鉆井液設計匯報

1、答辯人：I組全體同仁指導老師：黃維安老師鉆井液設計目錄地質(zhì)概況井深結構鉆井液設計其他相關處理措施地質(zhì)概況平原組：黃色粘土及散沙為主。明華鎮(zhèn)組：明上段為灰黃、棕紅色泥巖與淺灰色細砂巖呈不等厚互層；明下段為灰黃、灰綠、棕紅色泥巖夾灰色 細砂巖、粉砂巖。館陶組：淺灰色細砂巖、含礫不等粒砂巖夾灰綠色、棕紅色泥巖、雜色砂礫巖，底部為黑色玄武巖。東營組：灰色泥巖，灰色細砂巖不等厚互層，夾灰色熒光細砂巖，局部灰黑色玄武巖。沙河街組沙一段：淺灰色細砂巖，灰色含礫不等粒砂巖，深灰色泥巖，灰黑色玄武巖，夾灰色熒光細砂巖。沙三段：上部：為淺灰色細砂巖、粉砂巖，灰色含礫不等粒砂巖與深灰色泥巖互層。下部：深灰色泥巖，粉

2、砂質(zhì)泥巖，淺灰色細砂巖，泥質(zhì)粉砂巖及灰色熒光細砂巖，局部夾淺灰色灰質(zhì)砂巖。石炭系：上部為深灰色泥巖、灰色細砂巖夾灰黑色碳質(zhì)泥巖；中部灰黑色泥巖、深灰色泥巖與黑色煤層互層，下部主要為深灰色泥巖夾灰黑色泥巖、灰黑色碳質(zhì)泥巖、灰色含礫不等粒砂巖，局部灰色石灰?guī)r、灰色泥灰?guī)r，底部灰色鋁土巖。奧陶系：深灰色石灰?guī)r，褐灰色熒光灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰色含泥石灰?guī)r。一二三四井深結構開鉆次序井 深m垂深m鉆頭尺寸mm套管尺寸mm套管下入地層層位套管下入深度m環(huán)空水泥漿返深m壓力系數(shù)導管8080660.4+914762平原組80地面1.00一 4508.0明化鎮(zhèn)組1500地面1.0

3、0二 開33543282444.5339.7沙一段335014001.13三 開58245520311.1244.5奧陶系3150-58203150100三開回接58245520311.1244.5東營組315020001.02四 開59855670215.9139.7奧陶系5300-597553001.00四開回接59855670215.9177.8石炭系530033001.00井深結構表鉆井液設計 工程要求導管：處于平原組，故需要進行防塌處理。一開：處于平原組和明華鎮(zhèn)組，但并未鉆穿明華鎮(zhèn)組。本井在800-2235m處存在淺層氣，注意防氣侵，井漏和溢流。本段平原組巖性主要是粘土和散砂，成巖性

4、差，地層泥質(zhì)含量 高，鉆頭易泥包，注意防垮和防卡。二開：鉆穿東營組以及館陶組。灰色泥巖，灰色細砂巖不等厚互層，夾灰色熒光細砂巖、含礫不等粒砂巖夾灰綠色、棕紅色泥巖、雜色砂礫巖，底部為黑色玄武巖。預測館陶組底21942235m鉆遇厚度約40m玄武巖，注意防漏；預測東營組22352800m鉆遇厚度約150m玄武巖，注意防漏；預測東營組2240-3155 m, 預計鉆遇厚度約10m油氣層，注意油層保護；井深結構 三開：鉆穿沙河街組和石炭系。沙河街組3155-5140 m, 預計鉆遇厚度約20m油氣層；預測沙一段33053916m鉆遇厚度約50m玄武巖，注意防漏，防卡；斷層位置：沙一段底4612m，沙

5、三段底5143m，注意防漏、防井壁坍塌。石炭系以及沙河街組有可能出現(xiàn)氣侵，注意防氣侵，防噴。石炭系泥質(zhì)成分較多，注意防卡。四開：鉆遇奧陶系地層。奧陶系：5520-5670m, 預計鉆遇厚度約50m油氣層，注意油層保護。預測奧陶系55205670m鉆遇石灰?guī)r、白云巖，注意防漏。該層位有可能有H2S氣體產(chǎn)生，注意防氣侵、防噴以及腐蝕。工程要求鉆井液性能參數(shù)設計設計步驟篩選分析地質(zhì)及工程資料了解地質(zhì)整體情況查閱相關文獻對相類似地層鉆井液設計進行調(diào)研結合鄰井相關鉆井記錄，對鉆井液基液進行選擇根據(jù)地質(zhì)工程要求及提示對鉆井液基液進行成分細化鉆井液性能參數(shù)設計TS1井開次底深/m鉆井液體系類型密度/(g/c

6、m3)一開251膨潤土鉆井液1.03-1.08二開2233聚合物鉆井液1.08-1.15三開3783硅基防塌1.15-1.35四開4056無固相密度1.0BS31井開次底深/m鉆井液體系類型密度/(g/cm3)一開320膨潤土鉆井液1.08二開2343聚合物鉆井液1.08-1.18三開4004鹽水聚合物1.18-1.29四開5592鹽水抗高溫1.34鄰井相關資料鉆井液性能參數(shù)設計BS21井開次底深/m鉆井液體系類型密度/(g/cm3)二開2152聚合物鉆井液1.08-1.16三開3831鹽水聚合物1.16-1.27四開5487鹽水抗高溫1.34JH2井開次底深/m鉆井液體系類型密度/(g/cm

7、3)一開803聚合物鉆井液1.06-1.09二開2550正電聚合醇海水鉆井液1.08-1.10鄰井相關資料鉆井液性能參數(shù)設計一開1.1%膨潤土+0.4% NaOH+0.3%XCD+2%碳酸鈣+5% KCl+3%聚合醇+3%石墨粉+12%TYFC-1堵漏防氣竄劑+0.30.5%SEI-1氨基抑制劑+0.2%JT888+0.5%1磺化瀝青二開1.1%膨潤土+0.4% KOH+0.3%CGW+2%碳酸鈣+5% KCl+3%聚合醇+3%石墨粉+1%玻璃微珠+12%TYFC-1堵漏防氣竄劑+ 0.30.5% SEI-1 + 0.2%JT888 + 0.10.2%PAC-HV+0.5%SDZ-1+2.5%

8、SZ-1三開23%膨潤土+0.2%NaOH+1.0%Na2CO3+(1.01.5)%DSP-2+（2.03.0）%HY-227+（2.03.0）%RS-1+（0.81.2）%PFPLUS-L+（45）%乳化瀝青+（2.53.5）%石墨+（3-5）%KSO4+（2.53.5）%極壓潤滑劑+重晶石+ 5%TYFC-1四開水包油鉆井液：3464%清水+3.54.5%膨潤土（水量）+46%乳化劑LHR+64%34%柴油+0.5%NW-1+1.0%NaSO3+0.2% PAC-141+0.03%KOH+ 2.5% SZ-l+1.5%CFK-1參考文獻鉆井液性能參數(shù)設計鉆井液性能參數(shù)設計表常規(guī)性能流變參數(shù)

9、密度(g/cm3)粘度(S)pH值靜切力（Pa）塑性粘度（mPaS）動切力（Pa）一開1.0835.75408122430.5712二開1.237.548.58.51.52.528.534.5914三開1.35556589131525512四開1.0360809113.54.535456.57.5鉆井液性能參數(shù)設計鉆井液材料名稱代號名稱功用膨潤土增加粘度與切力，提高井眼凈化能力；形成低滲透的致密泥餅，降低濾失量；對于膠結不良地層，改善井眼穩(wěn)定性；防止井漏。NaOH氫氧化鈉調(diào)節(jié)鉆井液pH值，除H2SXCD黃原膠高溫降濾失CaCO3碳酸鈣與膨潤土復配，鉆井液粒度分配更加合理，降濾失效果好KCl氯化

10、鉀K+能起到穩(wěn)定井壁的作用，KCl與聚合醇復配具有防塌的作用聚合醇與石墨粉復配，潤滑防卡，封堵降濾失石墨粉防粘卡，防止鉆頭泥包，潤滑SEI-1氨基抑制劑保證井壁穩(wěn)定JT888巖屑降濾失磺化瀝青防卡防塌，改善泥餅質(zhì)量KOH氫氧化鉀調(diào)節(jié)鉆井液pH值，去除H2S,同時K+可穩(wěn)定井壁CGW抗高溫降濾失劑抗高溫(200)降濾失穩(wěn)定性玻璃微珠變滑動摩擦為滾動摩擦，為輔助潤滑劑鉆井液性能參數(shù)設計代號名稱功用PAC-HV聚陰離子纖維素增粘SDZ-1膠束聚合物、可變形的彈性粒子和填充加固劑組防漏堵漏SZ-1纖維類、果殼粉末堵漏，防氣竄NaCO3碳酸鈉控制鈣侵重晶石加重，防噴DSP-2磺酸鹽共聚物抗鹽、抗高溫、降

11、濾失HY227抗鹽降濾失劑控制粘度，調(diào)節(jié)流變性，抗鹽，包被，抗高溫，防塌RS-1降濾失劑降濾失PLPLUS高分子聚合物（丙烯酸、丙烯酰胺為主，引進羧基共聚生成的高分子）降濾失劑，攜巖，清洗井眼，改變剪切性乳化瀝青封堵，防塌，防水化，潤滑，降濾失HY-202極壓潤滑劑潤滑，減少鉆具磨損，降低界面張力。TYFC-1（該劑由顆粒狀、片狀、纖維狀物理材料組成。性狀上有剛性、可變性粒子）堵漏、防氣侵LHR復合的表面活性劑（烷基磺酸鹽、脂肪酸等）起乳化作用，形成油包水的乳液。NW1小陽離子抑制劑在鉆井過程中，抑制地層中的粘土分散造漿，以維持鉆井液具有較好的流變性能。NaSO3亞硫酸鈉使鉆井液處于高溫穩(wěn)定作

12、用PAC-141復合離子型的聚丙烯酸鹽聚合物降低濾失性能CFK-1植物脂肪酸酯潤滑防卡鉆井液性能參數(shù)設計表6-1 鉆井液的儲備輕泥漿壓井液(g/cm3)數(shù)量(m3)(g/cm3)數(shù)量(m3)導管、一開1.086001.23770二開1.26501.26850三開1.355501.28700四開1.034001.15550 Ph=(1.1-1.15)PsPh=Hr/100壓井液密度計算壓井液用量計算Ph 液柱壓力，MPa；Ps 鉆遇層段最高孔隙壓力，MPa；H 地層中部深度，m；r 壓井液密度，g/cm3。 V=K*g*H V壓井液總量，m3 ； g每米套管容積，m3/m； H油井深度 ，m；

13、K附加系數(shù)，取1.5-4。 式中，式中，其他相關處理措施井控(井噴)1、井下作業(yè)隊長迅速制訂壓井方案及措施，并盡快指揮錄井隊實施。2、關井后，現(xiàn)場處置遵循標準井控程序。3、據(jù)關井立壓、套壓、井深及泥漿密度等數(shù)據(jù)，計算地層壓力，確定壓井所需的加重泥漿密度，確定 補充加重材料、堵漏劑等材料數(shù)量，確定加重泥漿量及壓井方法。及時確定下一步技術方案。4、油井未安裝防噴器的情況下，發(fā)生險情后，錄井隊要及時斷掉鉆臺、井架、機泵房、循環(huán)罐處的電源， 打開井場探照燈，在人員安全的情況下清理井口，做好安裝防噴器的準備及防火防爆工作。5、現(xiàn)場控制小組組長根據(jù)循環(huán)出口含氣情況或井控險情應急救援指揮部指揮的指令，確定專

14、人實施 放噴點火（現(xiàn)場可燃氣體濃度不能超過安全臨界值）。6、當作業(yè)場所空氣中氧含量小于20%，或H2S或CO濃度大于或等于10mg/m3時現(xiàn)場工作人員要佩 戴正壓呼吸器施工，其余人員撤離由現(xiàn)場指揮領導下達指令，迅速疏散附近村民。7、發(fā)生險情失控時，立即停機、停車、停爐，組織警戒，在保證人員安全的情況下，將氧氣瓶、油罐 等易燃易爆物品撤離危險區(qū)，迅速做好儲水、供水工作，并盡可能用消防水槍等向油氣噴流和井口周 圍設備大量噴水降溫，保護井口裝置，防止著火或事故繼續(xù)惡化。其他相關處理措施井塌開層位坍塌主要原因在于散沙膠結程度不夠，是自身的抗破壞能力差，根據(jù)唐大鵬等人在周口地區(qū)相應的現(xiàn)場試驗證明針對本身

15、抗破壞能力差的井可以在設計鉆井液時取鉆井液密度上限(探討井塌及防塌問題)。推薦在鉆進過程中進行多次劃眼操作，減少起下鉆操作。考慮本井還存在泥巖含量較高，且泥巖粘土含量高，水化嚴重，容易產(chǎn)生水化膨脹現(xiàn)象導致井塌。本開鉆井液提供了相應聚合物包被劑，加入適當抑制劑及抑制成分，來抑制泥頁巖的水化。同時，利用天然瀝青來對地層進行封堵，防止地層水化以及泥巖造漿現(xiàn)象。其余相關防塌鉆井液體系(1) 油基/合成基鉆井液(2) 正電膠(3) 陽離子和兩性離子聚合物鉆井液(4) 鋁基鉆井液(5) 硅酸鹽鉆井液(6) 聚合醇鉆井液其他相關處理措施井漏提供塔河油田對有惡性漏失地層采用方法。即4種封堵措施，2種技術措施4

16、大堵漏措施分別是用橋漿、水泥漿、橋漿+水泥漿和油田堵水材料混配漿進行堵漏作業(yè)。2大堵漏工藝分別是正常排量注入進行封堵作業(yè)和控制小排量慢注進行封堵作業(yè)。以橋漿+水泥漿堵漏作業(yè)為例。先注入橋漿使其形成一定的網(wǎng)狀結構,然后注入高密度的水泥漿使其在形成的網(wǎng)狀結構中滲透,最終凝固,以達到較好的堵漏效果。下入光鉆桿至井塌井深,正常排量先、后分別注入橋漿30m3、水泥漿量50m3,再用鉆井液平推至井底后靜止觀察,48h后井口吊灌鉆井液未見鉆井液液面。堵漏措施后在通井時未發(fā)現(xiàn)漏失，則說明地層堵漏成功，可進行正常鉆進。其他相關處理措施卡鉆1)粘附卡鉆處理發(fā)生粘附卡鉆以后，要及時果斷處理。在鉆具和設備的安全負荷內(nèi)

17、，大幅度上下活動或轉動鉆具。大幅度上下活動時應停止循環(huán)，防止鉆具刺漏。當活動鉆具無效等待其它方法解時，為防止卡點上移，應超過卡點鉆具重量的拉力活動鉆具，并且每次上提下放不應在同一拉力上，以免鉆具受力集中造成疲勞折斷。粘附卡鉆發(fā)生后，應根據(jù)不同的具體情況，選擇不同的解卡辦法，并應迅速組織施工。如：套銑倒扣法，“U”形管解卡法，浸泡解卡法。2)垮塌卡鉆處理 (1)鉆進中如果發(fā)現(xiàn)掉塊增多，應堅持原排量循環(huán)，切忌停泵，按循環(huán)周0.02提高鉆井液密度 和適當提高鉆井液粘度，直到井壁穩(wěn)定為止。 (2)若遇嚴重井垮，應邊灌鉆井液邊組織人員強行起鉆。 (3)起鉆中發(fā)現(xiàn)鉆井液從鉆具返噴嚴重，應及時接力一鉆桿循環(huán)

18、，調(diào)整鉆井液性能，待井下情況正常力一可繼續(xù)起鉆。 (4)起鉆遇卜不得超過原懸重5OkN,下鉆遇阻不能超過100kN，否則應接方鉆桿循環(huán)劃眼直到上下活動暢通無阻。 (5)若因地而未灌好鉆井液造成井垮會鉆，可采用下?lián)艋虻囟饟艚獬?(6)若因井漏，地層壓力大于液柱壓力造成的井垮卡鉆在震擊無效時，采用套銑倒扣力一法解除。其他相關處理措施油氣層保護鉆井液方面的油氣層保護油氣層保護技術是一項系統(tǒng)工程, 涉及地質(zhì)、鉆井、鉆井液固井、完井等專業(yè)和部門。保護儲層首先要正確選擇鉆井完井液體系。目前國內(nèi)外正在研究與應用的保護油層鉆井完井液體系主要有: 無侵入、正電膠( MMH )、硅酸鹽、甲基葡萄糖貳( MEG

19、 ) 甲酸鹽、全油基、合成基鉆井完井液體系?？紤]到鉆井液成本以及現(xiàn)場實用性，鉆遇油氣層時的鉆完井液可采用硅酸鹽完井液。硅酸鹽鉆井完井液能夠穩(wěn)定各種復雜地層，具有類似于油基鉆井液的優(yōu)良抑制穩(wěn)定性能, 但也須通過聚合醇和低價無機鹽的復配等來強化其整體性能。普遍使用的硅酸鈉產(chǎn)品溶液模數(shù)為2.1，固相質(zhì)量分數(shù)為42%，密度為1.5kg/m3。典型的硅酸鹽鉆井完井液的p H 值控制在11.8-12.3之間。硅酸鹽鉆井完井液替代了油包水鉆井完井液和硫酸鉀鉆井完井液。有的科學工作者用30 % 硅酸鉀溶液（有效質(zhì)量分數(shù)為30%，模數(shù)為2.5，pH值為11.0）加人36 kg/m3黃原膠和13kg/m3 CMC

20、配成無固相鉆井完井液，其無毒且抑制性強，抗溫性好，濾失量低。致謝第一先謝國家。其二感謝老師對我們這次粗糙設計的包容。最后萬分感謝拼死拼活的戰(zhàn)友同志們，愿我們的革命友誼永垂不朽。謝謝。參考文獻12主要基液參考相關參考文獻1郭京華,夏柏如,田鳳,黃河福,卜海. 伊朗Y油田高溫深井防卡鉆井液技術J. 特種油氣藏,2012,05:135-138+158.2趙生秀,譙世均,蒲繼才. 鹽水聚合物鉆井液在澀北氣田的應用J. 青海石油,2009,04:6-9.3仲繼文. 吉林油田高溫欠平衡鉆井液技術研究應用D.東北石油大學,2011.4黃達全. 大港油田大位移定向井鉆井液技術J. 鉆井液與完井液,1997,05:31-34.5李之