③三开采用Φ 311.2mm钻头钻进，尽可能接近盐 顶，在确认揭开巴楚组盐层0.5～1m后结束三 开。下入Φ 244.5mm技术套管，双级固井，分 级箍置于3000m±，水泥返高300m。 ④四开采取Φ 215.9mm钻头钻进，钻穿盐膏层段， 钻后全程扩孔，扩孔以最低不小于2.5″要求 间隙，要求井眼直径(包括上、下泥岩段)10 3/4″－11″。设计揭开下泥岩段30m完钻。
钻井复杂情况及事故
从塔河地区盐膏层实钻资料分析来 看，钻井工程施工事故情况多为井漏、断 钻具事故、卡钻事故、套管挤毁变形和下 套管遇阻。
井漏
下第三系 卡普沙良群组 侏罗系 三叠系地层
地层均为砂岩、泥岩、砾岩互层， 地层本身承压能力弱，和下部盐 膏层在同一井眼揭示时，当提高 钻井液密度对付盐膏层高压井段 时，容易引起上部地层漏失。
5100m
奥陶系 上统良里塔格组 70-300m 中统一间房组 中下统鹰山组为主要目的层 兼顾石炭系
地质简况

油气储集层为碳酸盐岩岩溶缝洞型储层， 储层种类多、形态各异、大小悬殊、非 均质性极强，且发育有大量各种类型的 裂缝。
盐下地层几种组合类型

志留+泥盆系+石炭系巴楚组下泥岩段与砂泥 岩互层段+奥陶系桑塔木组 泥盆系+石炭系巴楚组下泥岩段+砂泥岩互层 段+奥陶系桑塔木组列化 石炭系巴楚组下泥岩段+奥陶系
⑤五开使用Φ 165.1mm钻头钻达设计井深。 下入Φ 139.7mm尾管，尾管座于盐膏层 顶界之上100m±位置，视情况决定 Φ 139.7mm尾管组合方式。根据储层的 特点和电测情况决定完井方式。
完井设计优化

长裸眼穿盐井身结构：筛管或裸眼完井 专打专封井身结构：考虑到砂泥岩地层与灰 岩地层储集类型、对钻井液密度敏感性的不 同，如同井段巴楚组地层压力异常，可采用 尾管、尾管＋管外封隔器、膨胀管、下部填 砂等完井方式。
解决问题的技术措施



简化井身结构 二开长裸眼采用强抑制性低密度低粘切正电性钻井 液体系，控制失水，辅助防漏材料 保持井径适度扩大率，保证起下钻以及下套管畅通， 同时保证固井质量 承压堵漏前预先采用低密度膨胀型堵漏技术，重点 处理二叠系火成岩、玄武岩易漏井段 采用低矿化度防塌钻井液，辅助适当低密度，既减 轻承压堵漏难度，又可以保证钻盐层快速安全、保 证下套管安全和保证固井质量。


存在的问题

地层复杂情况
–三叠系、石炭系
–奥陶系

钻井复杂情况及事故
–井漏
–下套管遇阻
地层复杂情况
石炭系巴楚组发育盐膏层： 埋藏深、厚度大 顶部为厚层状石膏及中厚 层状泥岩 中下部为巨厚状盐岩夹薄 层泥岩 盐膏层以盐岩为主，盐岩 质纯、易蠕变。
第四系 第三系
白垩系
侏罗系 三叠 二叠 （泥盆系） 石炭系 （志留系） 奥陶系
钻井液技术方案

聚磺钻井液：抑制性较差，阻卡 新型双保正电钻井液：抑制性强
– 带正电的处理剂与粘土颗粒之间物 理吸附及作用更强烈的静电吸附， 形成处理剂阻水膜。 – 配合大、中分子量聚合物的絮凝作 用，实现钻屑及井壁的即时抑制， 抑制水化膨胀分散，提高固控设备 使用效果，实现低的自然密度、低 粘切、低固相，提高机械钻速。
④四开使用Φ 215.9mm钻头，进入恰尔巴 克组2～3m结束，设计取值3m。 Φ 177.8mm尾管座于盐膏层顶界之上 100m±位置，封过高抗挤厚壁套管段。 ⑤使用Φ 149.2mm钻头钻达设计井深，视 情况决定是否下入Φ 127mm尾管。
专打专封井身结构方案
①一开Φ 508mm套管封过第四系下至库车 组上部地层，封住上部疏松层和流沙 层，建立钻井液循环，设计下深300m。 ②Φ 339.7mm表层套管下入库车组中下部 地层，封隔上第三系上部薄弱地层， 提高套管鞋以下地层的承压能力，设 计下深1800m。
提高塔河油田11区钻井速度 技术探讨
宋玉宽 曹来顺 崔迎春 王西江
摘要




问题：第三系地层的缩径和白垩系、侏罗系、三叠 系地层坍塌掉块及石炭系井径扩大率 长裸眼穿盐方案：大尺寸井眼过长、穿盐前承压堵 漏要求高、堵漏效率低 专打专封井身结构：盐下地层与奥陶系不同压力体 系同处一井眼易出现井塌或井漏 最佳解决方案：优化井身结构、PDC钻头复合螺杆钻 具、采用正电性钻井液、低密度膨胀性堵漏技术封 堵破碎性或其它易漏地层提高承压能力、低矿化度 聚磺钻井液穿盐

二叠系4500～4600m 玄武岩
石炭系细砂岩与地层 不整合接触 双峰灰岩5200m左右

S116
S119
下套管遇阻

第三系地层疏松，可钻性好，钻速快。上部 砂砾岩地层渗透性好，极易形成厚泥饼。

泥岩厚、性软且水敏性强易造成缩径阻卡。
T759、S108-1和S115-1等井,在下133/8″技 术套管时,在上第三系的康村组和库车组 (1200～21成岩、灰绿色英安岩、灰黑色玄武 岩岩石破碎，地层缺乏胶结物或胶结疏松， 遇水强度急剧下降，崩散坍塌。 ③ 三叠系下部、二叠系、石炭系坍塌压力较大、 坍塌压力>孔隙压力。按孔隙压力设计钻井液 密度时，相对地层坍塌压力形成“欠平衡”， 导致地层坍塌。
⑷巴楚组盐膏层段在上覆地层压力的作用 下，易产生塑性蠕变缩径；高温条件 更加剧了塑性蠕变缩径的程度。 ⑸盐下砂泥岩互层段存在微裂缝。
优化井身结构



上部地层第三系砂岩疏松，易垮塌、易缩径。 吉迪克组富含石膏，易污染钻井液出现复杂 情况。 白垩系上统砂岩为主夹泥岩，缩径。 白垩系下统、侏罗系、二叠系、石炭系泥页 岩地层吸水膨胀、剥落、掉块，垮塌严重， 该井段虽然属于同一压力体系，但由于井眼 稳定性差，中间必须下入一层或两层技术套 管，封隔复杂地层。
该区钻进会遇到的问题


大井眼第三系大段软泥岩、三叠、石炭 系硬脆性泥岩 多套压力层系 深井巨厚盐膏层 深井巨厚泥岩(橡皮地层、破碎地层) 大井径长裸眼快速钻进及井眼稳定问题
三叠系、石炭系
白垩系、侏罗系、石炭系 裸眼井段长，且不同的压力系 统处于同一井段
第四系 第三系
白垩系
侏罗系 三叠 二叠 （泥盆系） 石炭系 （志留系） 奥陶系
建议各开次钻井液体系如下
一开 二开 三开上部 CMC膨润土钻井液 双保型正电钻井液 双保型正电钻井液
三开下部
四开
欠饱和盐水聚磺钻井液
聚磺防塌钻井液
五开
低密度聚磺钻井液
钻井液方案调整思路


根据已完井资料分析，盐膏层段未扩眼 之前井径相对较小，蠕变速度大于欠饱 和盐水钻井液对膏盐层的溶解速度 主要问题
概述

长裸眼穿盐技术
–钻盐层前需承压堵 漏
较大厚度的盐层、盐膏层
–耗时费力钻井周期 长 –高密度条件下易卡

专打专封技术
–钻井风险下移
地质简况
石炭系 顶 部：厚层状石膏及中厚 层状泥岩 中下部：巨厚状盐岩夹薄层 泥岩，埋藏深、盐层厚
第四系 第三系
白垩系
侏罗系 三叠 二叠 （泥盆系） 石炭系 （志留系） 奥陶系

在保证安全的前提下，甚至还可以进一步降 低矿化度，使溶解速度略大于蠕变速度；在 此前提下，可以探索降低穿盐钻井液密度， 再次探索溶解速度与蠕变速度基本平衡的密 度-矿化度参数关联点。如溶解速度略大于蠕 变速度，消除缩径阻卡的威胁，则钻盐膏层 的工程技术措施条件也可以放宽。

先在专打专封井上进行降低穿盐钻井液矿化 度试验； 再在长裸眼穿盐中试验(1.50-1.55g/cm3)。 如能实现可减少材料消耗，节约时间。 现场施工中可通过测试阻卡程度以及钻井液 矿化度增加速度来验证。可通过计算，大体 预测盐层段井径变化情况。
③本区石炭系巴楚组发育着巨厚盐膏层， 三开采用Φ 311.15mm钻头钻进，为了保 证长裸眼钻井、固井安全，施工中主要 是防卡、堵漏。钻穿盐膏层后，大尺寸 套管预下井段全部扩孔，采用悬挂高抗 挤、厚壁套管，有效的封堵盐膏层，而 后回接Φ 244.5mm套管。原则上钻至巴 楚组下泥岩段中部，进入巴楚组下泥岩 段20～30m完成三开。
钻井液工艺技术

井壁失稳影响因素分析
–第三系砂岩缩径 –康村组和吉迪克组地层石膏污染 –三叠系、石炭系泥页岩、二叠系火成岩井塌 –巴楚组盐膏层段产生塑性蠕变缩径 –盐下砂泥岩互层段存在微裂缝


钻井液技术方案 钻井液方案调整思路
第三系砂岩缩径
第三系砂岩地层胶结性差，渗透性好， 钻井液易向地层滤失，在井壁上形成虚厚 泥饼从而造成缩径。


关键技术

二开快速钻进阶段防阻卡技术措施 钻进盐膏层技术措施
二开快速钻进阶段防阻卡措施
易出现的问题是：
上部泥岩与粉砂 岩、细砂岩及砾 岩呈不等厚互层
库车组 康村组
下部泥岩、粉砂 质泥岩与粉、细 质砂岩成不等厚 互层，以砂质泥 岩、砂岩夹砾岩 为主，疏松。
井眼大，机械钻速快，易固相污 染而阻卡 泥岩遇水软化、膨胀而造成阻卡 砂岩地层渗透性好，极易形成厚 泥饼而出现缩径阻卡
奥陶系

第四系 第三系

白垩系
侏罗系 三叠 二叠 （泥盆系） 石炭系 （志留系） 奥陶系
桑塔木组泥岩、砂岩、灰岩 交叠,地层变化频繁,夹有破 碎性泥页岩层,易垮塌。 本井目的层，保护储层 该区以盐下奥陶系为勘探目 标，奥陶系与盐下石炭系S～ D分属两个压力系统，且奥陶 系碳酸盐岩裂缝、溶洞、孔 洞发育，对钻井液密度变化 敏感，易发生井漏或井喷。
根据地层特性、技术套管不同下深位 置、盐膏层段钻进方式的选择产生的方案:
–裸眼穿盐井身结构方案 –专打专封井身结构方案
裸眼穿盐井身结构方案