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近年来,新疆塔河油田利用侧钻技术改造低产井和停产井,累计增油约230×104t,侧钻技术在挖掘老井资源潜力、促使油田增储上产方面作出突出贡献。但在深井侧钻施工中,由于避水及垂深的限制,造斜点选在以泥页岩为主的石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组地层,造斜井段在泥岩段穿行距离较长,受地应力及钻井液的浸泡作用,侧钻深层泥岩井段的井壁易坍塌,钻进过程中常见起下钻遇阻、卡钻、断钻具等复杂事故,甚至无法完井,造成了极大的经济损失。
针对塔河油田深部侧钻井泥页岩井壁失稳问题,本文通过X射线衍射、扫描电镜、膨胀实验、分散实验以及比亲水量等实验手段,综合分析了复杂地层泥岩的组构和理化性能,探讨了井壁失稳的化学机理。实验表明,塔河油田深部泥页岩矿物间胶结差,层理、微裂隙发育,具有低CEC、低膨胀和强分散等特性,但其表面水化能力较强、比亲水量较大,易局部水化引起井壁失稳。依据“多元协同”钻井液防塌基本原理,优选出了包被抑制剂MTP、封堵防塌剂FDF-1、表面水化抑制剂BMYZ-2和聚胺强抑制剂SDJA-1等处理剂,进而构建了塔河油田深层侧钻泥岩高性能防塌钻井液体系配方。评价结果表明,该配方抑制性和封堵承压能力较强,流变性、滤失性好,润滑性优良,抗盐、抗钙、抗劣土污染能力较强,抗温耐温性好。
塔河油田10区TH10410CH2井的现场试验表明,新研制的深层泥岩侧钻防塌钻井液体系,其润滑性好,携岩能力强,高温稳定性好,易于现场维护,试验井段平均井径扩大率为5.92%,显著低于同区块邻井,防塌能力较突出,满足了塔河油田深层泥岩侧钻井的施工要求。