瞬变电磁法技术在煤矿探测中的应用

地质矿山　浅析水平井井壁失稳原因分析及对策　黄智　中油辽河油田公司钻采工艺研究院　辽宁盘锦　１２４０１０　摘要：地层岩性为砂岩，且埋藏浅，因此不可能存在残余构造应力，应为正常压力地层，地层压力系数为０．９８－１．Ｏ１。由于地层砂岩胶结　疏松，区块亏空严重，地层压力低。当钻井液压力高于地层压力的时候就会导致钻井液漏进，严重的会导致地层坍塌，给钻井和油井的后期　开采带来困难，本文就水平井井壁失稳原因分析及对策进行一下粗浅的探讨。　关键词：辽河油田；水平井；井壁；失稳；欠平衡　１钻井液物理性质　钻井液中的水必然会由于毛细管力及压差等原因而进入泥页岩，从　我们开采的陆地油田，多具有弱膨胀特性和低活性特征，我们　而显著改变地层孔隙压力，诱发或加剧井壁不稳定。实践表明钻井　通常不使用含有氯离子的无机盐来抑制地层水化膨胀，泥质成分伊　液的流态和流变性，对井壁控制作用非常明显。钻井液的流变性直　蒙混层和高岭石的水化可以通过减少游离０Ｈ兹度来减弱；由于后　接作用环空压耗、流态以及钻井液密度的大小。　期开发的油田地层压力低、胶结疏松，必须控制好压井液进入地层，　总之，对于含水敏性矿物较多的塑性泥页岩地层，井壁失稳的　避免地层污染，对于这类地层首先封堵性的钻井液，控制钻井液进　决定因素是进入地层流体的化学特性，其可控因素为钻井液的抑制　入地层的量。在体系中添加封堵粒子，适当增加固相浓度，控制合理　性。只有通过增强钻井液的抑制性来减弱水敏性矿物的水化作用，　的固相级配，减少钻井液带来的污染和岩石骨架结构的影响。在稠　才能保持含水敏性矿物较多的塑性泥页岩地层的井壁稳定。而对于　油开发的油藏，由于地层温度低，稠油不能流动。稠油对岩石骨架起　含水敏性矿物少的致密硬膪ｌ生泥页岩地层，井壁失稳的决定因素是　到很好的支撑作用。随着稠油的开采和井底注入温度的升高，原有　孔缝的发育程度和压力传递大小，其可控因素是近井壁地层渗透率　的平衡被破坏，削弱地层岩石强度和原有的胶结状况，我们通常以　大小及封堵层衰减压力能力的强弱。　提高润滑性的作法来避免岩石骨架的破坏，采用加入足量胶体沥　４水平井井壁失稳的研究　青。稠油性质与胶体沥青基本相同，它能吸附在井壁上形成一层保　４．１合理的利用和优选钻井液，保证一定的密度，计算地层的正　护膜保护稠油不被溶解，能保持和提高井壁强度。　压差，防止压差过大　２工程措施　控制在合理的范围内。正压差过大，又不能迅速形成封堵时，将　井浅地层欠压实，胶结强度低，加上水平井作业，井筒的激动压　加剧钻井液的漏失和地层坍塌。　力不容忽视，必须保持井筒内液柱压力稳定。工程措施是：保证低　４．２封堵性强化剂　速、匀速起下钻，短提下、严禁速度突然增加。泵速度控制均匀，每立　沥青类处理剂具有稠油的一般性质，对地层污染小，起到很好　柱起钻时灌泥浆一次。迅速循环减少泥浆的停留时间，减少地层的　的保护地层的作用，随着温度的升高沥青类处理剂发生软化变形，　污染。　多点吸附在井壁上，形成一层保护膜，又能起到保护井壁岩石的作　３失稳机理　用，同时沥青质使泥饼憎水，这样一来，水分子进入地层缓慢，也减　３．１地质原因　少了进入量。超细水泥中含有碳酸钙，作为填充粒子与架桥粒子，在　由于地层的压实作用，泥页岩的颗粒排列定向程度明显增加层　井底快速形成泥饼，减少滤失量。　理发育、微裂隙。当钻开地层后，钻井液滤液会微裂隙和层理进入附　４．３优选抑制性的钻井液　近地层中，致使粘土矿物的水化。　经过实践应用，加大聚合物包被剂的使用量，聚合物具有长链　３．２钻井液与泥页岩间的相互作用　分子的特性。利用这个特点。可以在井壁上附着一层聚合物，形成一　钻井液滤液因达西流、毛细管作用、渗透等进入地层微缝隙和　层保护膜。减少和阻止液体的渗漏，起到很好的保护地层水化的作　孔隙后，产生了如下作用：对于含水敏性矿物较多的泥页岩，水化作　用；聚合物长链分子还可以包裹钻屑，防止钻屑进去地层和水化。　、　用造成岩石内膨胀压增加，减小了岩石的有效应力，同时使得岩石　Ｃａ　子交换作用可以抑制地层粘土矿物的水化膨胀，可以加大钻　颗粒间胶结力减弱，岩石强度降低，随着水化作用时间的延长，使泥　井液矿化度，降低膨胀压和渗透压。钻井液保持良好的剪切稀释特　页岩逐渐分散成碎片。　性和触变性，减缓对井壁的冲刷和流动阻力以及开泵造成的激动压　对于含水敏性矿物少的致密硬脆性页岩，水的进入伴随着压力　力。　传递（即水力连通作用），由于岩石基质渗透性极低，压力不易释放，　导致近井壁地带孔隙压力增加，从而减小了岩石的有效应力。由于　参考文献：　有效应力减小和强度降低，位于该地带弱点处的井壁岩石处于剪切　【１］陈奕廷，康毅力．深部煤岩防塌钻井液密度的计算Ⅱ］．钻井液与完井　屈服状态，极易导致岩石整体破坏。　液．２０１２（０１）．　３．３物理作用　［２］宋昭睁．原油减阻剂的研究概况Ｕ］．油气田地面工程，２０００，１（６）．　通常地层泥页岩渗透率很低，在一定的压差下，也能防止钻井　液的漏失。滤饼对井壁起不到保护作用，随着钻井液压差的增大，造　作者简介：黄智，女（１９８１．１２），籍贯：重庆，２００７年毕业于西南石　成孑Ｌ隙压力增大。致使钻井液漏失地层，直至两种压力保持平衡，孔　油大学石油工程学院，职位：开发室主任，职称：工程师，现从事稠油　隙压力的突变破坏了井壁的稳定性。对于层理裂隙发育的泥页岩，　钻采工艺研究工作。　即异常的多解性不能完全排除。除了对电磁法探测能够明确的采空　作者简介：　区和积水区予以重视外，特殊条件下为了增大安全系数，对疑似采　林纲虎，男，（１９７６．３．１）助理工程师，２０１０年毕业于西安科技大　空区按采空区对待、含水区按积水区对待，所处层位按照最具安全　学采矿工程专业，现任鸟苏四棵树煤炭有限责任公司生技部主管，从　危险性的上层对待，必要时予以钻探验证。　事煤矿井下地测防治水专业工作。　・９４・