哈薩克斯坦希望油田MKT地層的失穩(wěn)造成鉆井過程復雜，引發(fā)固井蹩泵留水泥堵塞事故。通過對該區(qū)地質(zhì)情況調(diào)查及巖性分析，結(jié)合現(xiàn)場鉆井過程MKT地層失穩(wěn)的經(jīng)驗教訓，分析MKT地層失穩(wěn)的原因，提出解決的思路及對策，并制定了具體施工的方案用于鉆井過程，成功解決了該地層的井壁失穩(wěn)問題。
希望油田屬北特魯瓦構(gòu)造，在沉積環(huán)境上為濱海相沉積，其構(gòu)造上部為第四系、白堊系、侏羅系以及三疊系，埋深一般在1000m左右; 二疊系上部(P2t、 P2kz 、P2uf)，埋深一般為1400m～1500m，二疊系中部P1kg，埋深一般為1900m左右， 二疊系下部P1as，埋深一般為2400m左右; 石炭系中上部KT-I ，埋深一般為2740m左右， 石炭系中部MKT，埋一般為3100m左右， 石炭系下部KT-Ⅱ，埋深一般為3450m左右。
MKT地層以泥巖為主，主要以泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、灰質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、細砂巖、粉砂巖、灰質(zhì)粉砂巖與其互層，2800~2900m井段還含有礫狀粉砂巖和礫巖。
問題及原因
MKT地層施工中出現(xiàn)的復雜情況主要有：MKT地層鉆進中出現(xiàn)扭距不穩(wěn)，有打倒車甚至憋停轉(zhuǎn)盤現(xiàn)象;時有上提下放鉆具遇阻，接單根困難問題;在MKT地層鉆進過程震動篩巖屑量大，并攜帶到當下一地層;電測和下套管時遇阻，電測井徑該斷較大，存在糖葫蘆井眼現(xiàn)象;下完套管循環(huán)過程始終有鉆屑返出，不能有效清洗井眼;在固井注水泥和替水泥過程中經(jīng)常出現(xiàn)高泵壓甚至蹩泵，造成固井事故等等。
問題及事故的原因是：鉆井中使用低密度鉆井液(小于1.12g/cm3)使得MKT泥巖段井壁穩(wěn)定造成困難;MKT地層以泥巖為主，粘土礦物的表面水化膨脹和滲透水化膨脹導致垮塌;地層對排量影響敏感，即所說的速敏，而排量大則井徑大;鉆井液的流變性影響;油層套管環(huán)空間隙小，循環(huán)過程中，流體對井壁剪切沖刷嚴重，造成井壁剝落掉快始終不能清潔井眼;固井過程中由于前置液、水泥漿于鉆井液不同，鉆屑在環(huán)空小井眼或套管扶正器處堆積，導致循環(huán)不通而造成事故。
方案及措施
MKT地層，在該段施工密度要求(小于1.12g/cm3)受到限制的情況下，主要從提高鉆井液的抑制性、加強鉆井液的封堵護壁性降低表面水化能力、利用反滲透原理改變滲透水化壓力方向提高井壁的穩(wěn)定性、嚴格控制失水小于4ml、使用較底的PH值7～8、控制適當?shù)哪酀{流變性、在泥漿液流很小沖蝕井壁的情況下獲得較清潔的井眼、優(yōu)化鉆井參數(shù)縮短地層吸附水時間七個方面著手。
固井問題要做好井眼準備，做到起下鉆暢通無阻、電測下套管順利，在井眼較好的情況下仍有“灌香腸”現(xiàn)象，考慮固井用前置液的性質(zhì)是否與地層不匹配，做好水泥漿的配方，使水泥漿有好的流變性，以防水泥漿提前稠化，在固井過程中，合理調(diào)整注水泥過程中的排量及替漿排量，有效降低U型管效應。
鉆井液體系需選用聚合物抑制-絡合鋁防塌-聚磺鉆井液體系。
采用綜合防塌技術，確保MKT地層井壁穩(wěn)定。MKT地層防塌是根據(jù)該地層特點采用力學和化學及多元化措施相結(jié)合的防塌工藝技術，進入MKT(泥板層嚴重坍塌)地層前20~30米及時加入PLA-1絡合鋁防塌劑2%~3%，并在鉆進過程中繼續(xù)補充保持其含量在2%~2.5%以上，通過鋁絡合物強抑制劑的配位吸附作用及成膜作用，在井壁及鉆屑上牢固吸附成膜，從而穩(wěn)固井壁，抑制鉆屑分散，達到防塌的目的。另外絡合物防塌泥漿可在濾餅中形成晶狀體沉淀物 減少濾液進入地層，起到阻止孔隙壓力傳遞、提高井下力學支撐井壁的作用。
多元化防塌選擇具有K+的聚合物(K-PAM,FA-367)包被抑制劑，它們之中的K+離子有很好的鑲嵌防塌能力，大分子處理劑，通過對地層層理、孔隙的填充封堵、大分子的多點吸附起到良好的穩(wěn)定井壁的作用，加入多種復合降失水劑，改善泥餅質(zhì)量，確保井壁穩(wěn)定。
鉆進中嚴格控制泥漿上返速度，減緩了對井壁的剪切沖蝕破壞。通過防塌措施，第二輪完成井鉆進MKT地層在低密度條件下井壁穩(wěn)定。全井段泥漿濾失量小于5 ml，泥漿密度不超設計密度。鉆完進尺后循環(huán)起鉆拉井壁，如遇阻卡要反復短拉直至暢通。電測和下套管前須用FA-367或FA-367、SPA-101打封閉，封閉井底300米井段。鉆進時泥漿性能：密度1.12g/cm3~1.14g/cm3、粘度：45~80S、失水4~5ml、泥餅0.5mm、切力 2-4/5-9、PH值8～9、含砂量0.3%。
井塌技術措施要點：起鉆堅持灌好泥漿，鉆具起完后井筒內(nèi)必須灌滿泥漿;控制泥漿密度及其性能的變化幅度;進入KT-1、MKT等易垮塌井段，要注意觀察井下情況，保持鉆井液性能的相對穩(wěn)定，提高鉆井液的抑制性與護壁減阻性;發(fā)現(xiàn)掉塊要加強泥漿的抑制性，加大防塌劑的用量，并調(diào)整泥漿的流變性，及時將掉塊帶出地面;禁止在易塌井段高速起下鉆，以免抽汲過大或鉆具碰撞井壁而導致井塌;不能在同一井深長時間大排量循環(huán)鉆井液;三開以后就進入KT1地層(即產(chǎn)層)，從鉆井過程來說應該進入完井的準備階段，因此，從鉆井液體系、鉆井液配制、鉆井液性能控制，鉆井參數(shù)選擇及操作都應該把平衡地層壓力抑制地層掉塊和垮塌作為重點。
完井技術措施主要有井眼準備、下套管作業(yè)技術、固井準備及固井。井眼準備在鉆達設計井深后，充分循環(huán)泥漿，直到振動篩上基本無鉆屑返出才能起鉆進行電測保證井眼通過能力，確保套管順利下井。下套管作業(yè)技術要求使用套管螺紋密封脂，用帶扭矩儀的液壓套管鉗上扣，根據(jù)井眼情況盡量少下，一般KT1井段3～5 只，KT2井段3～5只，所有入井套管必須逐根檢查管內(nèi)是否有堵塞物，嚴禁井口及管內(nèi)落。固井準備及固井要提前做好現(xiàn)場水泥和水樣的送檢工作，干水泥的混拌采用雙級過濾;固井專門準備水罐配置藥品水，藥品水的配置應提前1～2天內(nèi)完成，并在現(xiàn)場完成大樣的復試工作。
應用成果
希望油田MKT地層防塌技術基本解決了該地層的垮塌問題，解決了鉆井過程中因井垮引起的一系列復雜情況，提高了電測成功率，避免了由井眼準備問題造成的固井失敗，從而證明解決MKT地層垮塌的思路及技術方案是正確的。
根據(jù)現(xiàn)場施工的過程和結(jié)果，部分井的井徑擴大率比較大，還需進一步收集資料，提高認識，完善措施。對于MKT地層垮塌的機理，還有待于進一步研究分析，以便有效地指導現(xiàn)場實踐，最終形成一套徹底解決該區(qū)井垮的技術方案。
三開MKT地層(泥板層)井壁坍塌是希望油田存在的鉆井難題，現(xiàn)在基本得到解決，三開井徑比較規(guī)則。目前在希望油田共開鉆7口，完鉆5口，完井6口，平均機械鉆速3.76m/h。井身質(zhì)量合格率100%，固井質(zhì)量合格率100%，2008年固井質(zhì)量合格率70.2%，如表2所示。
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