[发明专利]一种防止长7油页岩坍塌的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及石油钻井技术领域，尤其是防止长7油页岩坍塌，本发明适用于长庆油田宁定地区长8目的层水平井，本发明具体提供了一种防止长7油页岩坍塌的方法。

背景技术

长庆油田宁定地区长8目的层水平井钻井施工过程中，长7油页岩段长、井斜大易垮塌；长4+5地层承压能力低，钻井液密度达不到平衡油页岩所需要的最小密度，上漏下塌导致井下复杂频发。如：黄平36-19井因井漏、油页岩垮塌施工2次未成功，黄平36-21井因井漏，密度达不到平衡地层压力，出水后油页岩垮塌，黄36-19、黄36-21两口井被迫改为三开结构，损失时间1125h。前期从承压堵漏方面着手，通过提高地层承压能力来提高钻井液密度对长7油页岩进行物理防塌，收效甚微。主要影响因素：

1）、油页岩易垮塌。油页岩碳化程度高、可塑性差，属脆裂岩石，发育较好，横向层理构造明显，水化程度弱，化学防塌效果差，主要通过力学方面来维持其稳定。

2）、长8目的层水平井在提高钻井液密度过程中，长4+5普遍存在漏失。前期完成的井中漏速大于3-5m3/h。多口井油页岩发生坍塌，被迫填井侧钻。

黄平36-19井失返性漏失后，光钻杆下至长4+5底部，注水泥8m3，关井共挤入4.2m3水泥浆，每次挤入最高压力逐步递增，由3.5MPa上升到4.2MPa，但是25min后均降为0，说明长4+5地层不承压，挤入情况见图1所示的黄平36-19井挤注水泥情况图。

3）、油页岩段长，井斜大。

长7油页岩为开发目的层的上覆层，段长85-200m，长7钻穿后即为目的层，导致出油页岩井斜大（72°-84°），坍塌应力增大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种防止长7油页岩坍塌的方法，其适用于长庆油田宁定地区长8目的层井，长7油页岩的防坍塌。

   本发明的技术方案是：一种防止长7油页岩坍塌的方法，其特征是：具体包括如下步骤：

（1）在保障岩屑能随钻井液返出地面的前提下，降低排量，降低环空压耗，将泥浆泵缸套由180mm/170mm更换为160mm/150mm，排量由34L/s降低至26-30L/s之间，环空返速由1.51 m/s 降至1.33 m/s，环空压耗由1.19Mpa降到0.95Mpa；

（2）在钻入漏层的前50米，在降排量的同时开始进行随钻堵漏；

（3）控时钻进：漏层打开后控制机械钻速每单根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器以及离心机，钻井液经过固控设备，清除钻井液中有害固相。

（4）减小交变应力：主要措施是补偿循环压耗、避免抽吸形成负压、落实灌浆制度、减少钻柱与井壁碰撞。

上述步骤（1）中降低排量的具体做法为：将排量由34 L/s降到29 L/s。

上述步骤（2）中钻井时从油层中下部入窗，从而降低油页岩井斜角，确保最大井斜小于76°，降低油页岩坍塌压力。

上述步骤（2）中的随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法为：按质量百分比将1.5%膨润土粉、 1-1.5%云母、1%单向压力封堵剂DF-A、1%锯末，余量为水，在常温常压下进行混合搅拌均匀；利用所述堵漏剂和钻井液中的细小固相颗粒填堵微裂缝，逐步提高地层承压能力；步骤（2）中若漏速大于3方/小时，直接注水泥堵漏，缩短堵漏周期。

上述随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法具体为：按质量百分比将1.5%膨润土粉、 1.25%云母、1%单向压力封堵剂DF-A以及1%锯末，余量为水，在常温常压下进行混合搅拌均匀。

上述步骤（4）中的补偿循环压耗的方法为：中途起钻时，计算出环空压耗，根据P静=32MPa+ P环计算加重钻井液的方量和密度，配制重浆补偿环空循环压耗，防止起下钻或空井状态下油页岩坍塌；起钻前计算并配制好所需的重浆，采用排量18～20 l/s泵入并顶替到油页岩以上井段，下钻采用排量18～20 l/s分段循环出重浆，并开启一体机、离心机降低重浆至原密度，或采用稀释、补充胶液，控制钻井液达到起钻前性能。 

上述步骤（4）中的落实钻具内灌浆制度的方法为：中途起钻连续向环空灌浆，下钻时按要求灌浆、分段循环。首先钻具接回压凡尔时每下20柱灌满泥浆一次，用井口灌浆装置灌浆，禁止接方钻杆直接灌浆；其次下钻距井底30米先灌满泥浆再接方钻杆边划眼边循环，循环一周后方可恢复正常钻进。