文档介绍：川东北地区膏盐层钻进
泥浆综合技术
杨健
(西南石油局重庆钻井公司)
摘要:川东北地区膏盐层埋深达3000~4500米,总厚度超过400米,泥浆工作难度高,基于对膏盐层地质情况的全面掌握,本文从泥浆设计、实钻、现场管理等方面进行了较充分阐述,认为聚磺泥浆基本能满足膏盐层钻进需要。最后对存在的问题和发展方向,发表了自己的看法。
关键词:川东北膏盐层钻井液现场管理
一、川东北地区膏盐层地质情况:
川东北地区油气勘探始于60年代全国第一次石油普查。该区由两个相互独立的构造带组成,其一是通南巴构造带,由通江涪阳坝构造和地跨南江、巴中的南阳场构造组成,该构造带计算的圈闭面积为838平方公里,是四川盆地仅次于威远气矿的第二大构造。其二是达县—宣汉区块,由罗家坪——付家山构造、东岳寨构造等局部构造组成,圈闭面积较小。
川东北地区的海相地层中,尤其是嘉陵江、飞仙关、长兴、茅口、石炭系有着良好的油气勘探开发前景,但要钻达这样深的目的层,必须要钻穿上部存在诸多复杂井段,其中之一就是海相地层的雷口坡、嘉陵江组的大段膏盐层。
在本区域,大约井深2800~3000m即进入海相地层雷口坡组,该层平均厚度500~700m。如川涪82井雷口坡厚516m,川付85井雷口坡厚646m,其中雷三、雷二、雷一段均有硬石膏岩夹层、或与灰岩、白云岩不等厚互层,同时含少量岩盐及杂卤石。之后在井深3500m左右进入嘉陵江组,该层平均厚度800~900m,而有些井厚度超过1000m。其中川涪82井实钻达1245m,膏盐层累计厚度达413m,占总厚度的33%。本组膏盐层极其发育,几乎每一井段都含石膏和岩盐,特别是嘉四、嘉二段含大段的膏盐层。
海相地层中厚大的膏盐层作为极好的盖层,对油气储集非常有利,但对工程施工却提出了难题。图一~图四是川涪82井嘉五、嘉三段的岩芯照片,虽然不是膏盐最发育井段,但可以清楚地观察到地层中石膏、杂卤石的发育情况。
图一:杂卤石岩条带图二:泥晶白云岩与硬石膏岩薄互层
(嘉五岩芯) 具揉皱构造和变形层理(嘉三2岩芯)
图三:含云质硬石膏岩中的网格状构造图四:白云岩中沿张裂缝分布的硬石膏脉
(嘉三岩芯) (嘉三岩芯)
二、膏盐层钻进易发事故及对泥浆的影响
1、膏盐层在高温高压下具塑性流动性,易导致缩径、卡钻等工程事故。川涪82井在钻遇嘉二高压气层压井后, g/cm3起钻,起至钻头距井口162m处发生井喷, g/cm3重浆制服了井喷,但因控制回压过低,造成嘉五~~;
2、膏盐层对泥浆的化学污染。石膏、岩盐、杂卤石中所含NaCl、KCl、CaCl2、CaSO4等溶于非饱和盐水泥浆中,电离出高浓度阳离子,如Ca2+、Na+等。阳离子压缩胶体颗粒的双电层,使水化膜减薄,导致胶体颗粒趋于聚结,破坏泥浆的稳定性,出现失水猛增,泥饼变厚发虚,泥浆流动性变差甚至丧失等现象。80年代施工的川巴88井在过膏盐层时,由于措施不当和经验不足,导致使用不抗污染泥浆钻入雷口坡膏盐层,泥浆立即稠化,流动性极差,即是例证;
3、采用非饱和盐水泥浆,岩盐被溶蚀形成盐腔,导致该处泥浆返速变缓,造成携岩不良,易发生起钻阻、卡现象,严重时可能导致卡钻事故;