蘇南地區(qū)復(fù)雜地層地?zé)徙@井沖洗液研究與應(yīng)用

張益飛

(江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校，江蘇南京 211135)

蘇南地區(qū)地處北緯30°00'～32°30'。根據(jù)眾多的鉆孔(井)資料，其恒溫帶埋深為20m，溫度為18℃。與蘇北相比，蘇南的地?zé)崽荻鹊陀谔K北，地?zé)崽荻葹?5℃/km，千米深地溫一般為36～45℃，研究區(qū)內(nèi)地?zé)醿?chǔ)層大部分埋深在2000m左右，地?zé)峋@井深度大，地下地層復(fù)雜，由于深部可借鑒的地質(zhì)資料匱乏，而要保證開采量，設(shè)計(jì)的井徑較大，這對(duì)地?zé)徙@探技術(shù)特別是沖洗液技術(shù)的要求很高。以前該地區(qū)地?zé)徙@井遇見煤系、泥巖、頁(yè)巖、松散易垮塌等復(fù)雜地層，多是以膨潤(rùn)土、纖維素、燒堿為主的細(xì)分散體系的化學(xué)泥漿，效果不好，出現(xiàn)事故直接影響工程進(jìn)度、完井質(zhì)量和工程成本。所以，對(duì)該地區(qū)復(fù)雜地層制定相應(yīng)的沖洗液體系，顯得尤為重要。本文就該地區(qū)復(fù)雜地層地?zé)徙@井沖洗液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并將其應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中。

1 研究區(qū)概況

1.1 區(qū)域地形地貌

本區(qū)地貌成因和形態(tài)是在印支－燕山運(yùn)動(dòng)所奠定的基底構(gòu)造格局基礎(chǔ)上，經(jīng)受各種內(nèi)、外力營(yíng)力的長(zhǎng)期作用塑造成的。西南部基巖抬升廣泛，出露地表，發(fā)育較多的基巖山體，表現(xiàn)為構(gòu)造－剝蝕地形;而東北部則因持續(xù)下降，長(zhǎng)期接受第四系松散層的堆積，地形地貌上表現(xiàn)為廣闊的堆積平原。

1.2 區(qū)域地層巖性

研究區(qū)屬江南地層區(qū)蘇州－長(zhǎng)興小區(qū)的江蘇部分。東部第四系地層較厚，前第四系均被覆蓋于深部，而西部前第四系則廣泛出露于地表，主要有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系古近系及新近系半松散沉積地層。巖性包括石英砂巖、泥巖、粉砂巖、灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)比較頻繁，主要為燕山期侵入的復(fù)式巖體，以中酸性花崗巖、花崗斑巖為主。

1.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)褶皺帶東端，印支運(yùn)動(dòng)使該區(qū)上升成陸地，構(gòu)成木瀆向斜，燕山運(yùn)動(dòng)使地殼進(jìn)一步褶皺隆起，發(fā)生斷裂活動(dòng)，使本區(qū)山體與鄰區(qū)山體斷離，并伴隨強(qiáng)烈的巖漿侵入和火山噴發(fā)。喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)又以北北東向、北西西向兩組扭裂控制形成了該區(qū)的基本構(gòu)造和地貌格局，其后，地殼運(yùn)動(dòng)總體表現(xiàn)為平穩(wěn)下降，接受沉積，時(shí)有短暫海侵，形成以陸相為主的海陸交互相沉積物。無全新活動(dòng)斷裂，區(qū)域基底穩(wěn)定。區(qū)域構(gòu)造資料顯示，新生代以來的構(gòu)造活動(dòng)主要表現(xiàn)為垂直升降運(yùn)動(dòng)。

1.4 研究區(qū)地層特征

第四系(Q):厚度70.0 ～196.0m，頂部為填土、灰黃色粘土，中部為灰色粘土、中下部為黃色粘土，夾少量砂礫，磨圓度好、底部為白色粘土，雜色砂礫。

白堊系(K):厚度100.0 ～224.0m，主要巖性為棕黃色泥巖、棕紅色泥巖、以紫色和肉紅色為主的雜色砂巖，夾礫。

侏羅系(J):厚度0.0 ～270.0m，主要巖性為夾少量紫色砂巖的凝灰?guī)r、夾少量灰色砂巖或灰白色砂巖的青灰色砂巖。

二疊系(P):厚度 895.0 ～1680.0m，上部為灰黑泥巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖夾少量灰色或灰白色砂巖，夾煤層或煤矸石。中部以灰、深灰色石英砂巖、灰黑色泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖為主，夾灰色、青灰色砂巖或灰色泥巖。下部巖性主要為深灰色石英砂巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r，局部見花崗巖或石英閃長(zhǎng)巖。

2 煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層

煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層松散，遇水變軟，易坍塌掉快，嚴(yán)重的可能產(chǎn)生埋鉆。煤系中多夾有粉砂巖，地層掉快后常有探頭石，容易產(chǎn)生卡鉆等事故，對(duì)正常鉆進(jìn)的危害較大。

2.1 沖洗液的選擇

針對(duì)地層特性，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)踐，選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系(高元文，2006)，適當(dāng)?shù)臎_洗液比重控制液柱壓力，對(duì)坍塌地層進(jìn)行壓力平衡。鈣處理泥漿是在泥漿中加入絮凝劑(石灰、石膏或氯化鈣)，并用稀釋劑和降失水劑等調(diào)節(jié)泥漿性能，形成適度的含有一定鈣離子的粗分散泥漿。具體泥漿配方(質(zhì)量比):膨潤(rùn)土6%，石灰0.3%，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)0.2% ～0.3%，羧甲基纖維素鈉(CMC)0.1% ～0.2%，使用燒堿把pH值調(diào)制到10即可。性能:比重1.15，漏斗粘度30～45s，失水量10ml，泥皮厚0.8mm，初切力0Pa，終切力1 ～4Pa，動(dòng)切力3Pa，pH 值10 ～12。

2.2 作用機(jī)理的分析

鈣處理泥漿是在普通泥漿中加入絮凝劑、石灰、石膏、氯化鈣等，并用降粘劑和降失水劑來調(diào)整泥漿性能，以形成控制絮凝而又穩(wěn)定的粗分散泥漿體系。鈣處理泥漿中含有較大數(shù)量的鈣離子，由于鈣的電位高，易被粘土顆粒吸附，促使粘土表面的水化膜變薄，粘土顆粒與高分子化合物達(dá)到牢固連接，可使細(xì)分散的粉土顆粒適度地絮凝變成粗分散狀態(tài)，因而提高了對(duì)外來可溶鹽的抗污染能力，使泥漿性能穩(wěn)定。而此時(shí)的粘度和切力將迅速上升，以鐵鉻鹽來稀釋，降低粘度，保持泥漿一定的流動(dòng)性。若失水量較大時(shí)，可加入CMC調(diào)節(jié)失水量，粘土吸附CMC后，其表面包裹較厚的可塑性大的水化膜，是粘土顆粒在壓差作用下堆積是形成致密的滲透性小的泥皮，從而使失水量降低(王立仁，2007)。其次有機(jī)降失水劑具有很多的親水性很強(qiáng)的親水基，束縛住大量的自由水，降低失水量，與鈣處理后的泥漿共同阻止水分子滲入地層，故能抑制粘土膨脹、水化分散(胡繼良，2012;馬日等，2007;張曉靜，2007)，抑制孔內(nèi)自然造漿和鞏固孔壁，有利于避免或降低鉆孔的坍塌、縮徑和吸水膨脹的現(xiàn)象發(fā)生，即使有坍塌，鈣處理泥漿有較強(qiáng)的絮凝作用，可以把大的巖粉顆粒絮凝成團(tuán)帶至地面，有利子地面除砂。

2.3 特點(diǎn)

泥漿粘度和切力低，流動(dòng)性好，起下鉆時(shí)粘附性小，性能穩(wěn)定，處理周期長(zhǎng)。

2.4 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

蘇州臨湖地?zé)岬谝豢诰┕ぶ?，鉆進(jìn)690～1596m，鉆遇厚度達(dá)906m的煤系，中間還夾有粉砂巖。由于沒預(yù)先對(duì)該地層制定適應(yīng)的方案，采用常規(guī)泥漿，導(dǎo)致孔壁坍塌，雖然做了很多補(bǔ)救措施，還是導(dǎo)致了埋鉆。在臨湖地?zé)岬诙诰拿合档貙樱淖兡酀{方案，按上述配比和性能要求，采用鈣處理泥漿體系，快速順利地通過該地層，且施工過程中未發(fā)現(xiàn)明顯的坍塌跡象。

3 凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層

凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層中，凝灰?guī)r及泥頁(yè)巖的水化造成孔壁不穩(wěn)定，引起井壁縮徑，進(jìn)而垮塌，原因是沖洗液向凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖中滲流，引發(fā)地層孔壓增加以及水化效應(yīng)，其中水化效應(yīng)包括泥頁(yè)巖等水化膨脹、分散產(chǎn)生水化應(yīng)力等(劉選鵬等，2010)。還有地層中的粘土易吸水膨脹和分散，造成井壁的巖石強(qiáng)度降低。在鉆進(jìn)過程中，沖洗液對(duì)井壁的沖刷作用，加上鉆具回轉(zhuǎn)對(duì)縮徑井壁的撞擊作用，導(dǎo)致井壁的垮塌，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生吸鉆、埋鉆、造成井壁局部超徑，影響沖洗液上返速度，并降低沖洗液攜帶巖粉的能力，產(chǎn)生二次破碎。穩(wěn)定此類地層，從沖洗液的角度關(guān)鍵是要控制失水量。

3.1 沖洗液的選擇

針對(duì)此類地層特性，選擇低固相不分散沖洗液體系，以降低失水為主，來保持沖洗液中的礦物化濃度與地層中保持平衡，從而抑制水分子向地層中滲入。此類沖洗液主要是加入高分子聚合物水解聚丙烯酰胺，同時(shí)加入腐植酸鉀提高礦化度(歐哲金，2011)，為了更好地阻止水分子向地層滲入，還可加入油脂類磺化瀝青做封堵劑和潤(rùn)滑劑。具體泥漿配方(質(zhì)量比):粘土4%，聚丙烯酰胺(1600萬分子量)0.5%，中粘 CMC 為 0.1%，腐植酸鉀 0.2%，磺化瀝青0.1%，使用燒堿把pH值調(diào)制到8～10即可。性能:比重1.05，漏斗粘度25～40s，失水量8～10ml，泥皮厚0.4mm，初切力0Pa，終切力2 ～6Pa，動(dòng)切力5Pa，pH 值8 ～10。

3.2 作用機(jī)理分析

配漿時(shí)，由于粘土(膨潤(rùn)土)多為鈣質(zhì)土，必須將其轉(zhuǎn)化為鈉質(zhì)土，所以要先預(yù)水化粘土。然后加入穩(wěn)定劑CMC(唱偉，2004)，使之包圍在分散的粘土顆粒周圍，穩(wěn)定泥漿膠體，再加入水解度為30%的PHP(水解聚丙烯酰胺)(石得權(quán)，2010;鄭哲武等，2004;郝振軍等，2011)，攪拌均勻后加入腐植酸鉀和磺化瀝青。若不加入穩(wěn)定劑CMC，直接加入PHP，粘土?xí)跄蓤F(tuán)狀，不利于分散。

不分散低固相泥漿，由于粘土含量較少，在孔壁形成的泥皮較薄，而加入PHP以后，它可以有效的把無用的固相顆粒絮凝成團(tuán)，能防止巖屑分散，起到包被作用。水解的PHP分子鏈上的水化基團(tuán)–COONad在水中電離成COO和Na，使其分子鏈帶負(fù)電荷和易于水化，在靜電引力和水化膜斥力的作用下，使卷曲的分子鏈得以伸展，這種伸展的長(zhǎng)鏈高分子在泥頁(yè)巖井壁表面上產(chǎn)生多點(diǎn)吸附，并可橫過微裂縫，從而阻止凝灰?guī)r、泥頁(yè)巖的剝落(王勐，2006);同時(shí)能在井壁表面形成致密的吸附膜，對(duì)水敏地層減輕侵蝕作用，減少水滲入地層的速度，對(duì)地層的水化膨脹起抑制作用(孫丙倫等，2008)。PHP還具有降失水作用，這點(diǎn)與CMC類似，通過提高液相粘度，其吸附基吸附在粘土的表面，眾多的水化基束縛住大量的自由水，使失水量降低。若失水量過大，可適量加入低粘CMC，但不能加入無機(jī)降失水劑。

腐植酸鉀也具有降失水作用，它同時(shí)能提供K+，K+能鑲嵌在硅氧四面體氧原子組成的六角環(huán)中，緊緊地與粘土片連結(jié)在一起。K+還可以減小粘土顆粒表面的水化半徑，阻止其水化膨脹。通過加入腐植酸鉀，還能提高沖洗液中的礦化度，阻止因沖洗液與地層的礦物質(zhì)濃度差導(dǎo)致水流向地層。

磺化瀝青物質(zhì)親水性差，親油性強(qiáng)，能在泥皮上形成一層油膜，防止水分子的滲入，同時(shí)具有潤(rùn)滑作用，減少?zèng)_洗液循環(huán)對(duì)孔壁的沖刷作用。

3.3 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

蘇州臨湖地?zé)徙@井420～690m為凝灰?guī)r。同樣是第一口井，泥漿運(yùn)用不當(dāng)，導(dǎo)致坍塌。返鉆時(shí)，局部嚴(yán)重超徑，導(dǎo)致事故頭找不到。在第二口井開鉆后，上部比較軟的地層采用上述配比和性能的不分散低固相體系沖洗液，很好地抑制了地層坍塌，未發(fā)現(xiàn)縮徑、超徑等現(xiàn)象。另在蘇州石湖地?zé)徙@井上部泥巖地層使用此沖洗液方案，起下鉆順利無阻，下鉆到底，未發(fā)生泥質(zhì)包鉆等現(xiàn)象。

4 高溫地層

蘇南地區(qū)目前遇到的高溫地層一般存在于灰?guī)r中，也是熱儲(chǔ)層，溫度一般在60℃ ～100℃。首先是高溫對(duì)水基泥漿中的粘土產(chǎn)生影響，出現(xiàn)“高溫分散”等現(xiàn)象;其次高溫對(duì)水基泥漿處理劑的作用將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”，使泥漿失去流變性和穩(wěn)定性，甚至失效或者產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果，直接影響鉆進(jìn)效率及鉆孔安全(張琰，1999)。所以，解決高溫地層泥漿問題主要是泥漿獲得熱穩(wěn)定性，保持流變性和濾失性。

4.1 沖洗液的選擇

經(jīng)實(shí)踐對(duì)比分析總結(jié)，高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽－CMC體系，這種泥漿體系中，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽作為稀釋劑控制流變性能，低粘CMC用來控制失水(胡繼良等，2012;鄢泰寧，2010)。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S等腐蝕性元素，為了提高熱穩(wěn)定性，一般還加入表面活性劑OP－10(聚氧乙烯烷基苯酚醚)，不至于在高溫下導(dǎo)致泥漿體系分解，此泥漿抗鹽抗高溫效果明顯。具體泥漿配方:粘土4%，CMC 為 0.3%，鐵鉻鹽 0.5%，OP－10為0.2%，使用燒堿把pH值調(diào)制到9～10。性能:比重1.05，漏斗粘度 30s～40s，PTPH 失水量 10 ～15ml，泥皮厚0.5mm，初切力 2Pa，終切力 2 ～4Pa，動(dòng)切力5Pa，pH 值9 ～10。

4.2 作用機(jī)理分析

4.2.1 高溫對(duì)粘土的影響

高溫對(duì)粘土的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即高溫促使粘土分散和粘土鈍化(鮑允紀(jì)，2012)。高溫使水分子和一些離子的動(dòng)能增加，水分子和離子易進(jìn)入粘土顆粒層間，增強(qiáng)了層間表面的水化從而使粘土膨脹和分散。同時(shí)，高溫也使片狀粘土微粒的熱運(yùn)動(dòng)加劇，加速其分散。粘土因高溫分散的結(jié)果，使泥漿粘度升高，流動(dòng)性下降，甚至難以流動(dòng)。但高溫又有使粘土表面鈍化的傾向，其原因是高溫下粘土晶胞表層的硅、鋁、氫等易與泥漿中的OH－、Ca2+等起反應(yīng)，生成水化硅酸鹽或水化鋁酸鹽等類物質(zhì)，從而改變了粘土晶胞表層的結(jié)構(gòu)和帶電情況，降低了粘土的活性，由此改變泥漿的性能，表現(xiàn)為高溫增稠。

4.2.2 高溫對(duì)泥漿處理劑的影響

高溫對(duì)水基泥漿處理劑將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”(鮑允紀(jì)，2012)，其中高溫降解是高溫下有機(jī)處理劑分子主鏈間或主鏈與官能團(tuán)之間產(chǎn)生鏈的斷裂，其表現(xiàn)是有機(jī)處理劑分子量減小和吸附能力減弱甚至失效。高溫降解的強(qiáng)烈程度決定于有機(jī)處理劑的結(jié)構(gòu)、高溫持續(xù)的時(shí)間和剪切攪拌的強(qiáng)烈程度。高溫交聯(lián)是高溫下，具有不飽和鍵或活性基團(tuán)的有機(jī)化合物與高價(jià)金屬鹽或低分子有機(jī)物產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而增大分子量的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)體型分子結(jié)構(gòu)。適度交聯(lián)可抵消高溫降解作用。高溫解吸是高溫下處理劑分子熱運(yùn)動(dòng)能量增大，處理劑在粘土顆粒表面的吸附量降低，從而引起泥漿性能的改變。高溫去水化是高溫下水分子活動(dòng)能量增大，粘土表面和處理劑親水基團(tuán)的水化作用減弱，減薄其水化膜厚度。高溫水化降低了處理劑分子對(duì)粘土顆粒的保護(hù)，導(dǎo)致泥漿失水量增大。

4.2.3 配置高溫泥漿的要求

配置高溫泥漿必須做到:①降低高溫分散強(qiáng)烈的優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土的含量，防止高溫增稠和固化現(xiàn)象;②必須采用抗高溫能力強(qiáng)的有機(jī)處理劑;③減少粘土的情況下，為保持泥漿攜帶巖屑和懸浮重晶石的能力，必須加入抗溫抗鹽的結(jié)構(gòu)增粘劑。

4.2.4 鐵鉻鹽 －CMC體系的分析

由于高溫地層多存在于熱儲(chǔ)層中，且地?zé)岜旧淼V物質(zhì)含量豐富，所以配置的泥漿在確?？垢邷氐那疤嵯?，還需抗鹽。鐵鉻鹽－CMC體系能滿足此需要(陳禮儀等，2003)。

配漿時(shí)，首先預(yù)水化粘土24h，加入鐵鉻鹽，待泥漿穩(wěn)定好，再加入CMC，使失水量控制在合理的范圍內(nèi)，最終后加入OP－10，攪拌均勻。

鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)是以亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素經(jīng)濃縮、置換、氧化絡(luò)合、干燥精制而成，產(chǎn)品外觀為棕褐色粉末，易溶液于水，水溶液呈弱酸性。它抗鹽、抗鈣和抗高溫能力強(qiáng)(170℃ ～180℃)，與粘土顆粒的斷鍵邊緣上形成吸附水化層，從而削弱粘土顆粒之間的端–面和端–端連接，拆散泥漿空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，降低泥漿的粘度和切力。它具有良好的降粘、降切力、稀釋作用，也有降濾失作用。泥漿在高溫條件下循環(huán)時(shí)，粘度切力會(huì)逐漸增高，進(jìn)而固化，鐵鉻鹽的作用就是為了保證其流變性的穩(wěn)定。而CMC是一種良好的降濾失劑，同時(shí)還具有一定的抗鹽、抗鈣和抗高溫能力(130℃ ～140℃)。加入CMC是為了降低失水量，確保高溫地層中的泥質(zhì)膠結(jié)物不被水化。OP－10(聚氧乙烯烷基苯酚醚)是為了提高各處理劑的抗溫性能，且具有潤(rùn)滑的作用。另外此體系泥漿固相含量(粘土含量)必須受控制，固相含量過高，溫度對(duì)它的影響也就越大，一般粘土含量控制在5%以內(nèi)。

4.3 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

在宛平地?zé)岬木诇囟冗_(dá)到了40多度，溫度不是很高，但若運(yùn)用粗分散體系泥漿，其會(huì)隨著循環(huán)變得越來越稠，同時(shí)失水量逐漸偏大。臨湖地?zé)醿?chǔ)層溫度68℃，采用了鐵鉻鹽－CMC泥漿后，流變性和泥漿的穩(wěn)定得到了徹底的改善，基本沒換漿，且調(diào)試次數(shù)明顯減少。由于固相含量低，井壁上的泥皮很容易就被洗掉，減少了后期的洗井工作，為確保出水量創(chuàng)造了條件。

5 石湖地?zé)徙@井應(yīng)用實(shí)例

以石湖地?zé)峋疄槔?，該井井?680m，其井身結(jié)構(gòu)為:0～72m，井徑 445mm;72～801m，井徑331mm;801～1680m，井徑216mm。井管均為J－55級(jí)石油套管。

0～72m，第四系，采用一般的細(xì)分散體系泥漿。該井段的泥漿配方(質(zhì)量比):膨潤(rùn)土4%，CMC(MV)0.1%，使用燒堿把pH值調(diào)至8～10。性能:比重 1.05，漏斗粘度 20s～30s，API失水量≤10ml，泥皮厚度0.4mm，初切力0Pa，終切力1 ～4Pa，動(dòng)切力4Pa，pH值8～10，含沙量≤3%。

72～801m，泥質(zhì)粉砂巖，植物膠－CMC(LV)－腐植酸鉀體系的泥漿，膨潤(rùn)土5%，植物膠0.2%，CMC(LV)0.1% ～0.2%，使用燒堿把pH值調(diào)至8－9。性能:比重1.07，漏斗粘度 25 ～35s，API失水量≤10ml，泥皮厚度0.5mm，被切力0Pa，終切力2 ～6Pa，動(dòng)切力5Pa，pH 值8 ～9，含沙量≤4%。

801～1680m，石英砂巖、石英閃長(zhǎng)巖。此層為儲(chǔ)層，所以在滿足沖洗液各項(xiàng)功能要求的前提下，還得保護(hù)儲(chǔ)層，選用PHP－CMC(HV)體系的泥漿。粘土0.3%，PHP 0.5%，CMC 0.3%，使用燒堿把pH值調(diào)至8～10。性能:比重1.05，漏斗粘度30s～40s，API失水量≤10ml，泥皮厚度 0.4mm，初切力0Pa，終切力1 ～4Pa，動(dòng)切力 4Pa，pH 值8 ～10，含沙量≤3%。

上部第四系地層較淺，加入CMC，確保地層不因吸水膨脹導(dǎo)致縮徑即可，采用了快速鉆進(jìn)通過此地層，下入孔口管進(jìn)行隔離。對(duì)于二開的泥質(zhì)粉砂巖，沖洗液同樣注重降失水，在300m左右，有輕度的涌水現(xiàn)象發(fā)生，又臨雨季，沖洗液總是受到稀釋，導(dǎo)致下鉆時(shí)，涌出來的泥漿中局部為清水，且鉆孔底部有4m的沉沙，經(jīng)過反復(fù)循環(huán)都未返清。造成此類現(xiàn)象發(fā)生原因是泥漿的懸浮能力很弱，且粘度和切力均降低，為了確保沖洗液的粘度、切力，加入了植物膠，用以維持泥漿的穩(wěn)定。對(duì)于三開，由于是儲(chǔ)層，在滿足沖洗液基本功能的前提下，以保護(hù)儲(chǔ)層為主，兼顧后期的洗井工作。該層沖洗液必須滿足比重輕(避免由于液柱壓力過大而使水的流動(dòng)方向流向地層)，固相含量低(固相含量高，會(huì)堵塞孔隙，影響出水量)，所以必須使用固相含量低或者無固相泥漿，最終選擇使用以水解聚丙烯酰胺為主的低固相泥漿。事實(shí)證明，在使用空壓機(jī)洗井20h，水量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出合同要求，這進(jìn)一步說明完井液的重要性。

6 研究區(qū)地?zé)徙@井沖洗液應(yīng)用效果

6.1 有效穩(wěn)定孔壁

臨湖地?zé)岬牡诙诰褪責(zé)峋褂昧艘陨夏酀{方案，基本未發(fā)現(xiàn)大面積的坍塌，未出現(xiàn)明顯的憋鉆、卡鉆、憋泵等現(xiàn)象，也說明了泥漿對(duì)孔壁的穩(wěn)定作用，根據(jù)完井后測(cè)井中的孔徑參數(shù)分析，孔徑的超徑率基本都在8%之內(nèi)，這說明針對(duì)不同地層制定的不同體系方案是有效可行的，穩(wěn)定孔壁效果較好。

6.2 提高鉆進(jìn)效率

研究區(qū)地?zé)徙@井使用了以上泥漿方案，提高了鉆速，減少了輔助時(shí)間，鉆進(jìn)效率有了很大提高。地?zé)峋褂貌煌酀{體系鉆井效率統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 泥漿類型與鉆井效率的關(guān)系Table 1 Relationship between mud category and drilling efficiency

6.3 保護(hù)儲(chǔ)層

研究區(qū)臨湖地?zé)岷褪責(zé)岬茹@井，使用了上述泥漿方案，水量與測(cè)井資料反應(yīng)的滲透率計(jì)算出來的水量一致，這說明地?zé)醿?chǔ)層得到了保護(hù)。

6.4 節(jié)省鉆探成本

泥漿使用優(yōu)劣，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響是明顯的，研究區(qū)內(nèi)復(fù)雜地層地?zé)徙@井使用上述泥漿方案，經(jīng)成本核算，單孔成本可降低40～50萬元。

7 結(jié)論和建議

煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層的鉆井沖洗液應(yīng)選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系，并選擇適當(dāng)?shù)臎_洗液比重;凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層鉆井沖洗液選擇低固相不分散沖洗液體系，以降低失水為主;高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽－CMC體系。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S等腐蝕性元素，為了提高熱穩(wěn)定性，一般還加入表面活性劑OP－10。

目前復(fù)雜地層沖洗液的選擇，還是針對(duì)特定地層，采用特定體系，還未出現(xiàn)某種沖洗液方案能解決所有復(fù)雜地層，因此，體系的選擇很重要。

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