顺北5号断裂带复杂井段钻井液关键技术浅析.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:安智伟(1971),男,汉族,河南嵩县人,本科,中石化华北石油工程有限公司,工程师,研究方向为钻井液体系的现场应用和推广。-62-顺北 5 号断裂带复杂井段钻井液关键技术浅析 安智伟 中石化华北石油工程有限公司,河南 郑州 450000 摘要:摘要:顺北 5 号断裂带处于阿瓦提断陷北斜坡、顺托果勒隆起西北部与沙雅隆起西南部的倾没端,本文概述了顺北 5 号断裂带的地质特点及钻井液技术难点。针对二叠系、志留系、奥陶系的地层特点,针对性的提出了随钻防漏技术方案、停钻段塞堵漏、专封技术,在现场的施工过程中取得了一定效果
2、,研究结论对于顺北工区下部提速提效具有较好的借鉴意义。关键词:关键词:二叠系;志留系;奥陶系;井壁稳定;防漏;堵漏;顺北 5 号断裂带 中图分类号:中图分类号:TE254 1 顺北 5 号断裂带概况 顺北5号断裂带位于塔里木盆地北部坳陷中西部,处于阿瓦提断陷北斜坡、顺托果勒隆起西北部与沙雅隆起西南部的倾没端。2013 年,顺北油气田开始开发,部署顺北 1 井;2015 年 9 月部署的顺北 1-1H 井取得尤其突破,预示着该区块具有较好的开发前景。目前钻井作业主要集中在顺北 1 号、5 号断裂带。图 1 顺北区块断裂带及井位图 表 1 顺北 5 号断裂带应力特征 断裂名称 走向 断开层位 应力
3、特征 北段 北北西 T90-T50 压扭、平移 中段 南北 T90-T50 平移、张扭 南段 北北东 T90-T50 张扭 位于顺北 5 号断裂带的 SHB1、SHB5X、SHB51X、SHB501 先后获得突破。2 顺北 5 号断裂带钻井液技术难点(1)二叠系与上部地层不整合,易漏失;玄武岩硬度较高,易掉块卡钻。(2)受断裂带影响志留系漏失严重。(3)奥陶系地层受挤压构造影响,地层应力大,岩体破碎。3 顺北5 号断裂带二叠系漏失特点及技术对策 3.1 二叠系岩性特点(1)地层极为破碎,微裂缝或裂缝发育;(2)与上部地层存在不整合面,极易掉块垮塌和漏失;(3)地层的漏失压力接近地层的坍塌压力;
4、(4)硬度较高,掉块发生卡钻事故。图 2 二叠系裂缝电镜扫描照片及掉块 3.2 二叠系漏失特点(1)漏点深度规律性不强 经过对已经施工的顺北蓬 1 井、顺北鹰 1 井等 8口井二叠系漏失点进行统计,漏点位置从 4636m5395m,井段长达 759m,漏点无规律分布。中国科技期刊数据库 工业 A-63-表 2 顺北 5-7 二叠系漏失情况及处理措施 漏失井深 岩性 漏速 m3/h 堵漏措施及效果 4629.60 凝灰岩 4-10 随钻堵漏,有效 4653.49 英安岩 失返 25%、35%桥浆漏浆,无效;停钻专项堵漏,无效 化学固结堵漏,有效 4731.00 英安岩 36 24-28%桥浆堵漏
5、 2 次,有效 4932.30 凝、英、玄 5 14%堵漏浆,有效 表 3 顺北 5 号断裂带井漏统计 井号 二叠系厚度 m 处理周期 d 漏失量 m3 井号 二叠系厚度 m 处理周期 d 漏失量 m3 顺北 5 422/顺北 7 730 6.5 376.06 顺北 5-2 526/顺北蓬 1 531 2.42 50.30 顺北 5-4H 501/顺北鹰 1 608 3.93 107.22 顺北 5-5H 601/顺北 5-3 562 2.5 92.77 顺北 51X 578 3.89 202.00 顺北 5-6H 655 4.8 64.53 顺北 52X 618 3.46 94.86 表 4
6、 顺北 5 号断裂带井漏统计 技术应用情况 漏失速率 m3/h 漏失量 m3 平均处理井漏周期 d 应用前 62.86 1108.50 17.63 应用后 46.82 324.60 6.93(2)裂缝宽度多尺度 现有研究资料表明,二叠系裂缝宽度0.274mm,平均裂缝宽度为 0.129mm;裂缝长度5.565m/m2,平均裂缝长度为 2.299m/m2。(3)裂缝易扩展,压力敏感性高 经统计:二叠系发生漏失后,对应井段孔隙度和井径扩大率就会急剧升高,说明该段地层被压开形成新的漏失通道。3.3 技术对策 针对二叠系裂缝空间展布差异大、多尺度裂缝发育,易漏失的难题,坚持“以防为主,防堵结合”思路,
7、尝试优化随钻堵漏配方、强化随钻封堵技术,提高随钻堵漏效率,降低复漏发生几率。(1)一是强化随钻封堵:严格控制钻井液性能和钻井参数,优选架桥、变形等材料,优化颗粒级配。钻井液性能控制:密度:1.23-1.26;粘度:15-20mpa.s;切力:2-5pa;排量:26-30L/s。随钻颗粒级配:2%60-150 目;1.5%150-500 目;2-3%500 目以上刚性颗粒。沥青类:4600m 以浅软化点 80-100;4600m以深软化点 100-120总加量不低于 3%。纤维类:1%SQD-98;1%CXD 中粗。(2)细化节点施工技术措施 合理密度:三叠系 1.231.24g/cm3,二叠系
8、1.241.25g/cm3,石炭系 1.251.27g/cm3,志留系1.281.29g/cm3。控制失水:进入三叠系前完成转磺,API 滤失量5mL,HTHP 滤失量12mL;二叠系、柯坪塔格组等易漏层位 API 滤失量4mL,HTHP 滤失量10mL。化学抑制:保持 KCL、聚胺加量,进入志留系前,大分子聚合物、硅醇类抑制剂/聚合醇协同防塌。物理封堵:复配使用超细碳酸钙、不同目数石灰石、沥青,提高钻井液的封堵防塌能力。1 工程配合措施:优化钻具组合增加掉块上返通道;优化钻井参数,减小碰撞井壁、减少冲蚀、保证有效携带;细化操作,合理选择短起下井段,开泵循环位置,减少激动压力。(3)一次专封技
9、术应用 针对裂缝 1-5mm,根据“单粒架桥、逐级填充”原理进行桥浆专堵一次,验证裂缝宽度,若堵漏不成功,转入“凝胶+快干水泥”堵漏技术。推荐堵漏配方(总浓度 30%40%):3%刚性(60目)+3-5%刚性(100 目)+5%刚性(500 目)+3%SQD-98(细)+3%SQD-98(中)+2%SQD-98(粗)+3%CXD(中)+3%CXD(粗)+3%沥青(100-130)+2%云母(80 目)施工要求:南部井区二叠系裂缝比北部地区更宽,封堵材料粒径 1-2mm 为主。不推荐使用长期抗温性不好的核桃壳、棉籽壳等材料。应选择强度高、抗温好的惰性材料,如云母、蛭石等。3.4 应用效果(1)堵
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