陳忠華 耿 鐵 彭勝玉 孫 強 劉 剛 郝彬彬

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學研究院，河北三河 065201）

Inyashe-2 井位于欽敦次盆Yeyein 構(gòu)造的東緣火山島弧帶的Inyashe 構(gòu)造上，是緬甸C2 區(qū)塊的第2 口探井，2011 年曾經(jīng)在該區(qū)塊鉆過Inyashe-1 井。在區(qū)域背景和烴源方面，Inyashe-2 井與Inyashe-1 井都是處于欽敦次盆和睡寶次盆之間的中央島弧帶，烴源均來自于欽敦次盆的古新統(tǒng)和白堊系地層，但由于地處火山島弧的不同構(gòu)造位置，火山活動的影響作用也有一定的差異性，導(dǎo)致構(gòu)造的類型和規(guī)模以及形成的時間等成藏要素方面會有所不同。區(qū)域研究表明［1-2］：上新統(tǒng)，中新統(tǒng)，漸新統(tǒng)，始新統(tǒng)，白堊系之間以及中新統(tǒng)內(nèi)部發(fā)育不震合面，形成白堊系—漸新統(tǒng)，中新—上新統(tǒng)兩套構(gòu)造層。Inyashe-2井為一口直井，在鉆井過程中，出現(xiàn)不同程度的井壁失穩(wěn)，造成起下鉆遇阻卡，井徑不規(guī)則，既影響鉆井速度，又影響固井質(zhì)量?；趲r石力學原理的井壁失穩(wěn)分析方法相對比較成熟［3-7］， 通過Inyashe-2井測井數(shù)據(jù)與井徑數(shù)據(jù)、地層巖性及鉆井液性能評價等多種途徑深入分析了本井坍塌情況及特點，探討了其失穩(wěn)原因，為后續(xù)鉆進控制井壁失穩(wěn)提供了 經(jīng)驗。

1 緬甸Inyashe-2 井井壁失穩(wěn)概況

Inyashe-2 井一開?444.5 mm 井眼鉆用密度為1.1 g/cm3膨潤土鉆井液，鉆井過程中，逐漸提高鉆井液密度至1.25 g/cm3，鉆至243 m 順利下入?339.7 mm 表層套管；二開?311.1 mm 井眼采用密度為1.40 g/cm3PDF-KCl/PLUS 鉆井液，鉆至1 257 m 中完，電測過程中，密度提高到1.63 g/cm3。二開井段出現(xiàn)了較為嚴重的井壁坍塌及井徑擴大率偏大情況。

1.1 井徑擴大率

從圖1 與表1 可以看出：（1）Inyashe-2 井二開井段約1/3 井段井眼較規(guī)則，接近鉆頭直徑，約2/3井段井塌較嚴重，井徑變化大。（2）始新統(tǒng)上部大部分井段井徑較規(guī)則，中下部井段井塌嚴重；整個層段縮徑段僅0.6 m，僅占1.5%，擴徑段占98.5%。全層段平均井徑擴大率為15.95%。（3）白堊系頂部井徑擴大，中部井塌嚴重，底部井眼較規(guī)則；整個層段縮徑段僅37.1 m，擴徑段占98.5%。全層段平均井徑擴大率為8.82%。

圖1 Inyashe-2 井二開井徑圖

表1 Inyashe-2 井井徑擴大率與縮徑比

1.2 起下鉆阻卡情況

Inyashe-2 井二開?311.1 mm 井段鉆井過程發(fā)生嚴重起下鉆阻卡，具有以下特點：

（1）起下鉆阻卡從取心鉆進至500.27 m，下取心鉆具開始遇阻劃眼，直至中完。

（2）起鉆、下鉆均發(fā)生阻卡，而且隨井加深逐漸嚴重，下鉆遇阻劃眼時間與井段均長于（多于）起鉆。

（3）起下鉆遇阻劃眼最困難井段：始新統(tǒng)與古新統(tǒng)—白堊系400～780 m、1 100～1 050 m。

（4）該井鉆遇古新統(tǒng)—白堊系上部地層時，剛鉆完的井段能起出，但下鉆遇阻劃眼；鉆至與古新統(tǒng)—白堊系中下部地層（947～1 257 m），新鉆井眼起鉆就開始遇卡劃眼。

（5）提高鉆井液密度，提高鉆井液封堵性能，起下鉆遇阻卡嚴重程度降低，直到恢復(fù)正常。

2 Inyashe-2 井井壁坍塌特點

Inyashe-2 井按照設(shè)計所規(guī)定鉆井液密度此密度依據(jù)地層坍塌壓力進行設(shè)計）進行鉆進，但在始新統(tǒng)中下部、古新統(tǒng)部分井段仍發(fā)生井塌，部分井段井壁比較穩(wěn)定。通過對Inyashe-2井測井數(shù)據(jù)與井徑數(shù)據(jù)、地層巖性及鉆井液性能等資料分析，得出該井井壁失穩(wěn)的特點有以下幾點。

（1）Inyashe-2 井井壁失穩(wěn)地層裂隙發(fā)育。井塌發(fā)生在地層密度低的地層，如始新統(tǒng)448～507 m、532～ 571 m 井段，古新統(tǒng)的660～810 m、834～873 m、930～946 m、 1 018～1 089 m 井段。而地層密度高的地層，井徑較規(guī)則，如古新統(tǒng)的575～659 m、811～833 m、874～929 m、947～1 017 m、1 090～1 249 m 井段。低密度地層可能是由于地層裂隙發(fā)育而引起的，而且密度越低，裂隙越發(fā)育。該井始新統(tǒng)448～507 m、532～571 m 井段巖石密度較相鄰地層大幅度下降，該井段井塌十分嚴重，井徑擴大率高達150%～182%（圖2）。

（2）伽馬值表示地層中泥質(zhì)含量多少，但Inyashe-2井井塌嚴重程度與伽馬值高低關(guān)系不密切。

（3）井塌嚴重程度與地層聲波值大小關(guān)系密切，井塌嚴重井段的聲波值高于相鄰井徑擴大率小的地層。

（4）井塌嚴重程度與鉆速大小關(guān)系不密切。

圖2 Inyashe-2 井井徑、鉆速、巖石密度、自然伽馬與聲波時差曲線

（5）從錄井圖得出，井塌嚴重程度與巖性關(guān)系不密切，井塌發(fā)生在凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖，凝灰質(zhì)砂巖等各種巖性地層。

（6）從圖3 可以看出，Inyashe-2 井采用密度1.36～ 1.40 g/cm3鉆井液二開，此密度低于地層坍塌壓力的當量密度，該井從357 m 開始就發(fā)生較嚴重井塌，井徑擴大率高達15%以上。

圖3 Inyashe-2 井壓力剖面

3 Inyashe-2 井井壁失穩(wěn)原因探討

Inyashe-2 井鉆井過程中按設(shè)計要求提高鉆井液密度，采用強抑制、強封堵鉆井液。但該井從鉆進始新統(tǒng)中下部開始發(fā)生起下鉆阻卡，而且下鉆阻卡較為嚴重。該井鉆到420 m 之后，隨著井深的增加，鉆井液密度按照設(shè)計要求，逐漸提高到1.60 g/cm3，均高于地層坍塌壓力；但鉆進420 m 以下地層中，部分井段井塌嚴重，而部分井段，井徑較規(guī)則。通過對地層特性的分析：垮塌井段地層巖性為主要為凝灰?guī)r［8-10］，沒有有效的膠結(jié)物，裂隙發(fā)育，巖石硬脆破碎，巖石強度差，而且上下不均，有擾動構(gòu)造，易坍塌掉塊，極易受“水劈”作用而剝落。對Inyashe-2 井井壁失穩(wěn)的原因得出以下初步認識：

（1）部分井段鉆井液密度低于地層坍塌壓力。Inyashe-2 井采用強抑制強封堵的鉆井液，依據(jù)預(yù)測的地層坍塌壓力的當量密度附加0.5 g/cm3來確定鉆井液密度進行鉆進，能有效控制裂隙不發(fā)育地層順利鉆進，井徑較規(guī)則；但對于裂隙發(fā)育的地層，該井所使用的鉆井液盡管已具有較強的封堵性能，但還不足以有效封堵裂隙發(fā)育的地層，在壓差作用下，鉆井液濾液進入地層，引起巖石強度下降，近井筒地層孔隙壓力增高，從而導(dǎo)致地層坍塌壓力增高，現(xiàn)場所使用的鉆井液密度低于增高的地層坍塌壓力當量密度，從而誘發(fā)井塌。該井在完鉆后鉆井液密度提高到1.63 g/cm3，井壁失穩(wěn)得到控制，中完測井空井54 h，下鉆下套管均順利進行。

（2）劃眼時排量低。鉆井過程與劃眼過程中排量都在±2 600 L/min，塌塊不能及時帶出，振動篩多次返出磨圓的塌塊，鉆井至1 094 m 起鉆至套管鞋內(nèi)遇阻劃眼返出大量塌塊。

（3）鉆井液具有強的抑制性，但封堵性能仍不足以控制鉆井液濾液進入裂隙發(fā)育的地層，導(dǎo)致地層坍塌壓力增高，誘發(fā)該井段地層井壁失穩(wěn)。

對現(xiàn)場使用的鉆井液配方在室內(nèi)進行性能實驗，實驗結(jié)果見表2～6。表3 中，一次滾動回收條件：90 ℃×16 h；二次滾動回收條件：80 ℃×4 h。表6 中，將磨好的巖石塌塊在現(xiàn)場90 ℃鉆井液中浸泡24 h 后，進行點載荷實驗。從表2 與表4 可以看出，該組鉆井液的初切比較低，流變性比較好、HTHP 濾失量較低并具有良好的抑制性。表4 與表5 的數(shù)據(jù)3 種密度40～60 目的封堵性能比較好， 20～40 目60 ℃的封堵性能較好而90 ℃比較差。通過塌塊浸泡及點載荷試驗，很多塌塊直接浸泡裂開，沒有浸泡裂開的巖塊巖石強度下降非常大，表明巖塊在現(xiàn)場使用的鉆井液配方中不能保持穩(wěn)定，鉆井液封堵性能較差，濾液滲進巖塊厲害。

表2 鉆井液基本性能

表3 Inyashe-2 井鉆井液抑制性能評價

表4 不同密度鉆井液對砂床（40～60 目）封堵性能

表5 不同密度鉆井液對砂床（20～40 目）封堵性能

表6 Inyashe-2 井巖石強度實驗

4 結(jié)論

（1）井壁失穩(wěn)是造成Inyashe-2 井起下鉆阻卡主要原因。井塌與起下鉆阻卡主要發(fā)生在始新統(tǒng)中下部與古新統(tǒng)400～780 m、1 100～1 050 m 井段。

（2）坍塌地層與巖性關(guān)系不密切，該井井塌主要發(fā)生在裂隙發(fā)育的地層中。

（3）井壁失穩(wěn)主要原因是：部分井段鉆井液密度低于地層坍塌壓力；鉆井液封堵性不足以控制鉆井液進入裂隙發(fā)育的地層，從而引發(fā)巖石強度下降，坍塌壓力增高，井壁失穩(wěn)。

（4）排量低加劇了該井起下鉆阻卡處理時間。

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