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川西南部地区须家河组防塌钻井液研究

作　者: 刘佳
导　师: 邓明毅
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气井工程
关键词: 井壁稳定防塌钻井液须家河组
分类号: TE254.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

川西南部地区须家河组泥页岩在钻井过程中容易坍塌,同时天然裂缝的发育,导致了一系列井下复杂问题的发生。通过对失稳地层的岩石特性及失稳机理分析,提出了以抑制与封堵并举应对失稳地层的防塌钻井液组分需求。失稳地层岩石特性分析显示：须家河组泥岩粘土矿物绝对含量低,粘土矿物以伊蒙混层和伊利石为主；非粘土矿物绝对含量高,非粘土矿物中以石英和方解石为主,长石含量很少。失稳机理是泥页岩中伊蒙混层、伊利石水化膨胀性强,薄煤层弹性模量低、胶结性差,粘土及非粘土矿物水化能力差异大,钻井液滤液沿裂缝侵入加剧深部泥页岩的水化,水化产生的水化应力提高了坍塌应力导致地层失稳。从分散性评价、抑制性评价和封堵性评价角度出发,采用泥页岩滚动回收实验、大块岩样改进热滚实验、膨胀性实验、浸泡实验及沙床实验,对井浆进行优化得出合适的优化配方为基浆+2%KC1+1%SMP-Ⅱ+1%SMC+1%RLC-101,同时提出相应的防塌措施。ZJ001-X4井的现场应用与室内跟踪表明,适当提高钻井液密度(由1.62g/cm3提高到1.65g/cm3),加入3%左右(体积百分比)防塌封堵剂(如RLC-101、NRH、FRH、 PHD),补加1%左右磺化褐煤类处理剂(如SMC、RSTF)和2%左右磺化酚醛树脂类处理剂(如JD-6、SMP-1)可以实现防塌钻井液平衡地层压力,封堵地层层理和裂隙和降低高温高压滤失量。与对比井比较,采用抑制与封堵相结合的方法转化井浆后,钻进遇阻与划眼次数明显降低,井径扩大率得到有效改善,井眼较为规则,可正常钻进并下钻到底。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-22
  1.1 问题的提出  7-11
  1.2 防塌钻井液技术现状  11-18
    1.2.1 国内研究现状  12-17
    1.2.2 国外研究现状  17-18
  1.3 本文主要研究内容和研究方法  18-20
    1.3.1 主要研究内容  18-19
    1.3.2 研究方法  19-20
  1.4 本文研究成果及创新点  20-22
第2章失稳地层特性分析和失稳机理研究  22-37
  2.1 失稳地层及特性  22-28
    2.1.1 地层概况  22
    2.1.2 矿物组成和理化性能  22-28
  2.2 川西南部地区须家河组失稳机理研究  28-34
    2.2.1 力学不稳定因素  29-31
    2.2.2 遇水不稳定因素  31-32
    2.2.3 煤层不稳定因素  32-33
    2.2.4 工程因素  33-34
  2.3 控制与提高井壁稳定性的方法  34-36
    2.3.1 抑制地层矿物的水化分散性  35
    2.3.2 有效封堵地层  35-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章防塌钻井液体系的优化与性能评价  37-55
  3.1 防塌钻井液应具备的特点  37
  3.2 防塌试验及效果评价  37-52
    3.2.1 分散性评价  37-44
    3.2.2 抑制水化评价  44-49
    3.2.3 封堵评价  49-52
  3.3 结果讨论  52-53
  3.4 优化配方组成  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第4章防塌钻井液的现场应用  55-65
  4.1 试验井基本情况  55
  4.2 现场试验  55-60
    4.2.1 试验井稳定井壁的技术措施  55-56
    4.2.2 试验井钻井液处理方案  56-57
    4.2.3 试验井现场维护和处理  57-58
    4.2.4 现场井浆跟踪评价  58-60
  4.3 现场效果  60-63
    4.3.1 钻井液性能对比  60-61
    4.3.2 起下钻  61-62
    4.3.3 井径对比  62-63
  4.4 本章小结  63-65
第5章结论与建议  65-67
  5.1 结论  65-66
  5.2 建议  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-73
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  73

川西南部地区须家河组防塌钻井液研究

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