井壁修復器在吉木薩爾頁巖油區塊鹽膏層的應用

周哲文　武東生　陳云峰　王德平　付光軍

摘 要：吉木薩爾頁巖油是新疆油田增儲上產的重點區塊。該區塊第四系未成巖粘土、砂礫巖層易垮塌，地層造漿嚴重，新近系、古近系鹽巖、膏泥巖（700-1000m），易膨脹縮徑、鉆井液性能污染嚴重，導致長、短拉、中完起鉆、下套管阻卡現象頻繁發生。鉆井施工過程中雖然采用具有強抑制性鉀鈣基聚胺有機鹽鉆井液體系，優化鉆井液性能指標和配套長-短拉（兩短一長）工程措施，沒有徹底解決該井段起下鉆阻卡問題。通過對復雜情況調研和鹽膏層膨脹縮徑機理分析，二開鉆進中使用井壁修復器隨鉆修復井壁和擴劃眼，解決起下鉆阻卡、劃眼問題，降低復雜事故時效縮短鉆井周期。

關鍵詞：井壁修復器;頁巖油;縮徑;擴劃眼

1 完成井復雜情況調研及鹽膏層蠕變縮徑機理分析

調研中，2019年8月份前完成井9口井，由于新近系、古近系鹽膏層蠕變縮徑，導致起下鉆遇阻（倒）劃眼7井次，卡鉆2井次（填井側鉆1井次），累計損失時間392.67小時，嚴重制約鉆井速度，給公司造成巨大經濟損失。鹽膏層蠕變縮徑機理分析，鹽膏層中結晶鹽主要NaCl、CaSO4、Na2SO4為主，結晶鹽溶解改變了鹽膏層原始受力狀態。地層泥巖中含有大量結晶鹽和礦化度較高的水，提高伊利石粘土吸水能力。伊利石礦物吸水機理不同于蒙脫石且有較豐富紋理，吸收少量水分也能引起泥巖強度大幅度下降。鹽巖、膏泥巖的塑性變形導致井壁不穩。鹽膏層在長期成巖過程中形成覆蓋壓力、空隙壓力和顆粒應力的平衡狀態。鉆開鹽膏層后打破原平衡狀態，致使泥巖變位、移動、產生變形。

2 現場配套鉆井技術措施

2.1 鉆井液技術措施

鉆完水泥塞后將鉆井液轉化為鉀鈣基聚胺有機鹽鉆井液，性能達標后方可二開鉆進。二開鉆進以0.5-0.7% IND10+1.5-2.5%SP-8+0.5%NaOH膠液維護，密度：1.35g;粘度：45-55s;失水<4mL;K+：25000-30000mg/l;CL-：100000-120000mg/l。新近系底部，提密度至1.40g/cm3，粘度45-50s，失水≤4mL，包被劑濃度保持在0.75%，預防鹽膏層縮徑阻卡。進入頭屯河前提密度至1.45-1.55g/cm3，50-55s，失水≤4mL;持續補充2%NFA-252.5%乳化KH-N、3%QCX-1等強化造壁防塌，預防頭屯河-西山窯交界面、煤層、水敏性地層井壁穩定坍塌。

2.2 配套井壁修復技術措施

二開鉆進，每250-300m（或24小時）短程起鉆一次，執行“兩短一長”工程措施，以免新近系、古近系膏泥巖（700-1000m）地層縮徑起下鉆阻卡。二開鉆進至1350-1400m起鉆至套管腳加井壁修復器（圖1），接井壁修復器距鉆頭500m的（鉆桿）位置，下鉆到底鉆進過程中在新近系、古近系隨鉆重復修復井壁和擴劃眼。鉆至2300-2350m長拉至修復器出轉盤面，卸下修復器接在距鉆頭1800-1850m位置隨鉆修復井壁和擴劃眼。鉆至3000m左右起鉆至修復器出轉盤面甩掉修復器，下鉆鉆完中完進尺，確保膏泥巖井段起鉆暢通。

3 井壁修復器在J10039井、JHWL2-1現場應用及效果

J10039井是準噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷頁巖油區塊的一口控制直井，設計井深4085m，二開中完井深3240m。用￠444.5mm的PDC頭一開鉆進至497.5m，下入￠339，7的表層套管497.1m。用311.2mm的PDC鉆頭二開鉆進，分別在758.46m、1000m短程起下鉆。鉆進至1202m起鉆至距鉆頭495m（鉆桿）位置接￠308mm井壁修復器，下鉆到底鉆進過程中井壁修復器出套管在新近系、古近系隨鉆柱重復修復井壁和擴劃眼。鉆進至2100.55m起鉆至495m修復器出轉盤面，卸下修復器接在距鉆頭1599m的位置隨鉆修復井壁和擴劃眼。鉆進至3007m起鉆至修復器出轉盤面甩掉井壁修復器，下鉆鉆至3240m中完，全井起鉆暢通。

JHWL2-1是噶爾盆地東部隆起昌吉油田吉木薩爾凹陷蘆草溝組的一口評價直井，設計井深4650m，二開中完井深3783m。用￠444.5mm的PDC頭一開鉆進至500.5m，下入￠339，7的表層套管499.1m。用311.2mmPDC鉆頭二開鉆進，分別在717m、921m短程起下鉆。鉆進至1154m起鉆至距鉆頭540m（鉆桿）位置接￠308mm井壁修復器，下鉆到底鉆進過程中井壁修復器在新近系、古近系隨鉆柱重復修復井壁和擴劃眼。鉆進至1940m起鉆至480m修復器出轉盤面，卸下修復器接在距鉆頭1460m的位置隨鉆柱重復修復井壁和擴劃眼。鉆進至2692m起鉆至修復器出轉盤面甩掉井壁修復器，下鉆鉆至3783m中完進尺。全井長拉、短拉、起鉆暢通無阻。

效果分析：井壁修復器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二開井段使用，執行“兩短一長”的工程措施，在新近系、古近系膏泥巖井段隨鉆柱重復修復井壁和擴劃眼，確保起下鉆暢通，縮短了鉆井周期，復雜事故損失為零。統計分析J10039、JHWL2-1兩口井節約鉆井周期3.32天，節約費用30.74萬元（ZJ70DB日費9.26萬元）。

綜上所述，井壁修復器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二開井段使用，實現了在新近系、古近系膏泥巖井段重復修復井壁和擴劃眼的優越性，降低了起下鉆過程中的卡鉆風險，節約了鉆井周期，減輕了員工的勞動強度。工具結構簡單，性能穩定可重復使用，值得在頁巖油區塊二開￠311mm井眼推廣應用。

作者簡介：

周哲文（1965- ），男，漢族，甘肅民勤人，鉆井液高級技師，主要從事現場鉆井液技術服務工作。