冀中坳陷潜山内幕油气藏钻井井壁稳定探究

白杨 王烨 苏本辉

摘要：针对冀中坳陷潜山内幕油气藏实际情况，在阐述其钻井井壁稳定性影响因素的基础上，从工程和钻井液两方面探讨行之有效的解决措施，以此使钻井井壁始终处在稳定状态。

关键词：冀中坳陷；潜山内幕；油气藏钻井

冀中坳陷深潜山、潜山内幕油气藏有良好勘探和开发前景，但其钻井井壁由于各方面因素的存在可能不稳定，对此需要在明确钻井井壁稳定性影响因素的基础上，探讨有效的解决措施。

1稳定影响因素

1.1地层稳定性

对于下第三系，其地层以厚层泥岩沉积为主，稳定性相对较差，其原因包括：

（1）泥页岩坚硬但具有脆性，容易发生垮塌。

（2）存在大量缝宽为微米级的裂缝。

（3）岩性复杂且趋于变化。

（4）有很多压力系统，导致地层压力系数相对较低的容易产生漏失。

1.2地层裂缝孔洞

以白云岩为例进行分析，其岩心表面可以看到网状裂缝与大小在0.5-3.0mm范围内的溶蚀孔洞；通过矿物分析，其白云石含量在96%以上，有较强的脆性，受到构造应力作用后将出现大面积开裂；通过薄片分析可知，白云岩上存在网状溶蚀缝，其宽度在0.01-0.50mm范围内，在裂缝的走向上可以见到溶蚀扩大现象，且显孔缝相连，在部分裂缝中可以看到白云石；通过扫描电镜，白云岩较破碎，存在很多张性微裂缝，同时还能见到大小为1-3μm的孔洞。以上微观与宏观的孔缝都能会引起钻井液漏失。除此之外，该区域地层压力系数相对较低，每百米的压力梯度在0.94-0.99MPa范围内，这也在很大程度上加剧了漏失。在实际工作中，先后进行了10次堵漏，直到11次才采用粉煤灰完成了堵漏，共产生了近15962m³的漏失，导致漏失的主要原因就是白云岩存在很多裂缝溶洞^[1]。

1.3破碎带

隆起发生后，由于风化剥蚀，产生了破碎带。在钻进到潜山面以后，容易发生漏失与坍塌，导致卡钻，并且漏失与坍塌还有可能同时发生，使扩径进一步加剧。断层的存在会使地层中产生很多裂缝，导致断层破碎带产生，当钻进遇到破碎带时，将使井壁产生坍塌与严重的漏失，引起卡钻和划眼。

1.4地层高温

该区域油气井完钻之后，深度都相对较大，根据现有资料可知，在20口余井中，有18口的完钻井深超过4500m。在这种深度条件下，除了会对深层岩石自身力学性质造成影响，而且高温还会导致钻井液性能产生剧烈变化，若处理剂因高温发生降解，将对黏土颗粒自身稳定性造成很大影响，使钻井液的流变性明显变差。可见，使钻井液具有良好抗温性能对钻井施工而言至关重要，必须引起相关人员的高度重视。潜山井测温结果如表1所示。

表1 潜山井测温结果

井号	层位	井深/m	测试方法	测温日期	温度/℃	地温梯度/[℃·（100m）-1]
牛东1井	f	5534		2011.02	174.85	2.91
	Jxw	6027	井温		201	3.11
文古3井	f	4440.22		2009.01	154.8	3.18
	Jxh	4637.50		2008.12	160.0	3.15
务古2井	O	5225.21		2000.09	178.0	3.14
	O	5323.74		2000.09	179.0	3.10
宁古1井	Chg	5115.56	MFE	1985.6.13	174.4	3.14
宁古2井	Jxw	4860.0		1985.05	166.0	3.07

2稳定控制措施

（1）对于具有硬脆性特点的泥页岩地层，应先以三压力剖面为依据确定适宜的钻井液密度；然后提高钻井液自身抑制性与对裂缝的填充和封堵能力，有效封堵裂缝是使泥页岩井壁保持稳定状态的关键所在。具体可将裂缝宽度与孔喉大小为依据选择适宜的变形粒子、架桥或填充，在实际的钻井期间进行快速封堵。在完成以上工作后，泥页岩将产生很多的掉块，此时钻井液要有较高流变性，以便于携带出由于垮塌产生的大量岩屑

^[2]。

（2）对于压力不正常的地层与岩性较为复杂的段落，在工程上，对井身结构进行合理的设计，通过设置套管对压力不正常的地层及岩性较为复杂的段落进行封闭处理，防止钻井液发生变化的过程中导致漏失或坍塌。在油页岩等容易发生坍塌的地层中，应对钻具结构适当优化，采用随钻震击器，提高对复杂情况的综合处理能力。在钻井液方面，对于压力不正常的地层，应及时对钻井液密度进行调整，同时加入适量防坍塌剂，以此实现对滤饼质量的有效改善；在膏盐岩地层当中，需增加处理剂实际用量，以增强钻井液自身抵抗钙和盐的能力，同时使钻井液的密度可以对该地层发生的塑性变形进行有效控制；在页岩与油页岩地层当中，应注意提高钻井液的造壁与堵漏能力，以此实现对滤饼质量的有效改善，并将滤失量控制在允许范围之内。如果产生了数量较大的坍塌和掉块现象，应增大动塑比，以确保携岩的有效性^[3]。

（3）如果在地层压力系数相对较低的情况下使用特殊钻井液进行钻井，则能对井漏的现象进行有效控制，这说明在此类井段当中通过减小钻井液的密度，能起到防漏的作用，由此可见，对井漏控制而言，钻井液密度为关键控制因素，必须进行严格控制。此外，在碳酸盐地层当中，由于受到构造等因素直接或间接影响，会产生网状裂缝，使地层发生破碎，在这种情况下，将使钻井液发生大量漏失，进入到深部地层当中，使地层的垮塌加剧，并对储层造成一定程度的损害，此时要保证钻井液的造壁性能，减少滤失量，保证孔缝的封堵效果^[4]。

（4）对由于断层的存在产生的问题，应注意以下几点：对地层进行快速且有效的全面封堵；保证钻井液密度，使其能够对地应力进行平衡；保证携岩能力与高温高压条件下的流变性。通过对钻井液封堵能力与造壁能力的提升，能减少侵入，为破碎的地层提供可靠支撑。

（5）如前所述，高温会使钻井液的性能发生变化，使钻井液在高温条件下始终保持性能良好是为重点所在。对此，对于高温情况，建议选择具有抗高温性能的钻井液，同时添加适量的抗高温材料与润滑剂，以此实现对钻井液性能的有效维护。

3结语

综上所述，冀中坳陷潜山内幕油气藏钻井井壁稳定性会受到地层稳定性、地层裂缝孔洞、破碎带和地层高温等因素的影响，对此，在实际工作中需要从工程与钻井液两个方面采取有效的处理对策，以此确保钻井井壁始终处在稳定状态。

参考文献：

[1]赵莉萍,王倩,郭正,房超,曹虎.基于有限坍塌宽度的层理性泥页岩地层井壁稳定性评价[J].科技导报,2020,38(11):122-130.

[2]刘向君,高士根,梁利喜,熊健,魏晓琛.优选钻井液对F区块井壁稳定性影响[J].现代商贸工业,2020,41(15):196-197.

[3]卢运虎,肖先恒,赵琳,金衍,陈勉.温度对超深裂缝性地层井壁稳定性的影响[J].钻井液与完井液,2020,37(02):160-167.

[4]张振活,陈磊,凡帆.长北大井眼大斜度井段钻井液体系改进与实践[J].石油化工应用,2020,39(03):57-61.