页岩地层井眼稳定性:钻井液比重和盐度最佳组合研究

• 作者: BarryCresap Daniel Vidal Darren Kisinger Ewerton Araujo 刘建桥
• 来源期刊: 石油科技动态
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 页码范围: 45-55
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

本文分析了墨西哥湾数口井的资料,以了解在钻井和钢丝绳作业时页岩失稳的原因.尽管泥浆比重高于井眼坍塌压力,但这些井仍存在页岩失稳的迹象.因此,很明显,另一种机制在页岩失效中起了作用.本文研究了钻井液性能对页岩稳定性的影响.其中一项基本特性是水相盐度,页岩作为(能选择性通过的)渗透膜在允许液体向空隙扩散的同时限制了盐离子的运移.这种渗透压的建立对页岩的机械完整性具有保护或破坏作用.通过在地质力学方面比较分析这些井的水相盐度(WPS)和钻井液比重(MW),来了解它们与实际井壁稳定状态的关系.在某特定情况下,三个不同的井眼(原井眼(OH)和两个侧钻井眼(ST1和ST2))在同一页岩层钻进,该数据可显示泥浆盐度对页岩稳定性的影响.在OH井眼暴露的八天中,不存在页岩失稳和井壁坍塌,且测井结果表明井径合格.与钻进OH井眼相比,在钻进ST1井眼时,钻井液盐度较OH井眼降低了7％,而比重与OH井眼一致.在ST1井眼钻进页岩层的前十天,没有明显的页岩塌陷迹象.然而,十天后,无法维持井眼稳定且造成一次卡钻,无法通过提高钻井液比重(MW)来恢复井眼的稳定.在钻进ST2井眼时,钻井液盐度和比重(MW)与OH井眼相同,在页岩层钻进14天中,没有任何失稳迹象.ST2井眼测井结果表明:在整个钻进和钢丝绳作业过程中,井眼井径合格.该观察结果用于校准某井壁稳定预测模型,后续在该油田将钻一口加密井,井斜更大且在同一页岩层有较长的裸眼段,此模型正是为该加密井服务.加密井以更高的倾斜度钻探且有一长段裸眼井穿过相同的页岩.该模型成功预测了最佳钻井液比重(MW)和水相盐度(WPS)的组合,使得井眼在整个钻井和钢丝绳作业过程中保持稳定.结果显示,基于邻井观察以及适当的模型选择并校准的科学建模方法可通过最大程度降低页岩钻进的井壁失稳来显著提高钻井时效.