元坝271井膏盐层安全钻井技术
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摘 要：针对膏盐层的安全钻井关键技术，系统的分析了膏盐层特殊而复杂的作业环境和条件所导致的埋钻、卡钻、下套管困难等作业不利情况；有针对性的提出了钻膏盐层的有关钻井液使用和处理、防埋钻、卡钻等工艺技术对策。结合元坝271井在雷四到飞四段（井段：4961-6506m）钻遇大段膏盐层的实际情况，就泥浆维护及钻具安全方面给出了具体的处理对策，取得了良好的效果。
中图分类号：TD87
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）006-001-02
1 盐膏层钻井概况
膏盐层钻井是深部地层钻井施工中一大技术难题。盐膏层会在一定的压力、温度下出现蠕变现象，从而造成卡钻、井眼失稳和固井后挤压损毁套管等事故，如果不采取有针对性的技术措施加以解决，膏盐层钻井施工将会付出高昂成本。
2 盐膏层施工钻井过程中复杂情况
2.1 盐膏层普遍存在着塑性蠕动
盐膏层一般来说可分为两种：(1)纯盐层。纯盐层容易出现缩径、盐层溶解而导致井径扩大等施工不利情况。(2)复合膏盐层。这种除了出现第一种的不利情况外还容易发生井壁垮塌现象，从而出现卡钻问题。
2.2 利用膏盐层扩孔技术抑制膏盐层的蠕动
一般方法是利用盐膏层段的扩孔方法控制膏盐层蠕动速率。归纳起来，影响扩孔安全及效果的因素主要有：扩孔参数、扩孔的工具和扩孔措施制定等，以上三个方面的问题如果处理不好，就不能较好的控制膏盐层蠕动问题。
2.3 两种蠕变的应对
膏盐层存在稳态蠕变和瞬态蠕变，必须采取措施加以应对才能保证安全钻井。首先，稳态蠕变对安全钻井影响较小，但会对注入水泥和固井套管的顺利下入会造成一定的不利影响，盐膏层瞬态蠕变会对钻井安全产生重要的影响。因此，了解和掌握盐膏层蠕变特性，发现其蠕变规律对于安全钻进膏盐层意义巨大，必须引起高度重视。
3 膏盐层安全钻井的关键技术措施
结合我国境内东西部多个油田的盐膏层长期钻井经验与教训，为了有针对性的减少膏盐层塑性蠕动给钻井施工带来的不利影响，一般来说，膏盐层钻进需采用如下的技术步骤：首先在了解盐膏层类别、上下地层间压力系统的基础上，充分了解和掌握盐膏层蠕变特性，发现其蠕变规律；其次要根据盐膏层的地质特性来预防井漏现象，通常的做法是采取高密度并且欠饱和的非渗透性钻井液来进行扩孔钻进作业。以上两种技术是保证膏盐层安全钻井的基础。
在此基础上，我们一般选用高密度欠饱和非渗透聚璜钻井液扩孔钻进技术来安全的钻穿膏盐层。
3.1 膏盐层钻井液的处理
自膏盐层顶板50-60米处开始高密度欠饱和非渗透聚璜钻井液随钻扩孔，这样可在有效抑制其塑性蠕动的状态下保证安全的钻进。一旦遇到盐膏层上下地层间压力系统出现一些差异，或者利用较高密度的欠饱和盐水钻井液时，上部份低压力的地层是同一个裸眼井段的固有特点，正因为如此，高当量密度的钻井液就会导致的井漏和压差，从而导致卡钻，因此要现场提高其承压的能力，承压的堵漏方法一般来说是通用的做法。
3.2 膏盐层防卡的技术
膏盐层防卡的措施主要有以下几种常用方法：
(1)短程的起钻方法来验证钻头的可通过性，一般来说要起钻至盐膏岩的顶部。短起钻方法主要是用来观察钻井的蠕变情况，所以说一旦作业者钻穿了盐层以及软泥岩层，就应该短起钻，至盐膏岩顶部的套管内，并滞留一段时间以后才去观测蠕变情况，从而来判断所用钻井液是否能满足抑制蠕动功能。
(2)每钻进0.5米就上提2米划眼到底通常是钻盐膏层的通常做法。慢慢的增加段长和划眼的行程之前必须观测有没有出现划眼无阻卡或者无蹩劲显示等现象，但是每钻进4-5米就应该上提划眼一次到两次，每逢完成一个单根后，方钻杆就需要提出转盘面下，而后下放并划眼至底部；钻进4小时后，一般来说要短起已钻过盐层的顶部，最终全部划眼到钻井底部，此时如果没有阻卡现象发生，就应该恰当的延长“短起钻”的周期，值得注意的是钻具在盐层段的总工作时间不宜过长，应该保证在12-15小时之间。
(3)应该及时的调整钻井过程的各种参数并严格监视其变化，控制机械的钻速，盐膏岩每钻进一米时不低于10-16分钟。一旦发现任何非正常情况，就应该根据情况恰当应对，立即上提钻具，停止划眼工作。钻进中如果出现复杂情况就待情况有所好转之后，再继续划眼工作，此时需要认真判断并分析原因。
(4)最后就是采用随钻扩孔的技术来增大井径。
4 元坝271井膏盐层安全钻井技术应用
元坝271井在雷口坡四段组、嘉陵江组、飞仙关四段有大段的石膏层，特别是嘉四、嘉五段地层石膏中含盐。该井段的技术应用难点，首先是要解决好大段盐岩层的防塌、防卡和盐岩层蠕变的问题；其次是要处理好破碎地层的坍塌问题，防止垮塌卡钻。盐岩层钻进是关键。实际选用了抗岩膏层污染能力较强的非渗透磺化钻井液体系。
根据地质预告在钻达膏盐层前首先作抗膏、盐污染的预处理，使钻井液体系中具有较强的抗膏盐污染的能力，然后在钻遇膏盐层时根据实际情况加入丹宁碱液作进一步的处理，保证钻井液能够顺利通过膏盐层。
(1)严格控制膨润土含量在21－25/l，固相含量控制在允许范围之内，加大使用具有较强抗盐膏能力的SMC，SMP-2，PEG，DRH，HTX，SD－17W等处理剂对钻井液进行维护，使钻井液具有较强的抗污染能力和良好的流变性，并且定期补充一定量的混合胶液，进行护胶，从而有力的保证钻井液性能的长期稳定和井下的安全。
(2)在钻进期间，应该严格注意依照配方和性能添加足够的处理剂，MBT值尤其要保持恰当，需要指出的是处理剂要用胶液方式以“循环周”来均匀的加入CXP-2、SPNP-2、SMP-2、SPC等，这样才会有稳定的性能，才能避免因钻井液性能的波动而造成的作业不利影响。
(3)在坚持平衡盐层蠕动的原则下，保证钻井液密度在1.65-1.70g/cm3。钻井液密度越小，其通过性越好，所以只要不造成井眼不稳定，就应该使用较小的钻井液密度。
(4)泥饼的性也是影响安全作业的重要因素，要根据情况适时加入DRH和PEG等成分。钻进时注意监测[CI-]的含量，合理使用NaCl和KCl，保持[CI-]含量160000～175000 mg/l。定期加KCl，保持KCl浓度在3～5％以内。另外还要适当加K2Si03成份，慢慢的加K2Si03，期间控制纯碱Ca2+的含量。
(5)本井段的情况是：裸眼长、井眼大，粘切控制非常重要，要避免粘土过度的分散所导致的恶性循环，而使性能不可控，强分散剂及稀释剂应尽可能少的使用。用处理剂胶液来控制钻进维护阶段的粘切现象，中完时配合稀释剂来微调。
(6)井段较深时还需加足抗温及抗盐处理剂，以便具有适当的滤失量及优质的造壁性能。所制定的钻井工艺措施要求必须合理选择钻井的参数，并控制合理的机械钻进速率，划眼及短起钻制度必须要遵守，这样才能起到预防盐层卡钻。
钻盐膏层为一项系统的工程，除了合理选择盐膏层的钻井液维护及处理工艺外，还需合理的选择盐膏层钻井工艺措施，这也是保证安全、快速钻进的一个重要因素。
5 认识和结论
盐膏层的钻井液维护与处理关键应坚持以下原则：
应及时补充胶液，控制好钻井液[Cl-]用量，一般来说，欠饱和状态的钻井液比较有利通过和维持井眼未定；为了防止卡钻就要让岩屑能够及时溶解，增大井径；要维持井眼稳定就应及时以胶液方式补充相应处理剂，控制好钻井液性能；钻井液大型处理必须以小型实验结果为依据。
参考文献：
[1] 山.膏盐层局部双层组合套管固井技术[J].石油钻探技术,1995(03).
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