井壁修复器在吉木萨尔页岩油区块盐膏层的应用

周哲文　武东生　陈云峰　王德平　付光军

摘 要：吉木萨尔页岩油是新疆油田增储上产的重点区块。该区块第四系未成岩粘土、砂砾岩层易垮塌，地层造浆严重，新近系、古近系盐岩、膏泥岩（700-1000m），易膨胀缩径、钻井液性能污染严重，导致长、短拉、中完起钻、下套管阻卡现象频繁发生。钻井施工过程中虽然采用具有强抑制性钾钙基聚胺有机盐钻井液体系，优化钻井液性能指标和配套长-短拉（两短一长）工程措施，没有彻底解决该井段起下钻阻卡问题。通过对复杂情况调研和盐膏层膨胀缩径机理分析，二开钻进中使用井壁修复器随钻修复井壁和扩划眼，解决起下钻阻卡、划眼问题，降低复杂事故时效缩短钻井周期。

关键词：井壁修复器;页岩油;缩径;扩划眼

1 完成井复杂情况调研及盐膏层蠕变缩径机理分析

调研中，2019年8月份前完成井9口井，由于新近系、古近系盐膏层蠕变缩径，导致起下钻遇阻（倒）划眼7井次，卡钻2井次（填井侧钻1井次），累计损失时间392.67小时，严重制约钻井速度，给公司造成巨大经济损失。盐膏层蠕变缩径机理分析，盐膏层中结晶盐主要NaCl、CaSO4、Na2SO4为主，结晶盐溶解改变了盐膏层原始受力状态。地层泥岩中含有大量结晶盐和矿化度较高的水，提高伊利石粘土吸水能力。伊利石矿物吸水机理不同于蒙脱石且有较丰富纹理，吸收少量水分也能引起泥岩强度大幅度下降。盐岩、膏泥岩的塑性变形导致井壁不稳。盐膏层在长期成岩过程中形成覆盖压力、空隙压力和颗粒应力的平衡状态。钻开盐膏层后打破原平衡状态，致使泥岩变位、移动、产生变形。

2 现场配套钻井技术措施

2.1 钻井液技术措施

钻完水泥塞后将钻井液转化为钾钙基聚胺有机盐钻井液，性能达标后方可二开钻进。二开钻进以0.5-0.7% IND10+1.5-2.5%SP-8+0.5%NaOH胶液维护，密度：1.35g;粘度：45-55s;失水<4mL;K+：25000-30000mg/l;CL-：100000-120000mg/l。新近系底部，提密度至1.40g/cm3，粘度45-50s，失水≤4mL，包被剂浓度保持在0.75%，预防盐膏层缩径阻卡。进入头屯河前提密度至1.45-1.55g/cm3，50-55s，失水≤4mL;持续补充2%NFA-252.5%乳化KH-N、3%QCX-1等强化造壁防塌，预防头屯河-西山窑交界面、煤层、水敏性地层井壁稳定坍塌。

2.2 配套井壁修复技术措施

二开钻进，每250-300m（或24小时）短程起钻一次，执行“两短一长”工程措施，以免新近系、古近系膏泥岩（700-1000m）地层缩径起下钻阻卡。二开钻进至1350-1400m起钻至套管脚加井壁修复器（图1），接井壁修复器距钻头500m的（钻杆）位置，下钻到底钻进过程中在新近系、古近系随钻重复修复井壁和扩划眼。钻至2300-2350m长拉至修复器出转盘面，卸下修复器接在距钻头1800-1850m位置随钻修复井壁和扩划眼。钻至3000m左右起钻至修复器出转盘面甩掉修复器，下钻钻完中完进尺，确保膏泥岩井段起钻畅通。

3 井壁修复器在J10039井、JHWL2-1现场应用及效果

J10039井是准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷页岩油区块的一口控制直井，设计井深4085m，二开中完井深3240m。用￠444.5mm的PDC头一开钻进至497.5m，下入￠339，7的表层套管497.1m。用311.2mm的PDC钻头二开钻进，分别在758.46m、1000m短程起下钻。钻进至1202m起钻至距钻头495m（钻杆）位置接￠308mm井壁修复器，下钻到底钻进过程中井壁修復器出套管在新近系、古近系随钻柱重复修复井壁和扩划眼。钻进至2100.55m起钻至495m修复器出转盘面，卸下修复器接在距钻头1599m的位置随钻修复井壁和扩划眼。钻进至3007m起钻至修复器出转盘面甩掉井壁修复器，下钻钻至3240m中完，全井起钻畅通。

JHWL2-1是噶尔盆地东部隆起昌吉油田吉木萨尔凹陷芦草沟组的一口评价直井，设计井深4650m，二开中完井深3783m。用￠444.5mm的PDC头一开钻进至500.5m，下入￠339，7的表层套管499.1m。用311.2mmPDC钻头二开钻进，分别在717m、921m短程起下钻。钻进至1154m起钻至距钻头540m（钻杆）位置接￠308mm井壁修复器，下钻到底钻进过程中井壁修复器在新近系、古近系随钻柱重复修复井壁和扩划眼。钻进至1940m起钻至480m修复器出转盘面，卸下修复器接在距钻头1460m的位置随钻柱重复修复井壁和扩划眼。钻进至2692m起钻至修复器出转盘面甩掉井壁修复器，下钻钻至3783m中完进尺。全井长拉、短拉、起钻畅通无阻。

效果分析：井壁修复器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二开井段使用，执行“两短一长”的工程措施，在新近系、古近系膏泥岩井段随钻柱重复修复井壁和扩划眼，确保起下钻畅通，缩短了钻井周期，复杂事故损失为零。统计分析J10039、JHWL2-1两口井节约钻井周期3.32天，节约费用30.74万元（ZJ70DB日费9.26万元）。

综上所述，井壁修复器（￠308mm）在J10039井、JHWL2-1井二开井段使用，实现了在新近系、古近系膏泥岩井段重复修复井壁和扩划眼的优越性，降低了起下钻过程中的卡钻风险，节约了钻井周期，减轻了员工的劳动强度。工具结构简单，性能稳定可重复使用，值得在页岩油区块二开￠311mm井眼推广应用。

作者简介：

周哲文（1965- ），男，汉族，甘肃民勤人，钻井液高级技师，主要从事现场钻井液技术服务工作。