽和鹽聚合醇硅酸鹽鉆井液。盡管它們組成有所不同，但它們都具有以下特點：不僅具有很強的抗鹽侵的力量，而且能夠有效地抗鈣侵和抗高溫，適于鉆穿大段鹽膏層，并可在深井和超深井中使用；由于其濾液性質(zhì)與地層原生水比較接近，因此對油氣層的損害較??；飽和鹽水鉆井液還能有效地抑制地層造漿，流淌性好，性能穩(wěn)定。因此，高密度飽和鹽水鉆井液適于鉆穿埋藏較深、厚度較大的大段深、厚鹽層及巖性簡單的復(fù)合鹽膏層。但由于該體系礦化度高，對鉆具腐蝕性較大，維護工藝較簡單，耗鹽量大導(dǎo)致配制本錢較高，因此在肯定程度上限制了它的廣泛使用。但總的來說，高密度飽和鹽水鉆井液是鉆進復(fù)合鹽層和深層大段純鹽層的抱負鉆井液體系，可以在欠飽和鹽水鉆井液無法應(yīng)付的鹽膏層中使用。其次節(jié)高密度飽和鹽水鉆井液體系設(shè)計和主要技術(shù)指標一、高密度飽和鹽水鉆井液的設(shè)計原則鹽膏層對鉆井液體系的選擇和使用提出了格外嚴格的要求，因此高密度飽和鹽水鉆井液體系設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：鹽侵、抗高溫，能有效抑制鹽溶和水敏性地層水化膨脹，以保證井眼和鉆井液性能的穩(wěn)定；高溫條件下，鉆井液仍能保持良好的流變性能；3．具有良好的防塌性、潤滑性，并對巖屑具有較好的懸浮和攜帶力量；具有抗高壓、抗低滲含鹽量較低的地層水污染的力量和抑制鉆井液中鹽重結(jié)晶的力量；高溫高壓下仍具有較低的濾失量，能形成薄而韌、壓縮性好的泥餅。二、高密度飽和鹽水鉆井液的組成高密度飽和鹽水鉆井液一般主要由以下組分組成：〔一〕膨潤土或抗鹽土主要用來提高飽和鹽水鉆井液的塑性粘度和動切力。一般狀況下，鉆井液中膨潤土含量應(yīng)掌握在25~50g/l浮；而膨潤土含量過高則鉆井液粘切過大，性能不穩(wěn)定。鉆井液中最正確膨潤土含量應(yīng)隨鉆井液密度與溫度增高而下降。由于膨潤土在鹽水中不易水化，故應(yīng)先將膨潤土在淡水中進行預(yù)水化，然后再加鹽或加到鹽水鉆井液中。而抗鹽土可以直接加到鹽水或飽和鹽水鉆井液中，但必需使用剪切槍使抗鹽土在水中充分分散?！捕雏}類一般選用氯化鈉。在特別狀況下，亦選用氯化鉀與氯化鈉進展復(fù)配。對于石膏含量較高的地層，亦可選用硫酸胺，利用同離子效應(yīng)來掌握Ca2+對鉆井液性能的不良影響?！踩匙o膠劑與降濾失劑通常選用野生植物膠、生物聚合物、羧甲基纖維素、預(yù)膠化淀粉、羧甲基淀粉、聚丙烯酸鹽類〔PAC141、SK1104等〕來使鉆井液流變參數(shù)與濾失量到達鉆井工程的要求。使用時，處理劑數(shù)量必需加足，才能保證性能穩(wěn)定。上述處理劑抗溫力量不同，因此需依據(jù)所鉆井最高井底溫度來選用護膠劑和降濾失劑，以確保在高溫下仍具有良好的性能。鉆進深部鹽膏層時，為了降低高溫高壓濾失量，可參加磺化度高的磺化酚醛樹脂或SPNH、SLSP等?！菜摹辰嫡硠τ谖醇又氐娘柡望}水鉆井液，只要掌握好膨潤土含量，加足護膠劑和降濾失劑，通常不需要降粘劑。但對于加重的飽和鹽水鉆井液，尤其當(dāng)密度大于1.8g/cm3時，假設(shè)膨潤土含量過高，則往往需要參加飽和鹽水以降低土含量，并參加降粘劑來調(diào)整流變參數(shù)。常用SK-3、XB-40、XY-27以及水解聚丙烯腈的鹽類等?！参濉沉餍驼{(diào)整劑飽和鹽水鉆井液往往動切力低，攜帶巖屑力量較差。可參加1%~2.5%改性石棉或海泡石。海泡石應(yīng)預(yù)先配成10%預(yù)水化漿再參加井漿中。在高密度飽和鹽水鉆井液中參加改性石棉或海泡石之后的性能變化狀況見表6-2塑比明顯增加。鉆井液性能表6-2-1 飽和鹽水鉆井液參加改性石棉或海泡石后的性能變化鉆井液性能鉆井液處理狀況密度g/cm3漏斗粘度s塑性粘度mPa·s動切力Pa1518.75m〕1.31526.5142參加改性石棉，2%1.3329.3155〔2704m〕1.3240287參加海泡石漿1.34643211〔六〕磺化瀝青類產(chǎn)品對于層理裂隙發(fā)育的復(fù)合鹽膏泥頁巖層，為了防止井塌，可參加1%~2%的磺化瀝青來封堵泥頁巖的層理與裂隙?！财摺碂龎A與純堿依據(jù)所選用處理劑的需要，可用純堿除鈣，用燒堿調(diào)整pH值?！舶恕碀櫥瑒榱烁纳沏@井液的潤滑性能，應(yīng)參加適量的潤滑劑或原油、柴油等?！簿拧持亟Y(jié)晶抑制劑為了抑制深井段因鹽巖溶解而引起井徑擴大，并避開消滅井下簡單狀況以及防止鹽的重結(jié)晶，可在飽和鹽水鉆井液中參加適量的重結(jié)晶抑制劑，使其成為過飽和鹽水鉆井液。NTANTA是一種合成的氮氚三乙酰胺的衍生物鹽抑制劑，除了具有抑制鹽重結(jié)晶的作用外，還能提高鉆井液的熱穩(wěn)定性，使濾失量略有下降，對鉆井液流變性能影響不大，其加量一般為0.2%~0.4〔見表6-2-。鉆井液性能鉆井液類型NTA加量，%鉆井液性能鉆井液類型NTA加量，%Cl-104mg/l塑性粘度，動切力，mPa·sPaCMC-FCLS017.573247飽和鹽水鉆井液0.219.833656.8PAC141-143017.5375155.8飽和鹽水鉆井液0.220.4567105.6試驗說明，NTA不僅在飽和鹽水鉆井液中具有較好的抑制效果，而且在欠飽和鹽水鉆井液中亦能起到抑制鹽的溶解的作用〔見表6-2-。原漿中[Cl原漿中[Cl]，24h后未被溶解的鹽溶解率，%mg/l量，g01346294.670.2195.50.21346294.300.7582.60.41346294.211.1672.4NTA不僅在過飽和NaClCa2+、Mg2+的過飽和復(fù)合鹽溶液中，亦有較好的抑制重結(jié)晶的作用〔見表6-2-。表6-2-4 NTA在過飽和復(fù)合鹽溶液中的抑制作用NTA加量溶液中離子濃度，mg/l%Ca2+Mg2+Cl–082014301883000.182014302043000.28201430193600目前，NTA已在中原、江漢、長慶、疆、青海、成功等油田得到應(yīng)用，取得較好的使用效果。如中原油田文東地區(qū)在飽和鹽水鉆井液中參加NTA后，鹽層平均井徑擴大率從10%降至5%以下，并消退了在鉆具和地面循環(huán)系統(tǒng)中產(chǎn)生的鹽重結(jié)晶現(xiàn)象。江漢油田鉆進潛四下鹽層時，使用NTA后有效地防止了因鹽重結(jié)晶而引起的鹽卡。為了提高飽和鹽水鉆井液的熱穩(wěn)定性，還可參加適量的司盤-80、烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉、重鉻酸鈉等。三、高密度飽和鹽水鉆井液的典型配方和性能高密度飽和鹽水鉆井液各種主要性能的一般范圍是：密度，2.0~2.30g/cm3；漏斗粘度，60~80s；塑性粘度，60~75mPa·s；動切力，10~20Pa；API濾失≤4ml/1.0mm；HTHP濾失≤10ml/3.0mm；膨潤土含量，20~30g/l；[Cl-]≥190,000mg/l；pH值，9~10。6-2-5、6-2-6、6-2-76-2-8分別是應(yīng)用比較成功的幾種飽和鹽水鉆井液的配方和性能。表6-2-5 中原油田文東地區(qū)使用的高密度聚合物飽和鹽水鉆井液配方處理劑名稱主要功用1kg/m3配方2 配方34鈉膨潤土提粘切、降濾失30~4030~40 30~4030~40純堿除鈣5~75~7 5~72~3燒堿pH值3~53~5 3~55~6氯化鈉提高含鹽量360~370360~370 360~370360~370CMS護膠、降濾失20~2520~25 20~2520~25CMC〔高粘〕提粘、降濾失10~15磺化酚醛樹脂類產(chǎn)品〔SPSLSPSPNH〕降濾失20~2520~25 20~2515~30MAN101.101或SK〕抑制泥巖分散磺化瀝青封堵劑15~2015~2015~2015~20磺化褐煤降粘、降濾失5~10XW-74降粘、降濾失1~3磺化單寧降粘切5~3〔5~10〕鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽降粘切5~10層位S3~S3層位S3~S32 3S34井深，m2600~37003400~43001.75~1.951.85~2.0粘度，s40~6040~70聚丙烯酸鹽類產(chǎn)品〔KPAM或CPA護膠、降濾失、2~42~42~40.75~1鹽重結(jié)晶抑制劑晶3~40.5~1潤滑劑數(shù)定定定改性石棉提高攜巖力量定定定濾失量，ml2~42~4泥餅，mm<1<1初切力，Pa0.5~1.01.0~2.0終切力，Pa2.0~3.02.0~4.0含砂量，%<0.5<0.5pH值8~108~10塑性粘度，mPa·s30~6035~70動切力，Pa10~2015~22.5HTHP濾失量，ml<15<15泥餅?zāi)Σ料禂?shù)<0.15<0.15n值0.6~0.80.6~0.8低密度固相含量，%<15<15亞甲基藍含量，g/l20~3515~30總固相含量，%—30~45Cl-濃度，mg/l>185,000>185,0006-2-7KCl聚磺飽和鹽水鉆井液的配方及性能層位柴油+2%DH-1+2%RH-4+3%FCLS柴油+2%DH-1+2%RH-4+3%FCLS鉆ρ，g/cm31.6~2.3井FV，s60~90液PV，mPa·s35~100

4800~5250Nij~E(1.5%~2%)膨潤土漿+6%SMP-1+7%KCl+3%FT-1+3%gg性YP，Pa10~25能τ，Pa3~6/8~10APIFL，ml/mm3~5/0.5~1HTHPFL，ml/mmMBT，g/lKfpH<20/3.015~20≤0.19.5~11含砂量，%≤0.5Cl-濃度，mg/l≥185,000Ca2+濃度，mg/l≤200層位下第三系(1.5%~2%)膨潤土漿+1.5%燒堿+(6%~8%)SMP-2+層位下第三系(1.5%~2%)膨潤土漿+1.5%燒堿+(6%~8%)SMP-2+(1.5%~2.0%)SPC(1.0%~1.5%)PSC-21.0%+鉆井液配方g(3%~5%)+1.5%硅酸鹽+25%NaCl+7%KCl+(3%~5%)瀝青類ρ，g/cm32.00~2.38鉆PV，mPa·s70~115井YP，Pa7.5~15液τ，Pa3~5/7~15性APIFL，ml/mm2.5~4.2/0.5能HTHPFL，ml/mmMBT，g/l4.8~15/1~215~20KKfpH≤0.110含砂量，%≤0.1190,000Ca2+mg/l≤200對于不同的高密度飽和鹽水鉆井液體系和配方不同，其適用的地層、應(yīng)用效果和配制本錢等也有所不同。因此，應(yīng)依據(jù)實際地質(zhì)特點和以往的鉆井實踐，并同時綜合考慮本錢和維護等方面的因素，對高密度飽和鹽水鉆井液體系及配方進展優(yōu)化設(shè)計，使其能夠到達所需的各項鉆井液性能指標，以滿足鉆井、測井和固井對鉆井液的要求，到達安全、順當(dāng)?shù)劂@穿簡單的鹽巖層和鹽膏層的目的。第三節(jié)高密度飽和鹽水鉆井液的配制和維護技術(shù)一、配制高密度飽和鹽水鉆井液的一般方法配制高密度飽和鹽水鉆井液的方法可大致分為兩種。一種是在地面直接配好飽和鹽水鉆井液，在鉆達鹽層前將其替入井內(nèi)，然后鉆穿整個鹽巖層。另一種方法是在上部地層使用淡水或一般鹽水鉆井液，然后在循環(huán)過程中提前進展加鹽處理，使含鹽量和鉆井液性能漸漸到達要求，在進入鹽巖層前轉(zhuǎn)化為飽和鹽水鉆井液。然而，在現(xiàn)場實際操作中，有以下四種方法用于配制高密度飽和鹽水鉆井液?！惨弧碀{轉(zhuǎn)化承受該方法配制高密度飽和鹽水鉆井液的一般步驟為：配制預(yù)水化膨潤土漿。3首先往清水中參加NaO〔約4.3kg/3〕與NaCO〔約7kg/，沉除C2與M2+后，pH9~10110~150kg/m3。以上處理劑和配漿土的加量應(yīng)依據(jù)鉆井用水的總礦化度及各種離子含量和土的來源而定。3配制飽和鹽水膠液。10~20m2/3所需的各種處理劑，待溶解后，參加NaCl至飽和。將預(yù)水化膨潤土漿與飽和鹽水膠液混合。按所需密度掌握鉆井液中膨潤土的含量，其含量應(yīng)隨鉆井液的密度增加而降低〔參考表6-3-1/30.4%左右的鹽重結(jié)晶抑制劑。將鉆井液加重至所需的密度。表6-3-1 膨潤土的推舉加量鉆井液密度，g/cm31.20~1.401.40~1.601.60~1.801.80~2.02.0~2.545~6035~5020~3515~2515~20〔二〕技術(shù)套管內(nèi)用井漿轉(zhuǎn)化將鉆具下至技術(shù)套管中，邊加清水邊放掉1/3~1/2井漿，按所需配漿密度調(diào)整鉆井液中膨潤土的含量，使其到達所需要的范圍。然后依據(jù)與漿轉(zhuǎn)化同樣的步驟參加各種處理劑與鹽?！踩陈阊坜D(zhuǎn)化在進入鹽層之前，配好轉(zhuǎn)化飽和鹽水所需處理劑的膠液。然后依據(jù)室內(nèi)試驗確定膠液與井漿的混合比例，邊混膠液邊放掉多余的鉆井液。完成替換之后，加鹽至飽和，并補充局部處理劑，使其到達所需的性能，必要時加重并參加鹽重結(jié)晶抑制劑。〔四〕裸眼替漿在地面按第一或其次種方法配制飽和鹽水鉆井液，然后將井漿全部替出放掉。二、用抗鹽粘土配制高密度飽和鹽水鉆井液的方法假設(shè)條件允許，最好選用海泡石、凹凸棒石等抗鹽粘土配制飽和鹽水鉆井液。如選用膨潤土，則體系中總固相和膨潤土含量均不宜過高，以防止在配漿過程中消滅粘度、切力過高的狀況。假設(shè)飽和鹽水鉆井液體系是由井漿轉(zhuǎn)化而成，應(yīng)在加鹽前先將固相含量及粘度、切力降下來。用抗鹽粘土配制飽和鹽水鉆井液的步驟如下：1.13g/cm3的飽和鹽水；在飽和鹽水中參加28~30lbm/bbl〔79.9~85.6kg/m3〕優(yōu)質(zhì)抗鹽粘土，即可配成漏斗粘度36~38s的原漿；然后參加淀粉，邊加邊攪拌。當(dāng)加量為4~5lbm/bbl〔11.4~14.3kg/m3〕時，一般可使濾失量降至15ml以下；而加量為8~10lbm/bbl〔22.8~28.5kg/m3〕時，可使濾失量掌握在5ml以內(nèi)。三、配漿實例塔里木羊塔克地區(qū)下第三系使用的高密度KCl聚磺飽和鹽水鉆井液體系的現(xiàn)場配制方法是，首先充分利用四級固控〔特別是離心機的利用，盡可能去除老漿中的低密度、細散的劣質(zhì)固相，并準確測定轉(zhuǎn)化前老漿的各項性能，特別是膨潤土含量的測定，綜合考慮高密度鉆井液中膨潤土含量和膠體顆粒的級配。在老漿中原有的處理劑存在并起作用的情況下，承受配制膠液的方法，加足燒堿，并參加抗高溫降濾失劑、防塌劑、鹽重結(jié)晶抑制劑、鹽和氯化鉀，調(diào)整基漿的性能，然后加重。最終所配制成的高密度飽和鹽水鉆井液配方為：膠液+ (6%~8%)SMP-2 + (3%~8%)柴油+ (1%~3%)SAS + (2%~4%)DH-1 +(1%~2%)RH-4+(7%~8%)KCl+NaCl至飽和+鐵礦粉至密度要求。固然，在現(xiàn)場實際配制高密度飽和鹽水鉆井液時，應(yīng)依據(jù)進入鹽層井段前所使用的鉆井液體系和處理劑以及現(xiàn)場的實際條件來選擇適宜的配制方法。假設(shè)能夠直接由原來的鉆井液體系進展轉(zhuǎn)化，固然是既經(jīng)濟又省時的。但是，假設(shè)要求將原漿全部處理掉，則肯定要做到一次性處理，否則原漿中有些處理劑仍舊會起作用，受原漿性能影響，將會給鉆井液體系的轉(zhuǎn)化和改造工作帶來困難，并直接影響轉(zhuǎn)化后鉆井液性能的穩(wěn)定性，為復(fù)合鹽層的順當(dāng)鉆進留下隱患。例如，羊塔克5井在轉(zhuǎn)化和改造原漿時，只放掉80m3鉆井液，但在鉆復(fù)合鹽層過程中，鉆井液性能極不穩(wěn)定，其高溫高壓濾失量很高，流變性、抑制性及泥餅質(zhì)量都較差。再加上井下地質(zhì)條件簡單，使得井下阻卡嚴峻，雖經(jīng)幾次大處理，但都未能根本扭轉(zhuǎn)。究其緣由，主要是由于轉(zhuǎn)化原漿時放掉的鉆井液太少，處理不徹底，從而使得鉆井液越處理越簡單。據(jù)統(tǒng)計，幾次大處理共放掉鉆井液400多m3，這不僅沒有節(jié)約本錢和勞動強度，反而使鉆井液本錢和勞動強度大大增加，并且加重了廢棄鉆井液對環(huán)境的2井在開頭改造和轉(zhuǎn)化原漿時，一下就放掉原漿的2/3，在此根底上對鉆井液性能進展了調(diào)整，并在鉆進時協(xié)作實行適當(dāng)?shù)木S護措施，使鉆井液的性能始終保持在穩(wěn)定和良好的狀態(tài)，未經(jīng)任何大的處理就順當(dāng)鉆穿了巨厚〔512m〕的復(fù)合鹽層。四、高密度飽和鹽水鉆井液的現(xiàn)場維護技術(shù)鉆井液的維護，特別是高密度飽和鹽水鉆井液的維護，對維持鉆井液性能的穩(wěn)定以確保井下安全至關(guān)重要。假設(shè)一旦操作失誤，將造成難以想象的后果。高密度飽和鹽水鉆井液在井下極易形成厚泥餅和假泥餅，從而造成井徑縮小和鉆頭、扶正器泥包，再與鹽、膏、軟泥巖的簡單狀況交織在一起，會造成對井下阻卡緣由的推斷失誤和操作處理不當(dāng)。因此，對于高密度飽和鹽水鉆井液，必需運用科學(xué)方法和態(tài)度細心維護、正確處理，并嚴格掌握其固相組成和各項性能參數(shù)，以形成優(yōu)質(zhì)泥餅，并具有良好的流變性能。高密度飽和鹽水鉆井液的維護原則是以護膠為主，降粘為輔。這是由于在該類鉆井液中，粘土顆粒不易形成端-端或端-面連接的網(wǎng)架構(gòu)造，而特別簡潔發(fā)生面-面聚結(jié)，變成大顆粒而聚沉，因此需要大量的護膠劑維護其性能，否則在使用過程中常會消滅粘度、切力下降和濾失量上升的現(xiàn)象。一旦消滅以上特別狀況，應(yīng)準時補充護膠劑。添加預(yù)水化膨潤土也能起到提粘和降濾失的作用，但加量不宜過大。對于高密度飽和鹽水鉆井液體系，在維護處理時應(yīng)留意以下幾方面的問題：高密度飽和鹽水鉆井液應(yīng)具有優(yōu)良的流變性能和合理的環(huán)空流型。在鹽膏層鉆井過程中所發(fā)生的井徑擴大與泥頁巖坍塌等簡單狀況，除與鉆井液的密度、含鹽量及配方有關(guān)外，還與鉆井液的流變性能和環(huán)空流型嚴密相關(guān)。環(huán)空紊流對鹽巖層與泥頁巖的沖蝕亦會引起井徑擴大與井塌。例如，當(dāng)中原油田使用油包水乳化鉆井液鉆進文東構(gòu)造3000m左右的鹽膏層時，鉆井液的塑性粘度為30~42mPa·s，動切力為2~6Pa時，鉆井液在環(huán)空中處于紊流，發(fā)生井塌，大的塌塊重達70~80克。當(dāng)提高油包水乳化鉆井液的塑性粘度至35~55mPa·s，動切力至10~15Pa，使其在環(huán)空中處于層流時，則井下狀況恢復(fù)正常。又如在美國威力斯頓盆地，曾承受飽和鹽水鉆井液鉆進 2023~3000m鹽巖層。在222.25mm井眼中，泵量為1.2663m3/min時，171.45mm鉆鋌處Z值為2854，井壁受到嚴峻沖蝕，平均井徑高達762mm。但在另一口井，承受一樣類型鉆井液，泵量為1.0017m3/min，并適當(dāng)提高鉆井液的塑性粘度與動切力，177.8mm鉆鋌處的Z值為600~630，一樣井段的平均井徑降為304.8mm。據(jù)國外文獻報道，為了能在鹽膏層獲得規(guī)章井眼，鉆井液在環(huán)空中的Z值應(yīng)低于600。為滿足該條件鉆井液的流變參數(shù)必需與泵量相匹配這樣才能既保證鉆井液在環(huán)空中處于層流，又使鉆井液的塑性粘度、動切力不宜太高，以避開引起過大感動壓力而造成井漏。泵量亦不能太小，以確保巖屑的攜帶。當(dāng)高密度飽和鹽水鉆井液的密度大于2.0g/cm3〔密度5.0g/cm3〕2.10g/cm3以上必需使用鐵礦粉加重，不能使用重晶石加重。3．高密度飽和鹽水鉆井液的膨潤土含量必需嚴格掌握，不宜過高。密度為2.20~2.30g/cm3MBT20~30g/l為宜，并且膨潤土必需經(jīng)預(yù)水化之后再參加到鉆井液中。假設(shè)膨潤土粘土含量增高引起粘度、切力上升，可用離心機清除膨潤土與鉆屑，或參加飽和鹽水、飽和鹽水膠液并同時加重的方法來降低鉆井液中的膨潤土含量，必要時亦可協(xié)作參加降粘劑來調(diào)整鉆井液的粘度和切力。假設(shè)由于膨潤土含量過低而消滅動切力低、攜砂力量差、濾失量大且泥餅厚等狀況，則可適量補充預(yù)水化膨潤土漿或抗鹽土漿。高密度飽和鹽水鉆井液應(yīng)嚴格掌握低密度固相含量小于3.0%，嚴禁人為在全井鉆井〔如堵漏材料，在充分溶解后再參加。由于高密度飽和鹽水鉆井液中的自由水含量很少，液相中處理劑的濃度相對較高，假設(shè)在鉆井液中直接參加處理劑干粉，會導(dǎo)致溶解不充分，不能充分發(fā)揮作用。此時，相當(dāng)于在鉆井液中參加了低密度固相材料，從而會導(dǎo)致粘切上升，流變性失控。室內(nèi)試驗和現(xiàn)場實踐證明，SMP-2和SPC具有較好的掌握濾失量和維持鉆井液膠體穩(wěn)定性的作用，其中SMP-2具有更好的抗鹽和護膠力量，在高密度飽和鹽水鉆井液中取得6~8%。高密度飽和鹽水鉆井液一般承受FCLS〔鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽〕堿液進展流變性掌握。鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽以降粘為主，同時也起降濾失作用。由于它可以通過吸附作用來減弱和拆散鉆井液中粘土顆粒間形成的網(wǎng)架構(gòu)造，同時對粘土也有肯定的聚結(jié)穩(wěn)定作用。其缺點是有時會使鉆井液所形成的泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)較大，并嚴格要求鉆井液的pH9~10。高密度飽和鹽水鉆井液應(yīng)強化泥餅的質(zhì)量和對潤滑性的改善，并提高泥餅的可壓縮性。一般可選擇3%粉狀磺化瀝青和2~3%超細碳酸鈣〔QS-2〕來調(diào)整固體顆粒的級配。同3~8%柴油及少量外表活性劑來改善泥餅的潤滑性。對于高密度飽和鹽水鉆井液，要特別重視鉆井液pH的變化，并留意對鉆井液濾液3PfMf的測定和分析，以便能夠準時地避開陰離子CO32-HCO-對鉆井液造成的污染。由于高密度飽和鹽水鉆井液中的固相含量高，以及大量的加重材料和鉆3遇的鹽膏層都會消耗大量的燒堿，同時，降粘劑鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽也要消耗肯定量的燒堿。所以要重視pH值的變化，一旦覺察pH值有下降趨勢，應(yīng)準時補充燒堿，以避開由此引起的處理劑效能降低和鉆井液性能變壞。高密度飽和鹽水鉆井液的固相掌握問題格外重要。由于鉆井液密度高，給固控工作增加了難度。這種狀況下，除泥器和除砂器的使用效率降低，離心機又不便于多用。所以肯定要留意振動篩的治理使用，盡量用細目篩布。另外，由于使用了強分散性的降粘劑鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽，因此不行避開地加大了鉆井液中細分散顆粒的濃度，嚴峻時還可能會造成井下阻卡。因此，必需保證固控設(shè)備處于良好的狀態(tài)，井內(nèi)返出的鉆井液應(yīng)嚴格經(jīng)過414、518型兩級離心機，即用414518星離心機進展分別以去除低密度無用固相。為了維持飽和鹽水鉆井液中的鹽始終處于飽和狀態(tài)，除使用鹽重結(jié)晶抑制劑外，還需要定期地補充肯定量的細鹽，使其在地面條件下保持3~5kg/m3過量鹽。過量鹽的含量通常用以下方法進展測定。測定鉆井液濾液中的C濃度，換算成NaC〔mg/；取1ml井漿，加10ml蒸餾水，測C濃度，換算成NaC〔mg/；用干餾法測定固相含量與水的體積百分數(shù)。過量鹽〔mg/l〕Sm–Sf(sswf)m式中 S——鉆井液中NaCl的含量mg/；mfS——鉆井液濾液中NaCl的含量mg/；fsswf——飽和鹽水的體積分數(shù)。假設(shè)遇到鉆井液攜屑不好的狀況，除實行適量補充預(yù)水化膨潤土漿的措施外，還可以參加改性石棉與抗鹽土，在中深井段也可以參加生物聚合物。對于不同體系和配方的高密度飽和鹽水鉆井液，其維護工藝措施也會有所不同。應(yīng)依據(jù)鉆井液的實際組分和性能進展維護，以確保鉆井液性能的穩(wěn)定。下面僅以塔里木油田羊塔克地區(qū)使用的高密度KCl聚磺飽和鹽水鉆井液體系為例，介紹其主要的維護措施。當(dāng)鉆井液中MBT值偏低時，應(yīng)向井漿中補充預(yù)水化膨潤土漿為了保證鉆井液性能穩(wěn)定，必需有足夠的聚合物濃度。只要鉆進，就要細水長流地適當(dāng)補充聚合物膠液〔一般選用的濃度為1%〕進展維護。假設(shè)覺察井漿粘度過高，一般不使用分散劑，而是用低密度HPAN、NPAN膠液〔濃度為0.5%~0.7%〕來調(diào)整因聚合物濃度過高而引起的粘度上升，或者補充大分子聚合物的膠液以消退因聚合物包被不好而造成的粘度上升。在 215.9mm12〔8 ″〕井眼段，假設(shè)使用高密度KCl12要足夠。其典型組成為：SMP-2SPC6%~8%，膠體磺化瀝青1%~3%，混入3%~8%的柴油和少許外表活性劑，潤滑劑2%~4%，清潔劑1%~2%，KCl7%~8%，以及適量的鹽重結(jié)晶抑制劑適量，并用鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽堿液或協(xié)作潤滑劑、防塌劑、降濾失劑等膠液維護鉆井液的流變參數(shù)。應(yīng)將地層水盡量徹底、干凈地放掉，使鉆井液污染程度為最小。2%~3%的超細碳酸鈣用以調(diào)整鉆井液中顆粒的級配177.8mm〔7″〕套管安全、順當(dāng)下至井底，在下入該套管之前的最終一次通井作業(yè)完成之后，可打2%~3%塑料小球的井漿以封閉全部裸眼井段?？傊?，高密度飽和鹽水鉆井液的維護技術(shù)是保證其以優(yōu)良性能鉆穿鹽膏層的關(guān)鍵。在使用過程中，必需把握好高密度飽和鹽水鉆井液的各項維護要點，并與其它工程措施，如井身構(gòu)造、固井技術(shù)等相配套，以確保鉆井液滿足地質(zhì)和鉆井工程的要求。我國江漢、四川、成功、華北、中原、疆、塔里木、青海、長慶等油田的局部構(gòu)造5000m不等，純鹽層總厚度從幾十米至兩千多米，單層厚度從幾厘米至八十多米。鹽巖大多為純氯化鈉，有時亦以復(fù)合鹽〔含氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣等〕存在，常常與石膏、芒硝共存。表6-4-1是我國各油田鉆遇鹽膏層的狀況。鹽膏層油田構(gòu)造層位井深，鹽膏層油田構(gòu)造層位井深，m純鹽層厚南疆海第三系蘇維依914~280040~170度，m江漢王場、廣華寺潛江組700~540010~2023四川川中、川東雷口坡、嘉陵江2300~370050~215成功辛鎮(zhèn)凹陷4與孔店3000~5344100~200華北高家堡、荊邱2、3、42800~510040~100中原文東、衛(wèi)城、濮城1、2、31900~545320~1086北疆北疆四棵樹凹陷獨山子、塔里河300~3500400塔里木凹陷第三系、石炭系、寒武系2648~5700、4900~5300、2800~5600100~150青海獅子溝干柴溝組2400~420050~900長慶東部川鎮(zhèn)下古生界2250~3050300使用欠飽和鹽水鉆井液鉆進時，常常會在鹽膏層消滅起下鉆遇阻，甚至發(fā)生卡鉆，嚴峻時會導(dǎo)致井報廢。發(fā)生卡鉆前具有以下特征：鉆時較快，有時憋跳；泵壓忽高忽低；鉆屑增多或不返；鉆井液粘切上升，濾失量增大，泥餅增厚，氯離子濃度上升；轉(zhuǎn)盤負荷變重，停轉(zhuǎn)倒車嚴峻，提不起，轉(zhuǎn)不動，當(dāng)即卡死；上下活動，阻卡不易消退，甚至漸漸卡死；停泵、倒泵，井下狀況馬上惡化，甚至卡死；轉(zhuǎn)盤卸扣有倒車；接單根放不到底；卡死后泵壓大都正常，泡油、水、酸解卡劑等均無效果，套銑倒扣亦往往因卡套管而失敗。6-4-2是我國局部油田在鹽膏層的卡鉆狀況。油田構(gòu)造鉆井時間鉆進鹽膏層時所發(fā)生卡鉆與報廢井狀況成功油田構(gòu)造鉆井時間鉆進鹽膏層時所發(fā)生卡鉆與報廢井狀況成功辛鎮(zhèn)凹陷1977年以前32口井，另一口井因電測遇阻卡而無法取得電測資料華北江漢疆高家堡庫車1974~1978年1972年以前1978~1980年四棵樹凹陷1986~1987年中原文東1977~1984年青海獅子溝1983年四川川中地區(qū)1984年以前塔里木東秋、南喀等1993年以前3115次，均因找不到3115次，均因找不到43次33條2口超深井均因鹽巖塑性流淌和高壓鹽水重結(jié)晶而發(fā)生卡鉆，被迫原鉆具完井362口井354次用爆炸松扣套銑解卡，一次用水基解卡劑解卡1113433次18井卡鉆報廢鉆進鹽層發(fā)生阻卡，其中廣參21井分別遇116次，經(jīng)劃眼與泡淡水鉆井液解卡921次卡鉆，613次側(cè)鉆，12次14648~4923m鹽膏層，共716次均無法15166~5316m，下完177.8mm套管4天后覺察在鹽層段的套管被擠扁了，該井報廢我國大局部油田都鉆遇鹽膏層，用到的鉆井液主要包括欠飽和鹽水鉆井液、飽和〔過飽和〕鹽水鉆井液以及油包水乳化鉆井液等，其中高密度飽和鹽水鉆井液是鉆進復(fù)合鹽層的抱負選擇。應(yīng)用比較成功的是其次節(jié)提到的四種體系，下面就分別介紹這四種飽和鹽水鉆井液在幾個油田的現(xiàn)場應(yīng)用狀況。一、聚合物飽和鹽水鉆井液體系聚合物飽和鹽水鉆井液體系是最早用于鉆進鹽膏層的飽和鹽水鉆井液，曾在中原、華北、江漢、青海、疆等油田的多口井中得到成功應(yīng)用。聚合物飽和鹽水鉆井液中用于降粘、降濾失及護膠的處理劑一般都選用聚合物。為提高體系的抗高溫、抗鹽力量，還常選用聚磺類處理劑，如磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、磺化瀝青等。因此，大局部聚合物飽和鹽水鉆井液也稱為聚磺飽和鹽水鉆井液。聚合物飽和鹽水鉆井液特別適于鉆進分布相對集中的大段純鹽層、復(fù)合鹽層以及含有大段易坍塌泥巖的簡單井?！惨弧尘酆衔镲柡望}水鉆井液在中原油田文東地區(qū)的應(yīng)用242和沙三4是兩套極為簡單的復(fù)合鹽膏層，斷層特別發(fā)育，埋深2600~5500m。兩套鹽膏層下面為高壓1.501.85g/cm3在3900m以上，伊利石54%~70%，伊蒙混層15%~21%，高嶺石0~12%，綠泥石5%~24%；3900m100%~85%0~10%0~5%，并含鹽25%~56%，5%~20%8.4%89%，24h膨脹率亦從3.9%36.7%9.9~1.1mmol/100g85%~90%，2%~5%和無水石膏2%~5%2070年月末期曾主要使用欠飽和鹽水鉆井液，結(jié)果常常發(fā)生卡鉆、井噴、井漏等惡性事故而導(dǎo)致井的報廢。80年月初、中期，使用油包204等4口深井。由于當(dāng)時我國柴油緊急，油漿的本錢太高，從而使油包水乳化鉆井液的推廣使用受到了限制。直至在1985年，研制成功了飽和鹽水鉆井液，1986年以后開頭大面積推廣，并選用合理的井身構(gòu)造與鉆井工程措施，使得文東地區(qū)鉆30%提高到100%，此后，再也沒有發(fā)生過鹽卡和報廢井。沙三段平均井24.5%9%以下。中原油田文東地區(qū)所用到的高密度聚合物飽和鹽水鉆井液配方和性能已在其次節(jié)中介紹過〔見表6-2-、6-2-，在此不再贅述。因此，聚合物飽和鹽水鉆井液技術(shù)的成功應(yīng)用，為中原油田文東地區(qū)的勘探開發(fā)和原油增產(chǎn)做出了重大貢獻，文東地區(qū)沙三簡單鹽層的鉆井狀況統(tǒng)計見表6-4-3。表6-4-3 中原油田文東地區(qū)沙三簡單鹽層鉆井狀況統(tǒng)計測井成功測井成功完鉆統(tǒng)計平均鉆井液平均率，%類型時年井口平均井深，m期，d鉆井成功一次多次平均井率，%平均鉆用，本，元/m元/m淡水或井液1976~10331025030/10///1980油包水井液1982~1983液1984~1985飽和鹽液1986223690149.5100591008.232321019液液液24075564100100/3.5/113163887190100501008.717110631987493654130.5100891007.76208984198865359799.2100781008.611879231989393657110.2100711007.47286.51153從表中可以看出，承受聚合物飽和鹽水鉆井液所取得的主要技術(shù)效果是：井下安全，鉆井成功率由30%提高到100%，測井成功率由10%提高到100%；130d50%；10%5%。技術(shù)上的成功，也帶來了巨大的經(jīng)濟效益，主要表達在：聚合物飽和鹽水鉆井液在文東的成功應(yīng)用，使得原來無法確定原油儲量的文東地區(qū)成了中原油田的一個主要產(chǎn)油區(qū)。截止1989200多口。即使以每口井日70t原油的保守數(shù)字計算，實際的經(jīng)濟效益也是格外可觀的；1987年文東地區(qū)的鉆井日費用為4970元/1986、1987兩年因縮短鉆井周期而節(jié)約的費用大約為4015萬元?！捕尘酆衔镲柡望}水鉆井液在青海油田獅子溝的應(yīng)用青海獅子溝構(gòu)造干柴溝組〔N1〕到下干柴溝組〔E3〕均鉆遇鹽、膏、芒硝層，埋深為2400~4200m，單層鹽巖厚度4~9m，石膏1~4m，芒硝5~10m，它們夾在含鹽塑性泥巖、軟泥巖含膏泥巖鈣質(zhì)泥巖鹽泥膏泥及粉砂巖之間呈不等厚互層獅20井2400~3967m鉆遇上述各類地層達73層之多。由于上述地層受構(gòu)造運動與鹽巖本身的塑性流淌而消滅很多裂縫，裂縫多為縱向，縫間被方解石、結(jié)晶鹽、無水石膏所充填。砂巖層為不同壓力系數(shù)的高壓鹽水層與油氣層，易發(fā)生井噴和井漏。高壓鹽水層礦化度從 190,000mg/l至320,000mg/l不等。泥巖中的粘土礦物由69%~87%伊利石和31%~13%綠泥石所組成。泥巖中一般含鹽1%~18含石膏2%~12巖鹽由52%~65氯化鈉2%~9無水芒硝4%~15%鈣芒硝、0~1%石膏、3%~4%石英、3%~5%長石、1%~2%方解石組成。而芒硝層中含有無水芒硝44%~83%，鹽8%~25%，石英2%~3%，白云石4%~6%及粘土3%~22%。鉆進此段地層極易引起各種井下簡單狀況。例如獅深18井鉆穿3700~3900m鹽膏層時，井塌嚴峻，井徑擴大率高達150%，當(dāng)鉆至3981.57m時，因井塌埋鉆具而報廢。獅20井，曾使用FCLS—CMC—KCl鹽水鉆井液鉆進此井段，結(jié)果性能不穩(wěn)定，井塌嚴峻，井徑擴大率最大達109%，接單根遇阻卡，放不到底，必需劃眼才能通過，卸扣打倒車，嚴峻時提不起來，泵壓忽高忽低起下鉆阻卡嚴峻為了順當(dāng)鉆穿此井段和防止鹽的重結(jié)晶獅25井從3300m將鉆井液轉(zhuǎn)化為由2%~3磺化酚醛樹脂SMP-2%~3磺化褐煤SM1%~2聚磺腐植酸PT、0.1%~0.3%NCr2O70.1%~0.3燒堿和0.3%NTA鹽重結(jié)晶抑制劑組成的聚合物飽和鹽水鉆井液其性能是密度1.42~2.08g/c3 隨井深而增加漏斗粘度40~45，0.5~1/1.5~2Pa11~20ml25~30g/l，pH9.5~10.5，抗溫可達200℃。轉(zhuǎn)化后，阻卡現(xiàn)象消逝，電測順當(dāng)，泥巖段井徑規(guī)章，鹽層段平均井徑擴大22%以下。二、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液體系〔尤其是含膏、鹽的軟泥巖普遍存在、高壓低滲鹽水層同時存在，且屢次受造山運動和斷層的影響，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力大，地層裂縫發(fā)育，因此該地區(qū)的鉆井難度格外大。吉迪克組下部〔4800~4950m〕和下第三系〔4950~5300m〕是由大段的膏泥巖、鹽巖、鹽膏層以及難以預(yù)見的軟泥巖所組成的復(fù)合鹽層。此段膏泥鹽層段屬高膨脹、弱分散地層，石膏的存在更加劇了這種吸水膨脹，無水石膏吸水后轉(zhuǎn)化為二水石膏，其體積增大26%，543m〔羊塔克101井，最薄427〔羊塔克5井，五口井的平均鹽層厚度為470.8。這套復(fù)合鹽層在吉迪克組下局部別以鹽巖、泥膏巖或石膏的形式消滅，最早是羊塔克 4井在4799~4801m以2m石膏形式消滅的。以后，鹽巖、石膏、膏泥巖及泥膏鹽層漸漸增多，厚度也漸漸增大，至下第三系中部以大段純鹽層為〔最厚羊塔克5井為81m，最薄羊塔克1井為45，夾有石膏和可鉆性極差的泥巖；下部以泥巖為主，夾有互層的石膏、鹽巖、泥巖等；這套復(fù)合鹽層在下第三系底部以膏泥巖、石膏或泥膏巖的形式完畢，最晚消滅的是羊塔克101井在5336~5338m井段2m的膏泥巖。該地區(qū)復(fù)合鹽層普遍存在軟泥巖，其中含鹽膏的軟泥巖較多在羊塔克5井曾鉆遇厚度達18m平均鉆速21.8min/m的大段純軟泥巖〔在5178~5196。構(gòu)造應(yīng)力的影響使得鹽層、軟泥巖的蠕變和塑性流淌加劇，在鉆井實踐中需要較高的鉆井液密度才能得以平衡，在羊塔克 5井，鉆井液密度最高達2.38g/cm3。此外，羊塔克2井在復(fù)合鹽層鉆進時覺察高壓鹽水層，鉆進時無明顯顯示，每次起下鉆中都有溢流消滅。溢流速度為0.2~0.3m3m/h〔鉆進時使用密度為2.18~2.24g/cm3的鉆井液5井在鉆至4864.64m時覺察0.77m3/h1.95g/cm32.01g/cm3后才漸漸恢復(fù)正常。解決此段地層井下簡單狀況的技術(shù)措施是，以適合的鉆井液密度平衡鹽巖和軟泥巖的塑性蠕變；承受能抗鹽污染、抗高溫的鉆井液體系；增加鉆井液的抑制和防塌力量，到達穩(wěn)定井壁的目的；使用能有效掌握和維護高密度飽和鹽水鉆井液流變參數(shù)的降粘劑；嚴格掌握高溫高壓濾失量，提高泥餅質(zhì)量。經(jīng)過室內(nèi)試驗和爭論，最終確定承受高密度KCl聚磺飽和鹽水鉆井液，其配方和性能已在本章其次節(jié)介紹過〔見表6-，取得了很好的應(yīng)用效22.10~2.26g/cm3的聚磺飽和鹽水鉆井液順當(dāng)鉆穿了厚度分別446m512m5041~5043m2.24g/cm3的鉆井液0.2m3/h。實行有效的維護措施穩(wěn)定了鉆井液性能，保證了復(fù)合鹽層電測一次成功和套管的順當(dāng)下入，為國內(nèi)泥漿公司承鉆復(fù)合鹽層高難度井40177.8mm〔7″〕6619MPa建立正常循環(huán)，其次次固井成功等優(yōu)異指標。三、氯化鉀/氯化鈉飽和鹽水鉆井液體系塔里木盆地第三系大量存在著各種不同類型的復(fù)合鹽層。在羊塔克構(gòu)造帶、南喀拉玉爾滾構(gòu)造、東秋立塔克構(gòu)造的鹽層以鹽巖、含鹽膏軟泥巖、石膏巖、膏泥巖為主，中間夾有薄層泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，鹽層成厚薄不等層分布于全井段，鉆井難度極大。鉆遇此段的1井在復(fù)合鹽層鉆井過程中共發(fā)生752182m，319.652440~4280m鉆遇此鹽層。該井承受的是氯化鉀/1.82g/cm32514.85m時進入軟泥巖0.84m，覺察轉(zhuǎn)盤負荷變重，扭矩上升，停轉(zhuǎn)盤上提即卡死。事故處理完后，將2.03g/cm32514~2545m2555.84m時，起鉆倒劃眼至井深2527.47m2.20g/cm3，/2.20~2.25g/cm3，安全鉆進至中完井深。該井在軟泥巖段進展中途測試。依據(jù)井徑數(shù)據(jù)，計算出軟泥巖在密2.03g/cm3Cl-210,000條件下的徑向蠕變速率為2.3mm/h3619m3619~4280m井段復(fù)合鹽層中鉆進時，鉆井液密度低于1.95g/cm310~30噸，并有較嚴峻的掉塊現(xiàn)象，密度提至2.13g/cm3后井下恢復(fù)正常。氯化鉀/氯化鈉飽和鹽水鉆井液體系的組成主要包括：KClNaCl，KClK+，NaCl供給防止鹽溶的Cl-；濾失劑：主要有Polyerill、Drispac和Polysa-L0.5%以內(nèi)；3．防塌劑：主要是Shale-Check和SKLTEX1%。另需協(xié)作使用國產(chǎn)抗溫、抗鹽的處理劑，如SPC、SMT等，主要起降粘和降濾失量的作用，同時還需協(xié)作使用鹽重結(jié)晶抑制劑NTA和肯定量的LUBE、RH-3等潤滑劑，以保證體系中鹽的飽和和良好的潤滑性能。現(xiàn)場應(yīng)用證明，氯化鉀/氯化鈉飽和鹽水鉆井液體系不僅具有良好的抗鹽污染的力量，同時具有較強的防塌力量。承受氯化鉀/氯化鈉飽和鹽水鉆井液體系，雖然有時會發(fā)生卡鉆事故，但假設(shè)能夠選用適當(dāng)高的鉆井液密度，并掌握好其粘度、切力、濾失量等性能，仍然能夠順當(dāng)鉆穿鹽膏層。該體系適于在連續(xù)消滅的、不連續(xù)的大段鹽膏層鉆井過程中使用。四、復(fù)合飽和鹽聚合醇硅酸鹽鉆井液體系在復(fù)合飽和鹽聚合醇硅酸鹽鉆井液體系中使用了復(fù)合鹽，即氯化鈉和氯化鉀。其目的是，利用鉀離子的抑制作用使井壁保持穩(wěn)定。該體系中還參加了硅酸鹽，即低濃度的硅酸鈉或硅酸鉀，這是由于尺寸分布較寬的硅酸根離子可以通過吸附、集中等途徑結(jié)合到粘土晶層端部，堵塞粘土層片之間的縫隙，從而起到穩(wěn)定作用。假設(shè)在高溫、長時間接觸的條件下，硅酸鹽還能與粘土進展化學(xué)作用，產(chǎn)生無定形的膠結(jié)力很強的物質(zhì)，使其與粘土礦物顆粒分散成一體。此外，負電性硅酸根離子結(jié)合到已經(jīng)過預(yù)水化的粘土顆粒端部，則會使其電動電位上升，粘度、切力和濾失量下降，有利于形成薄而韌的泥餅，同樣有利于井壁的穩(wěn)定。室內(nèi)巖心浸泡試驗說明，在浸泡液中參加3%的稀硅酸鈉，可在巖心外表形成一層硬殼。隨時間增長，巖心硬度增加，且硅酸鈉與7%KCl協(xié)作使用時，巖心回收率可高達99.7%。體系中含有的聚合醇又稱多元醇，不僅具有良好的抑制泥頁巖水化、膨脹和分散的力量，同時還具有很好的潤滑性和生物降解性，并具有肯定的調(diào)流型的作用，與無機鹽中的K+同樣具有很強的協(xié)同作用。因此，這種復(fù)合飽和聚合醇硅酸鹽鉆井液體系又可稱為稀硅酸鹽聚合醇KCl飽和鹽水鉆井液。在該體系中，還常添加抗鹽和抗高溫的磺化類處理劑SMP-2、SPC等。塔里木油田克拉蘇地區(qū)的地層簡單性對鉆井液提出了格外嚴格的要求，克拉203井和2046-4-46-4-5所示。其地層特點和對鉆井液的要求可概括如下：203和克拉溶解，泥巖軟并易垮塌。這些簡單狀況給井壁穩(wěn)定帶來了很大困難；同一裸眼井段存在不同的壓力系數(shù)。地層壓力差異很大，使用的鉆井液密度的安全范圍格外?。话自茙r氣層鉆開后，又要面臨下部白堊系砂巖的防漏、堵漏問題。白云巖本身易碎、易塌、易漏失，所以要求鉆井液體系具有極強的封堵性能，從技術(shù)上需解決好井漏和氣侵的沖突；白堊系砂巖層為壓力敏感地層，地層壓力系數(shù)低，并存在井漏和井壁失穩(wěn)問題，同時要求參加堵漏劑的鉆井液必需具有良好的流變性，特別是對于高密度鉆井液，這是一個比較大的挑戰(zhàn)；必需保證鉆井液體系能夠有效地保護油氣層；各種鉆井液處理劑必需具有良好的抗鹽、抗高溫、抗污染的力量；必需確保電測、固井等作業(yè)的順當(dāng)進展；由于必需使用高密度鉆井液，因此給固控工作帶來困難。地質(zhì)分層度，m主要巖性描述康村組上第三系地質(zhì)分層度，m主要巖性描述康村組上第三系克組下第三系依組白堊系奇克組4022.0紅褐色泥巖、膏質(zhì)泥巖，3600~3689m；鹽質(zhì)泥巖、鹽巖、粉砂巖，3689~3899m；細砂巖，3905~3949m2060.0黃褐色泥巖、粉砂巖、雜色小礫巖2650.0紅褐色泥巖、灰色粉砂巖3150.0紅褐色泥巖、灰色粉砂巖，局部膏質(zhì)泥巖4031.5 4016m蓋組地質(zhì)分層底界mm段，m地質(zhì)分層底界mm段，mm主要巖性描述康村組1490.51483.0850.01549~1552吉迪克組2703.51213.02023.02561~2568灰質(zhì)泥巖、灰質(zhì)粉細砂巖、砂礫巖及小礫巖，巖易垮蘇維依組2933.52245.02925.0組3814.0881.03774~37803600.0易垮塌，泥巖性軟，白云巖含高壓氣層巴士基奇克組4050