宝南区块井壁失稳机理及对策研究

摘要

根据宝南区块以往的钻井统计资料表明，油田已钻井中大部分井出现不同程度的井下复杂情况与事故，影响了深井的钻井速度及油田勘探开发进程。宝南区块既存在着井壁坍塌的问题，又有一定程度的井眼缩径。井壁失稳是制约该区块钻井速度的瓶颈，因此需要积极开展井壁稳定技术的研究，提高钻井速度。通过本文的研究希望能够分析出宝南区块钻探过程中出现的卡钻、下钻遇阻等复杂情况的原因，研究出合适的防塌钻井液，可以应用于该地区的钻进。
　　本文从宝南区块已钻井的具体情况入手，对该区块井壁稳定进行了分析研究。研究分析了该地区井壁不稳定的原因;研究出了适合该区块的强抑制强封堵钻井液体系。对宝南区块易出现复杂情况地层岩性进行了泥页岩理化特性研究。利用在该地区钻进过程中所取得的岩心进行井眼稳定技术方法的研究，包括该区块三压力剖面的建立，粘土矿物组成分析、分散性实验等，在此基础上分析了该地区钻进坍塌、掉块、卡钻等物理化学失稳的机理，并提出了针对性的钻井液技术对策，即加强防塌钻井液的抑制性及封堵性能，为防塌钻井液体系的选择提供理论基础。
　　在完成该区块地层泥页岩理化特性研究以后，利用现有的实验条件，进行了强抑制强封堵钻井液体系配方的配制和优化。其中钻井液配方的配制包括抑制剂、防塌剂、降失水剂、封堵剂以及润滑剂的选择和评价;钻井液综合性能的实验研究包括钻井液的密度、流变性、失水性、粘度、抑制性、抗污染性、润滑性等性能的测试;针对该地区钻进不稳定的原因，在优选包被剂、稀释剂、防塌剂、降失水剂以及强封堵剂的基础上，研究出了合适的防塌水基钻井液体系，并在宝南进行了现场应用，现场应用效果较好，同时提出了使用该防塌钻井液的现场维护工艺技术措施。
　　室内大量的实验结果以及现场应用表明，研制出来的防塌钻井液体系不仅具有良好的流变、降失水、抑制性能及抗污染能力，而且还能有效地封堵地层中的微裂缝及破碎带，现场维护处理简单。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 论文的研究目的和意义

1．1．1 研究目的

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 选题来源

1．4 研究方法和技术路线

1．5 主要工作内容及完成工作量

1．6 本文的创新点

第二章 宝南区块地质钻井概况

2．1 宝南区块地质概况

2．1．1 构造特征

2．1．2 地层序列岩性及分层数据

2．2 宝南区块已钻井概况

2．2．1 基本情况

2．2．2 钻井液使用情况

2．2．3 井下复杂与事故

第三章 宝南区块侏罗系地层矿物组分与理化性能

3．1 地层矿物组份

3．2 地层理化性能

3．3 小结

第四章 宝南区块侏罗系地层井壁失稳机理研究

4．1 宝南区块侏罗系井壁失稳情况

4．1．1 起下钻阻卡划眼情况

4．1．2 测井数据

4．2 宝南区块侏罗系地层三个压力剖面

4．2．1 宝南区块地层孔隙压力剖面的建立

4．2．2 宝南区块地层强度参数分布

4．2．3 宝南区块地应力纵向分布规律研究

4．2．4 地应力纵向分布规律研究

4．2．5 宝南区块钻井安全钻井液密度窗口的建立

4．3 井壁坍塌机理分析

4．3．1 钻井液密度过低是造成井壁坍塌的根本原因

4．3．2 钻井液与地层之间的相互作用对井壁稳定性的影响

4．4 井眼缩径机理分析

4．4．1 宝南区块砂砾岩地层蠕变特征的实验研究

4．4．2 宝南区块井眼缩径率的计算

4．5 小结

4．6 建议

第五章 宝南区块稳定井壁钻井液技术

5．1 钻井液性能评价方法及试验用处理剂

5．1．1 钻井液流变性能的测定

5．1．2 钻井液抑制性能的测定

5．1．3 钻井液封堵性能的测定

5．1．4 油层保护实验

5．2 强抑制强封堵聚胺钻井液

5．2．1 膨润土含量基础性能

5．2．2 聚胺品种对膨润土浆性能影响

5．2．3 抑制剂性能评价

5．2．4 降滤失剂优选

5．2．5 聚胺钻井液中降滤失剂评选

5．2．6 封堵剂性能评价

5．2．7 加重剂对钻井液性能影响

5．2．8 XCD对钻井液性能影响

5．2．9 润滑剂对钻井液性能影响

5．2．10 聚胺钻井液抗钻屑侵污性能

5．2．11 提高钻井液对裂隙发育的硬脆性泥岩封堵性研究

5．2．12 磺化沥青对裂隙发育的硬脆性泥岩封堵性

5．2．13 强抑制强封堵聚胺钻井液配方与性能

第六章 宝X井现场施工情况

6．1 实验井的基本情况

6．1．1 实验井所在矿区地质及井田地质情况

6．1．2 钻井工程简况

6．2 施工中技术难点及钻井液施工工艺

6．2．1 一开井段(0～401m)

6．2．2 二开井段(401～2745m)

6．3 全井钻井液体系

6．4 全井钻井液性能

6．5 现场试验效果

6．6 小结

第七章 结论与建议

7．1 结论

7．2 建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文

攻读学位期间发明的专利