火成岩发育区钻井液技术研究与应用

赵海建，吴 广，乔中山，李庄威，秦天宝，罗 伟

1.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452；2.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300452；3.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452

渤海某油田火成岩发育，钻井作业面临火成岩段安全钻井周期短，井壁易失稳坍塌，起下钻不畅、憋压、蹩扭矩、抬钻具等问题。

统计发现，该区块共计66 口井发生井壁失稳复杂情况，其中7 口井发生卡钻事故，事故处理时间长达4 005 h。根据数据统计，该围区事故频发，千米事故率高达6.71 h/km。古近系火山喷发期次多，岩性复杂多样，单火成岩岩石类型多达7种，且火成岩空间分布复杂，跨越井段长千余米。纵向上，东一、二段火成岩岩石类型较多，整体厚度较大；东三段和沙河街组火成岩岩石类型较少，整体厚度不大。横向上，北块主要发育致密状玄武岩和凝灰质砂/泥岩，南块主要发育沉凝灰岩和凝灰岩，部分井区玄武岩发育。火成岩地层围压高，钻开地层后裂缝易延展，且内部泥质易水化膨胀，井眼极易失稳造成坍塌，钻探期间，每口探井均发生井壁坍塌掉块、井径扩大现象，井壁失稳现象较为严重。

笔者针对探井阶段井漏及坍塌、掉块等井壁失稳问题进行深入分析，研究火成岩井壁失稳机制。火成岩地层井壁失稳主要因素［1-2］：①构成玄武岩和辉绿岩的主要成岩矿物为辉石和斜长石，斜长石常蚀变为高岭石和蒙脱石类矿物，然而发生井壁失稳的火成岩地层中黏土矿物以蒙皂石为主，常发生水化分散和/或膨胀，导致井壁失稳。……