文/李庭銀 張大力，勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司

1 引言

純化油田純42區(qū)塊完鉆地質(zhì)層位基本在沙四下或孔店組，這兩種地層的巖性含有大段紅色軟泥巖和石膏（例如純42-斜24五段制井型中，井深2660米至2698米含有石膏、井深2722米至3108米為紫紅色紅泥巖），在鉆井過(guò)程中，通常會(huì)造成鉆井液性能惡化，井下極為不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可以發(fā)生卡鉆等事故。為解決問題，針對(duì)該區(qū)塊的巖性特征，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)與豐富的理論知識(shí)，以“預(yù)防為主，處理為輔”的方針，優(yōu)選鉆井液類型，優(yōu)選鉆井液參數(shù)，從而解決了該區(qū)塊的疑難雜癥。

2 地質(zhì)概括

純化油田純42區(qū)塊構(gòu)造位置位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷純化-草橋鼻狀構(gòu)造帶東翼純42斷塊。自上而下鉆遇 :平原組 、明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營(yíng)組、沙河街組、孔店組。完鉆地層為孔店組

2.1 沙四段沉積砂體是在湖泊沉積環(huán)境下形成的，巖性以紫紅、深灰、灰綠、灰褐色的碎屑巖夾鹽膏層、碳酸鹽巖為主，少部分含泥質(zhì)、灰質(zhì)長(zhǎng)石粗粉砂巖。礦物成分主要為石英和長(zhǎng)石，其中石英含量最高為44.5%，長(zhǎng)石含量為37.1%，巖屑只占18.4%。沙四下鹽膏層發(fā)育，從凹陷到邊緣依次減薄，并相變?yōu)榧t色碎屑巖。膠結(jié)類型大部分為接觸-孔隙式，膠結(jié)物含量不高，為5-7%，其中以鐵方解石為主。

2.2 從巖心分析情況看，沙四段儲(chǔ)層孔隙度13.2－20.1%，平均孔隙度為18.1%，平均滲透率為12×10-3μm2，碳酸鹽含量10%；綜合評(píng)價(jià)該區(qū)儲(chǔ)層屬于中孔低滲儲(chǔ)層；

2.3 該塊沙四段地層水水型為CaCl2，水礦化度在10-12×104mg/L；沙四下紅一組原始地層壓力33.4MPa，壓力系數(shù)1.34，地層溫度117℃，溫度梯度為3.5℃/100m，為常溫高壓油藏；

2.4 孔店組為一套湖泊、河流沖積扇沉積體系，巖性主要以棕紅色砂巖與強(qiáng)氧化環(huán)境下產(chǎn)生的紫紅色泥巖不等厚互層，夾綠色泥巖，并含有膏泥巖及石膏和鈣質(zhì)砂巖。

3 鉆井液施工難點(diǎn)

3.1 該區(qū)塊設(shè)計(jì)井深多在2400～2900米左右，裸眼段長(zhǎng)。 由于沙四下與孔店組所含紅泥巖的強(qiáng)造漿率、水化膨脹，使得鉆井液粘切急劇上升、濾餅增厚、濾餅?zāi)Σ料禂?shù)增大、固相含量增高，鉆井液失去流動(dòng)性，處理困難，成本增加，井下變的很不穩(wěn)定，縮頸及糊井眼現(xiàn)象嚴(yán)重；同時(shí)高造漿率粘土的增加，使機(jī)械鉆速大幅度降低。

3.2 該地層中石膏的鈣離子容易與鉆井液中膨潤(rùn)土的鈉離子發(fā)生離子交換，而鈣離子的水化能力比鈉離子要弱得多，因此鈣離子的增加會(huì)使蒙脫石絮凝程度增加，致使鉆井液的穩(wěn)定性受到破壞，粘切濾失量增大、濾餅增厚、PH值下降。

3.3 由于沙河街組地層可鉆性差 ,井深軌跡的變化，加之PDC 鉆頭切削的巖屑顆粒細(xì)小 , 其中不能水化的細(xì)小顆粒成為無(wú)用固相進(jìn)入鉆井液后 , 很難用固控設(shè)備清除 ; 能水化的細(xì)小顆粒增加了鉆井液的相界面面積 , 鉆井液中的自由水減少 , 使膠體性能受到影響，機(jī)械鉆速也進(jìn)一步降低。

4 鉆井液技術(shù)措施的制定與實(shí)施

4.1 控制鉆井液中的坂土含量：為控制石膏與紅泥巖帶來(lái)的不良影響，盡量清楚鉆井液中的劣質(zhì)固相，特別是低密度劣質(zhì)固相，因此要求固控設(shè)備必須運(yùn)轉(zhuǎn)良好，通常需要180目的振動(dòng)篩、除泥器、兩臺(tái)中速離心機(jī)和一臺(tái)高速離心機(jī)（配合強(qiáng)制絮凝分離使用），這樣才能控制鉆井液中粘土含量在合理的范圍內(nèi)，通常保持在40～60 g/L，可以減輕鉆井液受膏泥巖污染時(shí)嚴(yán)重增稠的情況。

4.2 提高鉆井液的抑制性與抗鹽性：在鉆進(jìn)至東營(yíng)組底部時(shí)開始對(duì)鉆井液進(jìn)行性能調(diào)整，調(diào)整如下：0.4%的純堿+1%的銨鹽+0.5%的燒堿+3～5%的低粘羧甲基纖維素鈉鹽+1%的天然高分子降濾失劑+1%有機(jī)硅穩(wěn)定劑+1%白油潤(rùn)滑劑。

4.3 日常生產(chǎn)的鉆井液維護(hù)：在第一次對(duì)鉆井液性能調(diào)整好后，在日常鉆進(jìn)生產(chǎn)中，聚丙烯酰胺加量應(yīng)嚴(yán)格保持不低于0.6%，利用其長(zhǎng)分子鏈的包被作用，一方面增強(qiáng)鉆井液對(duì)地層造漿作用的抑制，另一方面提高鉆井液的剪切稀釋作用；

4.4 預(yù)處理：由于井底石膏的存在，在鉆進(jìn)至沙三段下時(shí)，開始適量加入純堿預(yù)處理鉆井液，這樣在發(fā)生石膏侵時(shí)能及時(shí)發(fā)生反應(yīng)，形成碳酸鈣，在地面及時(shí)被固控設(shè)備清楚。

4.5 處理劑的選用：普通降濾失劑難以克服，因此在鉆進(jìn)至沙三段后，開始使用性能優(yōu)良的抗鹽型護(hù)膠降濾失劑，對(duì)粘土顆粒進(jìn)行護(hù)膠，防止因無(wú)機(jī)鹽離子嚴(yán)重壓縮粘土顆粒的擴(kuò)散雙電層，導(dǎo)致鉆井液性能破壞，通常加量為3%左右，即可使中壓濾失量保持在3～4毫升左右；降粘劑類應(yīng)根據(jù)污染類型選擇，例如該區(qū)塊一般選用高效硅氟降粘劑或海水降粘劑；

4.6 保持鉆井液的PH值：因?yàn)殁}離子能消耗部分氫氧根離子，為了保持鉆井液性能及其它處理劑的效能，因此在進(jìn)入沙河街組后，應(yīng)不斷補(bǔ)充燒堿，使鉆井液PH值保持在8～9之間，這樣能夠減輕石膏侵帶來(lái)的污染，也能充分發(fā)揮其它處理劑的效能；需要注意的是由于砂四下與孔店組含有大量泥巖，因此鉆進(jìn)至此地層后就盡量不再加入燒堿；

4.7 適當(dāng)?shù)你@井液密度：沙四下與孔店組石膏之間的軟泥巖，是在成巖時(shí)由于封閉的原因而形成的。因此這部分軟泥巖沒有脫水，塑性很強(qiáng)，易塑性流動(dòng)、縮頸。

5 應(yīng)用效果

通過(guò)以上的技術(shù)措施，在純梁油田純42區(qū)塊施工的多口井過(guò)程中，通過(guò)分析施工區(qū)域特點(diǎn)，成功的克服了該區(qū)塊含紅色泥巖和石膏所帶來(lái)的不良影響，工期明顯得到縮短，機(jī)械鉆速與電測(cè)成功率得到明顯提高，鉆井成本大大降低，同時(shí)也降低了井徑擴(kuò)大率，減少了井下復(fù)雜情況的發(fā)生。