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华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

王东明 陈勉 罗玉财 于建涛 徐明磊 虞海法 杨恺

王东明, 陈勉, 罗玉财, 于建涛, 徐明磊, 虞海法, 杨恺. 华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究[J]. 钻井液与完井液, 2016, 33(6): 33-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.006
引用本文: 王东明, 陈勉, 罗玉财, 于建涛, 徐明磊, 虞海法, 杨恺. 华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究[J]. 钻井液与完井液, 2016, 33(6): 33-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.006
WANG Dongming, CHEN Mian, LUO Yucai, YU Jiantao, XU Minglei, YU Haifa, YANG Kai. Borehole Stability in Drilling the Paleogene System and Inner Buried Hill in Huabei Oilfeld[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2016, 33(6): 33-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.006
Citation: WANG Dongming, CHEN Mian, LUO Yucai, YU Jiantao, XU Minglei, YU Haifa, YANG Kai. Borehole Stability in Drilling the Paleogene System and Inner Buried Hill in Huabei Oilfeld[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2016, 33(6): 33-39. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.006

华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.006
基金项目: 

中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“华北油田上产稳产800吨关键技术研究与应用”(2014E-35)

详细信息
    作者简介:

    王东明,高级工程师,现在主要从事钻井技术研究工作。电话13582679396;E-mail:ktb_wdm@petrochina.com.cn。

  • 中图分类号: TE283

Borehole Stability in Drilling the Paleogene System and Inner Buried Hill in Huabei Oilfeld

  • 摘要: 华北油田古近系地层以砂泥岩为主体,间或有玄武岩、煤层等,存在不同压力系统,复杂情况以垮塌、漏失、遇阻、划眼为主,潜山带灰岩地层裂缝发育,卡钻和井漏事故多发,钻井复杂事故占全井的73.62%。从矿物组分分析、岩石力学特征、地应力测试、钻井液浸泡的影响入手,探索出古近系地层井壁失稳机理。古近系地层黏土矿物含量高,岩石水化膨胀严重,地层岩石黏聚力和内摩擦角变化幅度大(6~25 MPa、26°~45°),长时间浸泡后易形成缝网,当钻井液液柱压力高于坍塌压力达到某种程度时,裂隙宽度呈几何倍数增加,导致井壁掉块;奥陶系和蓟县系灰岩地层地应力差相对较大,岩石微裂缝发育,高地应力作用下易产生微裂缝,且多沿弱面破坏,而引起坍塌和漏失。为解决以上问题,在KCl-聚磺钻井液中引入了聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂BZ-PNP,提高抑制性和封堵能力,并增大润湿角,降低岩石亲水能力。该技术在阳探1、文安101x、安探1x等深井古近系地层进行了应用,取得了井壁稳定、钻井复杂事故为零的效果,其中阳探1井顺利钻穿邻井垮塌严重的大段泥页岩地层,平均井径扩大率1.8%,最大井径扩大率14.82%;安探1x风险探井钻井液密度最大为1.50 g/cm3,低于邻井的1.69 g/cm3。得出,在华北古近系地层使用密度过高的钻井液钻井,会增大微裂隙开启程度,并增加地层的吸水量,建议在井控安全前提下以高过坍塌压力当量密度15%为宜。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-20
  • 刊出日期:  2016-11-30

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