地?zé)徙@井
蘇南地區(qū)復(fù)雜地層地?zé)徙@井沖洗液研究與應(yīng)用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-04 16:59:35瀏覽次數(shù):1503
蘇南地區(qū)地處北緯30°00' ~ 32°30'。根據(jù)眾多的鉆孔( 井) 資料,其恒溫帶埋深為20m,溫度為18℃。與蘇北相比,蘇南的地?zé)?/a>梯度低于蘇北,地?zé)?/a>梯度為25℃ /km,千米深地溫一般為36 ~ 45℃,研究區(qū)內(nèi)地?zé)醿?/a>大部分埋深在2000m 左右,地?zé)峋?/a>鉆井深度大,地下地層復(fù)雜,由于深部可借鑒的地質(zhì)資料匱乏,而要保證開采量,設(shè)計的井徑較大,這對地?zé)徙@探技術(shù)特別是沖洗液技術(shù)的要求很高。以前該地區(qū)地?zé)徙@井遇見煤系、泥巖、頁巖、松散易垮塌等復(fù)雜地層,多是以膨潤土、纖維素、燒堿為主的細(xì)分散體系的化學(xué)泥漿,效果不好,出現(xiàn)事故直接影響工程進(jìn)度、完井質(zhì)量和工程成本。所以,對該地區(qū)復(fù)雜地層制定相應(yīng)的沖洗液體系,顯得尤為重要。本文就該地區(qū)復(fù)雜地層地?zé)徙@井沖洗液進(jìn)行實驗研究,并將其應(yīng)用在現(xiàn)場實踐中。
1 研究區(qū)概況
1. 1 區(qū)域地形地貌
本區(qū)地貌成因和形態(tài)是在印支- 燕山運(yùn)動所奠定的基底構(gòu)造格局基礎(chǔ)上,經(jīng)受各種內(nèi)、外力營力的長期作用塑造成的。西南部基巖抬升廣泛,出露地表,發(fā)育較多的基巖山體,表現(xiàn)為構(gòu)造- 剝蝕地形;而東北部則因持續(xù)下降,長期接受第四系松散層的堆積,地形地貌上表現(xiàn)為廣闊的堆積平原。
1. 2 區(qū)域地層巖性
研究區(qū)屬江南地層區(qū)蘇州- 長興小區(qū)的江蘇部分。東部第四系地層較厚,前第四系均被覆蓋于深部,而西部前第四系則廣泛出露于地表,主要有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系古近系及新近系半松散沉積地層。巖性包括石英砂巖、泥巖、粉砂巖、灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)巖漿活動比較頻繁,主要為燕山期侵入的復(fù)式巖體,以中酸性花崗巖、花崗斑巖為主。
1. 3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造
研究區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺褶皺帶東端,印支運(yùn)動使該區(qū)上升成陸地,構(gòu)成木瀆向斜,燕山運(yùn)動使地殼進(jìn)一步褶皺隆起,發(fā)生斷裂活動,使本區(qū)山體與鄰區(qū)山體斷離,并伴隨強(qiáng)烈的巖漿侵入和火山噴發(fā)。喜馬拉雅運(yùn)動又以北北東向、北西西向兩組扭裂控制形成了該區(qū)的基本構(gòu)造和地貌格局,其后,地殼運(yùn)動總體表現(xiàn)為平穩(wěn)下降,接受沉積,時有短暫海侵,形成以陸相為主的海陸交互相沉積物。無全新活動斷裂,區(qū)域基底穩(wěn)定。區(qū)域構(gòu)造資料顯示,新生代以來的構(gòu)造活動主要表現(xiàn)為垂直升降運(yùn)動。
1. 4 研究區(qū)地層特征
第四系( Q) : 厚度70. 0 ~ 196. 0m,頂部為填土、灰黃色粘土,中部為灰色粘土、中下部為黃色粘土,夾少量砂礫,磨圓度好、底部為白色粘土,雜色砂礫。
白堊系( K) : 厚度100. 0 ~ 224. 0m,主要巖性為棕黃色泥巖、棕紅色泥巖、以紫色和肉紅色為主的雜色砂巖,夾礫。
侏羅系( J) : 厚度0. 0 ~ 270. 0m,主要巖性為夾少量紫色砂巖的凝灰?guī)r、夾少量灰色砂巖或灰白色砂巖的青灰色砂巖。
二疊系( P) : 厚度895. 0 ~ 1680. 0m,上部為灰黑泥巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖夾少量灰色或灰白色砂巖,夾煤層或煤矸石。中部以灰、深灰色石英砂巖、灰黑色泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖為主,夾灰色、青灰色砂巖或灰色泥巖。下部巖性主要為深灰色石英砂巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r,局部見花崗巖或石英閃長巖。
2 煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層
煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層松散,遇水變軟,易坍塌掉快,嚴(yán)重的可能產(chǎn)生埋鉆。煤系中多夾有粉砂巖,地層掉快后常有探頭石,容易產(chǎn)生卡鉆等事故,對正常鉆進(jìn)的危害較大。
2. 1 沖洗液的選擇
針對地層特性,經(jīng)過試驗和實踐,選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系( 高元文,2006) ,適當(dāng)?shù)臎_洗液比重控制液柱壓力,對坍塌地層進(jìn)行壓力平衡。
鈣處理泥漿是在泥漿中加入絮凝劑( 石灰、石膏或氯化鈣) ,并用稀釋劑和降失水劑等調(diào)節(jié)泥漿性能,形成適度的含有一定鈣離子的粗分散泥漿。具體泥漿配方( 質(zhì)量比) : 膨潤土6%,石灰0. 3%,鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽( FCLS) 0. 2% ~ 0. 3%,羧甲基纖維素鈉( CMC) 0. 1% ~ 0. 2%,使用燒堿把pH 值調(diào)制到10即可。性能: 比重1. 15,漏斗粘度30 ~ 45s,失水量10ml,泥皮厚0. 8mm,初切力0Pa,終切力1 ~ 4Pa,動切力3Pa,pH 值10 ~ 12。
2. 2 作用機(jī)理的分析
鈣處理泥漿是在普通泥漿中加入絮凝劑、石灰、石膏、氯化鈣等,并用降粘劑和降失水劑來調(diào)整泥漿性能,以形成控制絮凝而又穩(wěn)定的粗分散泥漿體系。
鈣處理泥漿中含有較大數(shù)量的鈣離子,由于鈣的電位高,易被粘土顆粒吸附,促使粘土表面的水化膜變薄,粘土顆粒與高分子化合物達(dá)到牢固連接,可使細(xì)分散的粉土顆粒適度地絮凝變成粗分散狀態(tài),因而提高了對外來可溶鹽的抗污染能力,使泥漿性能穩(wěn)定。而此時的粘度和切力將迅速上升,以鐵鉻鹽來稀釋, 降低粘度,保持泥漿一定的流動性。若失水量較大時,可加入CMC 調(diào)節(jié)失水量,粘土吸附CMC后,其表面包裹較厚的可塑性大的水化膜,是粘土顆粒在壓差作用下堆積是形成致密的滲透性小的泥皮,從而使失水量降低( 王立仁,2007) 。其次有機(jī)降失水劑具有很多的親水性很強(qiáng)的親水基,束縛住大量的自由水,降低失水量,與鈣處理后的泥漿共同阻止水分子滲入地層,故能抑制粘土膨脹、水化分散( 胡繼良,2012; 馬日等,2007; 張曉靜,2007) ,抑制孔內(nèi)自然造漿和鞏固孔壁,有利于避免或降低鉆孔的坍塌、縮徑和吸水膨脹的現(xiàn)象發(fā)生,即使有坍塌,鈣處理泥漿有較強(qiáng)的絮凝作用,可以把大的巖粉顆粒絮凝成團(tuán)帶至地面,有利子地面除砂。
2. 3 特點
泥漿粘度和切力低,流動性好,起下鉆時粘附性小,性能穩(wěn)定,處理周期長。
2. 4 沖洗液實踐應(yīng)用
蘇州臨湖地?zé)?/a>第一口井施工中,鉆進(jìn)690 ~1596m,鉆遇厚度達(dá)906m 的煤系,中間還夾有粉砂巖。由于沒預(yù)先對該地層制定適應(yīng)的方案,采用常規(guī)泥漿,導(dǎo)致孔壁坍塌,雖然做了很多補(bǔ)救措施,還是導(dǎo)致了埋鉆。在臨湖地?zé)?/a>第二口井的煤系地層,改變泥漿方案,按上述配比和性能要求,采用鈣處理泥漿體系,快速順利地通過該地層,且施工過程中未發(fā)現(xiàn)明顯的坍塌跡象。
3 凝灰?guī)r、泥巖、頁巖地層
凝灰?guī)r、泥巖、頁巖地層中,凝灰?guī)r及泥頁巖的水化造成孔壁不穩(wěn)定,引起井壁縮徑,進(jìn)而垮塌,原因是沖洗液向凝灰?guī)r、泥巖、頁巖中滲流,引發(fā)地層孔壓增加以及水化效應(yīng),其中水化效應(yīng)包括泥頁巖等水化膨脹、分散產(chǎn)生水化應(yīng)力等( 劉選鵬等,2010) 。還有地層中的粘土易吸水膨脹和分散,造成井壁的巖石強(qiáng)度降低。在鉆進(jìn)過程中,沖洗液對井壁的沖刷作用,加上鉆具回轉(zhuǎn)對縮徑井壁的撞擊作用,導(dǎo)致井壁的垮塌,嚴(yán)重時發(fā)生吸鉆、埋鉆、造成井壁局部超徑,影響沖洗液上返速度,并降低沖洗液攜帶巖粉的能力,產(chǎn)生二次破碎。穩(wěn)定此類地層,從沖洗液的角度關(guān)鍵是要控制失水量。
3. 1 沖洗液的選擇
針對此類地層特性,選擇低固相不分散沖洗液體系,以降低失水為主,來保持沖洗液中的礦物化濃度與地層中保持平衡,從而抑制水分子向地層中滲入。此類沖洗液主要是加入高分子聚合物水解聚丙烯酰胺,同時加入腐植酸鉀提高礦化度( 歐哲金,2011) ,為了更好地阻止水分子向地層滲入,還可加入油脂類磺化瀝青做封堵劑和潤滑劑。具體泥漿配方( 質(zhì)量比) : 粘土4%,聚丙烯酰胺( 1600 萬分子量) 0. 5%,中粘CMC 為0. 1%,腐植酸鉀0. 2%,磺化瀝青0. 1%,使用燒堿把pH 值調(diào)制到8 ~ 10 即可。性能: 比重1. 05,漏斗粘度25 ~ 40s,失水量8 ~10ml,泥皮厚0. 4mm,初切力0Pa,終切力2 ~ 6Pa,動切力5Pa,pH 值8 ~ 10。
3. 2 作用機(jī)理分析
配漿時,由于粘土( 膨潤土) 多為鈣質(zhì)土,必須將其轉(zhuǎn)化為鈉質(zhì)土,所以要先預(yù)水化粘土。然后加入穩(wěn)定劑CMC( 唱偉,2004) ,使之包圍在分散的粘土顆粒周圍,穩(wěn)定泥漿膠體,再加入水解度為30%的PHP( 水解聚丙烯酰胺) ( 石得權(quán),2010; 鄭哲武等,2004; 郝振軍等,2011) ,攪拌均勻后加入腐植酸鉀和磺化瀝青。若不加入穩(wěn)定劑CMC,直接加入PHP,粘土?xí)跄蓤F(tuán)狀,不利于分散。
不分散低固相泥漿,由于粘土含量較少,在孔壁形成的泥皮較薄,而加入PHP 以后,它可以有效的把無用的固相顆粒絮凝成團(tuán),能防止巖屑分散,起到包被作用。水解的PHP 分子鏈上的水化基團(tuán)–COONad 在水中電離成COO 和Na,使其分子鏈帶負(fù)電荷和易于水化,在靜電引力和水化膜斥力的作用下,使卷曲的分子鏈得以伸展,這種伸展的長鏈高分子在泥頁巖井壁表面上產(chǎn)生多點吸附,并可橫過微裂縫,從而阻止凝灰?guī)r、泥頁巖的剝落( 王勐,2006) ; 同時能在井壁表面形成致密的吸附膜,對水敏地層減輕侵蝕作用,減少水滲入地層的速度,對地層的水化膨脹起抑制作用( 孫丙倫等, 2008) 。PHP 還具有降失水作用,這點與CMC 類似,通過提高液相粘度,其吸附基吸附在粘土的表面,眾多的水化基束縛住大量的自由水,使失水量降低。若失水量過大,可適量加入低粘CMC,但不能加入無機(jī)降失水劑。
腐植酸鉀也具有降失水作用,它同時能提供K + ,K + 能鑲嵌在硅氧四面體氧原子組成的六角環(huán)中,緊緊地與粘土片連結(jié)在一起。K + 還可以減小粘土顆粒表面的水化半徑,阻止其水化膨脹。通過加入腐植酸鉀,還能提高沖洗液中的礦化度,阻止因沖洗液與地層的礦物質(zhì)濃度差導(dǎo)致水流向地層。
磺化瀝青物質(zhì)親水性差,親油性強(qiáng),能在泥皮上形成一層油膜,防止水分子的滲入,同時具有潤滑作用,減少沖洗液循環(huán)對孔壁的沖刷作用。
3. 3 沖洗液實踐應(yīng)用
蘇州臨湖地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/鉆井.html" >鉆井420 ~ 690m 為凝灰?guī)r。同樣是第一口井,泥漿運(yùn)用不當(dāng),導(dǎo)致坍塌。返鉆時,局部嚴(yán)重超徑,導(dǎo)致事故頭找不到。在第二口井開鉆后,上部比較軟的地層采用上述配比和性能的不分散低固相體系沖洗液,很好地抑制了地層坍塌,未發(fā)現(xiàn)縮徑、超徑等現(xiàn)象。另在蘇州石湖地?zé)徙@井上部泥巖地層使用此沖洗液方案,起下鉆順利無阻,下鉆到底,未發(fā)生泥質(zhì)包鉆等現(xiàn)象。
4 高溫地層
蘇南地區(qū)目前遇到的高溫地層一般存在于灰?guī)r中,也是熱儲層,溫度一般在60℃ ~ 100℃。首先是高溫對水基泥漿中的粘土產(chǎn)生影響,出現(xiàn)“高溫分散”等現(xiàn)象; 其次高溫對水基泥漿處理劑的作用將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”,使泥漿失去流變性和穩(wěn)定性,甚至失效或者產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果,直接影響鉆進(jìn)效率及鉆孔安全( 張琰,1999) 。所以,解決高溫地層泥漿問題主要是泥漿獲得熱穩(wěn)定性,保持流變性和濾失性。
4. 1 沖洗液的選擇
經(jīng)實踐對比分析總結(jié),高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽- CMC 體系,這種泥漿體系中,鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽作為稀釋劑控制流變性能,低粘CMC 用來控制失水( 胡繼良等, 2012; 鄢泰寧,2010) 。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S 等腐蝕性元素,為了提高熱穩(wěn)定性,一般還加入表面活性劑OP - 10( 聚氧乙烯烷基苯酚醚) ,不至于在高溫下導(dǎo)致泥漿體系分解,此泥漿抗鹽抗高溫效果明顯。具體泥漿配方: 粘土4%,CMC 為0. 3%,鐵鉻鹽0. 5%,OP - 10 為0. 2%,使用燒堿把pH 值調(diào)制到9 ~ 10。性能: 比重1. 05,漏斗粘度30s ~ 40s,PTPH 失水量10 ~ 15ml,泥皮厚0. 5mm,初切力2Pa,終切力2 ~ 4Pa,動切力5Pa,pH 值9 ~ 10。
4. 2 作用機(jī)理分析
4. 2. 1 高溫對粘土的影響
高溫對粘土的影響主要表現(xiàn)在兩個方面,即高溫促使粘土分散和粘土鈍化( 鮑允紀(jì), 2012) 。高溫使水分子和一些離子的動能增加,水分子和離子易進(jìn)入粘土顆粒層間,增強(qiáng)了層間表面的水化從而使粘土膨脹和分散。同時,高溫也使片狀粘土微粒的熱運(yùn)動加劇,加速其分散。粘土因高溫分散的結(jié)果,使泥漿粘度升高,流動性下降,甚至難以流動。但高溫又有使粘土表面鈍化的傾向,其原因是高溫下粘土晶胞表層的硅、鋁、氫等易與泥漿中的OH -、Ca2 +等起反應(yīng),生成水化硅酸鹽或水化鋁酸鹽等類物質(zhì),從而改變了粘土晶胞表層的結(jié)構(gòu)和帶電情況,降低了粘土的活性,由此改變泥漿的性能,表現(xiàn)為高溫增稠。
4. 2. 2 高溫對泥漿處理劑的影響
高溫對水基泥漿處理劑將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”( 鮑允紀(jì),2012) ,其中高溫降解是高溫下有機(jī)處理劑分子主鏈間或主鏈與官能團(tuán)之間產(chǎn)生鏈的斷裂,其表現(xiàn)是有機(jī)處理劑分子量減小和吸附能力減弱甚至失效。高溫降解的強(qiáng)烈程度決定于有機(jī)處理劑的結(jié)構(gòu)、高溫持續(xù)的時間和剪切攪拌的強(qiáng)烈程度。高溫交聯(lián)是高溫下,具有不飽和鍵或活性基團(tuán)的有機(jī)化合物與高價金屬鹽或低分子有機(jī)物產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而增大分子量的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)體型分子結(jié)構(gòu)。適度交聯(lián)可抵消高溫降解作用。高溫解吸是高溫下處理劑分子熱運(yùn)動能量增大,處理劑在粘土顆粒表面的吸附量降低,從而引起泥漿性能的改變。高溫去水化是高溫下水分子活動能量增大,粘土表面和處理劑親水基團(tuán)的水化作用減弱,減薄其水化膜厚度。高溫水化降低了處理劑分子對粘土顆粒的保護(hù),導(dǎo)致泥漿失水量增大。
4. 2. 3 配置高溫泥漿的要求
配置高溫泥漿必須做到: ① 降低高溫分散強(qiáng)烈的優(yōu)質(zhì)膨潤土的含量,防止高溫增稠和固化現(xiàn)象; ②必須采用抗高溫能力強(qiáng)的有機(jī)處理劑; ③ 減少粘土的情況下,為保持泥漿攜帶巖屑和懸浮重晶石的能力,必須加入抗溫抗鹽的結(jié)構(gòu)增粘劑。
4. 2. 4 鐵鉻鹽- CMC 體系的分析
由于高溫地層多存在于熱儲層中,且地?zé)岜旧淼V物質(zhì)含量豐富,所以配置的泥漿在確??垢邷氐那疤嵯?,還需抗鹽。鐵鉻鹽- CMC 體系能滿足此需要( 陳禮儀等,2003) 。
配漿時,首先預(yù)水化粘土24h,加入鐵鉻鹽,待泥漿穩(wěn)定好,再加入CMC,使失水量控制在合理的范圍內(nèi),最終后加入OP - 10,攪拌均勻。
鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽( FCLS) 是以亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素經(jīng)濃縮、置換、氧化絡(luò)合、干燥精制而成,產(chǎn)品外觀為棕褐色粉末,易溶液于水,水溶液呈弱酸性。
它抗鹽、抗鈣和抗高溫能力強(qiáng)( 170℃ ~ 180℃) ,與粘土顆粒的斷鍵邊緣上形成吸附水化層,從而削弱粘土顆粒之間的端–面和端–端連接,拆散泥漿空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu),降低泥漿的粘度和切力。它具有良好的降粘、降切力、稀釋作用,也有降濾失作用。泥漿在高溫條件下循環(huán)時,粘度切力會逐漸增高,進(jìn)而固化,鐵鉻鹽的作用就是為了保證其流變性的穩(wěn)定。
而CMC 是一種良好的降濾失劑,同時還具有一定的抗鹽、抗鈣和抗高溫能力( 130℃ ~ 140℃) 。加入CMC 是為了降低失水量,確保高溫地層中的泥質(zhì)膠結(jié)物不被水化。OP - 10( 聚氧乙烯烷基苯酚醚) 是為了提高各處理劑的抗溫性能,且具有潤滑的作用。
另外此體系泥漿固相含量( 粘土含量) 必須受控制,固相含量過高,溫度對它的影響也就越大,一般粘土含量控制在5%以內(nèi)。
4. 3 沖洗液實踐應(yīng)用
在宛平地?zé)岬木诇囟冗_(dá)到了40 多度,溫度不是很高,但若運(yùn)用粗分散體系泥漿,其會隨著循環(huán)變得越來越稠,同時失水量逐漸偏大。臨湖地?zé)醿?/a>溫度68℃,采用了鐵鉻鹽- CMC 泥漿后,流變性和泥漿的穩(wěn)定得到了徹底的改善,基本沒換漿,且調(diào)試次數(shù)明顯減少。由于固相含量低,井壁上的泥皮很容易就被洗掉,減少了后期的洗井工作,為確保出水量創(chuàng)造了條件。
5 石湖地?zé)徙@井應(yīng)用實例
該井段的泥漿配方( 質(zhì)量比) : 膨潤土4%,CMC( MV) 0. 1%,使用燒堿把pH 值調(diào)至8 ~ 10。性能:
比重1. 05,漏斗粘度20s ~ 30s,API 失水量≤10ml,泥皮厚度0. 4mm,初切力0Pa,終切力1 ~ 4Pa,動切力4Pa,pH 值8 ~ 10,含沙量≤3%。
72 ~ 801m,泥質(zhì)粉砂巖,植物膠- CMC( LV) -腐植酸鉀體系的泥漿,膨潤土5%,植物膠0. 2%,CMC( LV) 0. 1% ~ 0. 2%,使用燒堿把pH 值調(diào)至8- 9。性能: 比重1. 07,漏斗粘度25 ~ 35s,API 失水量≤10ml,泥皮厚度0. 5mm,被切力0Pa,終切力2 ~6Pa,動切力5Pa,pH 值8 ~ 9,含沙量≤4%。
801 ~ 1680m,石英砂巖、石英閃長巖。此層為儲層,所以在滿足沖洗液各項功能要求的前提下,還得保護(hù)儲層,選用PHP - CMC( HV) 體系的泥漿。
粘土0. 3%,PHP 0. 5%,CMC 0. 3%,使用燒堿把pH 值調(diào)至8 ~ 10。性能: 比重1. 05,漏斗粘度30s ~40s,API 失水量≤10ml,泥皮厚度0. 4mm,初切力0Pa,終切力1 ~ 4Pa,動切力4Pa,pH 值8 ~ 10,含沙量≤3%。
上部第四系地層較淺,加入CMC,確保地層不
因吸水膨脹導(dǎo)致縮徑即可,采用了快速鉆進(jìn)通過此地層,下入孔口管進(jìn)行隔離。對于二開的泥質(zhì)粉砂巖,沖洗液同樣注重降失水,在300m 左右,有輕度的涌水現(xiàn)象發(fā)生,又臨雨季,沖洗液總是受到稀釋,導(dǎo)致下鉆時,涌出來的泥漿中局部為清水,且鉆孔底部有4m 的沉沙,經(jīng)過反復(fù)循環(huán)都未返清。造成此類現(xiàn)象發(fā)生原因是泥漿的懸浮能力很弱,且粘度和切力均降低,為了確保沖洗液的粘度、切力,加入了植物膠,用以維持泥漿的穩(wěn)定。對于三開,由于是儲層,在滿足沖洗液基本功能的前提下,以保護(hù)儲層為主,兼顧后期的洗井工作。該層沖洗液必須滿足比重輕( 避免由于液柱壓力過大而使水的流動方向流向地層) ,固相含量低( 固相含量高,會堵塞孔隙,影響出水量) ,所以必須使用固相含量低或者無固相泥漿,最終選擇使用以水解聚丙烯酰胺為主的低固相泥漿。事實證明,在使用空壓機(jī)洗井20h,水量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出合同要求,這進(jìn)一步說明完井液的重要性。
6 研究區(qū)地?zé)?a href="http://www.rijz.cn/t/鉆井.html" >鉆井沖洗液應(yīng)用效果
6. 1 有效穩(wěn)定孔壁
臨湖地?zé)岬牡诙诰褪?a href="http://www.rijz.cn/t/地?zé)峋?html" >地?zé)峋?/a>使用了以上
泥漿方案,基本未發(fā)現(xiàn)大面積的坍塌,未出現(xiàn)明顯的憋鉆、卡鉆、憋泵等現(xiàn)象,也說明了泥漿對孔壁的穩(wěn)定作用,根據(jù)完井后測井中的孔徑參數(shù)分析,孔徑的超徑率基本都在8%之內(nèi),這說明針對不同地層制定的不同體系方案是有效可行的,穩(wěn)定孔壁效果較好。
6. 2 提高鉆進(jìn)效率
研究區(qū)地?zé)徙@井使用了以上泥漿方案,提高了
鉆速,減少了輔助時間,鉆進(jìn)效率有了很大提高。地?zé)峋?/a>使用不同泥漿體系鉆井效率統(tǒng)計如表1。
泥漿類型比重平均機(jī)械鉆速平均鉆頭進(jìn)尺m/h % m/只%普通分散泥漿1. 12 ~ 1. 20 0. 9 100 61. 85 100鈣處理泥漿1. 08 ~ 1. 15 1. 2 133. 3 83. 54 135. 1低固相泥漿1. 05 ~ 1. 10 1. 6 177. 8 123. 46 199. 66. 3 保護(hù)儲層研究區(qū)臨湖地?zé)岷褪責(zé)岬茹@井,使用了上述泥漿方案,水量與測井資料反應(yīng)的滲透率計算出來的水量一致,這說明地熱儲層得到了保護(hù)。
6. 4 節(jié)省鉆探成本
泥漿使用優(yōu)劣,對經(jīng)濟(jì)效益影響是明顯的,研究區(qū)內(nèi)復(fù)雜地層地?zé)徙@井使用上述泥漿方案,經(jīng)成本核算,單孔成本可降低40 ~ 50 萬 元。
7 結(jié)論和建議
煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層的鉆井沖洗液應(yīng)選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系,并選擇適當(dāng)?shù)臎_洗液比重; 凝灰?guī)r、泥巖、頁巖地層鉆井沖洗液選擇低固相不分散沖洗液體系,以降低失水為主; 高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽- CMC 體系。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S 等腐蝕性元素,為了提高熱穩(wěn)定性,一般還加入表面活性劑OP - 10。
目前復(fù)雜地層沖洗液的選擇,還是針對特定地層,采用特定體系,還未出現(xiàn)某種沖洗液方案能解決所有復(fù)雜地層,因此,體系的選擇很重要。
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