1、鹽膏層鉆井技術鹽膏層鉆井技術唐唐 繼繼 平平鹽膏層鉆井技術鹽膏層鉆井技術概況概況復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術純鹽層鉆井技術純鹽層鉆井技術概況概況鹽膏層固井技術鹽膏層固井技術鉆井監督工作要點鉆井監督工作要點分布情況分布情況 概概 況況（之一）（之一）中國大陸鉆探發現的鹽膏層分布范圍廣泛，中國大陸鉆探發現的鹽膏層分布范圍廣泛，塔里木、中原、江漢、華北、吉林、遼河和勝塔里木、中原、江漢、華北、吉林、遼河和勝利等油田都曾有鉆遇鹽膏層時發生卡鉆、套管利等油田都曾有鉆遇鹽膏層時發生卡鉆、套管擠毀，甚至油井報廢的惡性事故報道。擠毀，甚至油井報廢的惡性事故報道。鹽膏層主要分布在第三系，石碳系和寒武鹽膏層主

2、要分布在第三系，石碳系和寒武系地層，分屬瀉湖陸相沉積和濱海相沉積。系地層，分屬瀉湖陸相沉積和濱海相沉積。純鹽層純鹽層復合鹽層復合鹽層復合鹽復合鹽層層 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征12 復合鹽層復合鹽層是陸相鹽湖沉積的產是陸相鹽湖沉積的產物，其巖性成分非常復雜，主要物，其巖性成分非常復雜，主要是鹽、膏、泥巖、砂巖、硬石膏、是鹽、膏、泥巖、砂巖、硬石膏、芒硝、含鹽膏軟泥巖等。在縱向芒硝、含鹽膏軟泥巖等。在縱向剖面上大多以薄互層的形式交替剖面上大多以薄互層的形式交替出現。出現。 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征塔里木塔里木油田吐油田吐北北2 2井井下第三下第三

3、系鹽巖系鹽巖根據不同巖性特征，復合鹽層可分為三種主要類型根據不同巖性特征，復合鹽層可分為三種主要類型（以塔里木為例）（以塔里木為例）：第一類復合鹽層第一類復合鹽層：以石膏、膏泥巖、泥膏巖為主，中間夾：以石膏、膏泥巖、泥膏巖為主，中間夾泥巖泥質粉砂巖形成不等厚互層，石膏主要在該段的上部及下泥巖泥質粉砂巖形成不等厚互層，石膏主要在該段的上部及下部，中部主要為膏質泥巖。部，中部主要為膏質泥巖。石膏在沉積過程中受高溫高壓的作用，發生脫水反應，井石膏在沉積過程中受高溫高壓的作用，發生脫水反應，井眼鉆開前具有硬石膏的性質，井眼鉆開后，硬石膏吸水膨脹，眼鉆開前具有硬石膏的性質，井眼鉆開后，硬石膏吸水膨脹，導

4、致井眼縮徑，夾雜在泥頁巖中，充填在泥頁巖裂縫中的硬石導致井眼縮徑，夾雜在泥頁巖中，充填在泥頁巖裂縫中的硬石膏吸水膨脹后，導致井壁剝落、掉塊或垮塌膏吸水膨脹后，導致井壁剝落、掉塊或垮塌。該類復合鹽層主要分布在英買力構造和買蓋提斜坡構造，該類復合鹽層主要分布在英買力構造和買蓋提斜坡構造，鉆遇這類鹽層比較典型的井有兩口：英買鉆遇這類鹽層比較典型的井有兩口：英買1212井和英買井和英買901901井。井。 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征第二類型復合鹽層：第二類型復合鹽層：以鹽巖、石膏、膏泥巖、泥膏巖為主，以鹽巖、石膏、膏泥巖、泥膏巖為主，中間夾薄層泥巖、泥質粉砂巖。鹽巖在該段的上、

5、中部，石膏中間夾薄層泥巖、泥質粉砂巖。鹽巖在該段的上、中部，石膏、膏泥巖、泥膏巖交互沉積于全井段，在砂泥巖的孔洞、裂隙、膏泥巖、泥膏巖交互沉積于全井段，在砂泥巖的孔洞、裂隙中充填白色鹽和石膏。中充填白色鹽和石膏。這種類型的復合鹽層除了具有第一種類型復合鹽層的特點，這種類型的復合鹽層除了具有第一種類型復合鹽層的特點，還具有鹽巖蠕變縮徑，鹽溶后井壁垮塌等特征，特別是在深井還具有鹽巖蠕變縮徑，鹽溶后井壁垮塌等特征，特別是在深井、高溫條件下鹽巖層的蠕變速率可高到立即閉合卡死鉆頭的程、高溫條件下鹽巖層的蠕變速率可高到立即閉合卡死鉆頭的程度度( (亞肯亞肯3 3井井) )。這類鹽層主要分布在英買力構造西部

6、和亞肯斷裂帶。鉆遇此這類鹽層主要分布在英買力構造西部和亞肯斷裂帶。鉆遇此類型鹽層的井有英買類型鹽層的井有英買8 8、亞肯、亞肯3 3、齊滿、齊滿1 1、牙哈、牙哈1 1、迪那、迪那2222等井。等井。 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征第三類型復合鹽層：第三類型復合鹽層：以鹽巖、含鹽膏軟泥巖、石膏巖、膏以鹽巖、含鹽膏軟泥巖、石膏巖、膏泥巖為主，中間夾薄層泥巖、泥質粉砂巖。鹽層成厚薄不等分泥巖為主，中間夾薄層泥巖、泥質粉砂巖。鹽層成厚薄不等分布于全井段，單層最大厚度布于全井段，單層最大厚度7070米米( (南喀南喀1 1井井) )。鹽巖、石膏巖和膏泥巖的待征與前兩種類型鹽層相同。

7、軟鹽巖、石膏巖和膏泥巖的待征與前兩種類型鹽層相同。軟泥巖存在于鹽層、膏層或膏泥巖層中間，厚泥巖存在于鹽層、膏層或膏泥巖層中間，厚2 26 6米，單層最大米，單層最大厚度為厚度為3131米，其主成分為褐色泥巖，具有含鹽膏、欠壓實、含米，其主成分為褐色泥巖，具有含鹽膏、欠壓實、含水量大、強度低、可鉆性好和易塑性流動等特點，當鉆井液液水量大、強度低、可鉆性好和易塑性流動等特點，當鉆井液液柱壓力不能平衡其蠕變時極易造成縮徑卡鉆。這類復合鹽層還柱壓力不能平衡其蠕變時極易造成縮徑卡鉆。這類復合鹽層還普遍受構造應力和斷層的影響，其鉆井難度很大。普遍受構造應力和斷層的影響，其鉆井難度很大。 概概 況況（之二）

8、（之二）分類及其特征分類及其特征第三類型復合鹽層主要分布在羊塔克構造帶、第三類型復合鹽層主要分布在羊塔克構造帶、南喀拉玉爾滾構造、東秋立塔克構造、克拉蘇構造南喀拉玉爾滾構造、東秋立塔克構造、克拉蘇構造和卻勒塔克構造帶。目前這種類型的復合鹽層已在和卻勒塔克構造帶。目前這種類型的復合鹽層已在2222口井中鉆遇，比較典型的有東秋口井中鉆遇，比較典型的有東秋5 5井、南喀井、南喀1 1井、井、羊塔克羊塔克1 1井、克拉井、克拉2 2井、卻勒井、卻勒1 1井，秋參井，秋參1 1井。井。而群而群5 5井的下第三系鉆遇的復合鹽層以石膏巖、井的下第三系鉆遇的復合鹽層以石膏巖、膏泥巖為主，中間夾薄層軟泥巖。膏泥

9、巖為主，中間夾薄層軟泥巖。 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征純鹽層純鹽層復合鹽層復合鹽層純鹽層純鹽層 概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征12純鹽層純鹽層有濱海相和內陸相鹽湖沉積兩種成巖環有濱海相和內陸相鹽湖沉積兩種成巖環境，基本物質以氯化鈉境，基本物質以氯化鈉為主，也含有其他復合為主，也含有其他復合鹽類，鹽類，如：氯化鈣、氯化鉀、芒硝等。其巖性在縱向剖面如：氯化鈣、氯化鉀、芒硝等。其巖性在縱向剖面上鹽巖單層厚度大，質較純，有些與砂巖成韻律層上鹽巖單層厚度大，質較純，有些與砂巖成韻律層交替出現，有些單層厚度可以達到上千米。交替出現，有些單層厚度可以達到上千米。

10、概概 況況（之二）（之二）分類及其特征分類及其特征 概概 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害鹽巖的塑性變形產生井徑縮??；鹽巖的塑性變形產生井徑縮小；以泥巖為胎體，在其微觀、宏觀裂隙中充填了鹽膏的含鹽以泥巖為胎體，在其微觀、宏觀裂隙中充填了鹽膏的含鹽膏泥巖，存在于第二類或第三類鹽之間，形成良好的圈團，膏泥巖，存在于第二類或第三類鹽之間，形成良好的圈團，自由水在沉積過程中未完全運移出去，以自由水在沉積過程中未完全運移出去，以“軟泥軟泥”的形式的形式深埋于地層中，蠕變速率極高。深埋于地層中，蠕變速率極高。以鹽為胎體或膠結物的泥頁巖、粉砂巖或硬石膏團塊，遇以鹽為胎體或膠結物的

11、泥頁巖、粉砂巖或硬石膏團塊，遇礦化度低的水會溶解。鹽溶的結果導致泥頁巖、粉砂巖、礦化度低的水會溶解。鹽溶的結果導致泥頁巖、粉砂巖、硬石膏團塊失去支撐而坍塌。硬石膏團塊失去支撐而坍塌。 概概 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害夾在巖鹽層間的薄層泥頁巖、粉砂巖，鹽溶后上下失去承夾在巖鹽層間的薄層泥頁巖、粉砂巖，鹽溶后上下失去承托，在機械碰撞作用下掉塊、坍塌。托，在機械碰撞作用下掉塊、坍塌。山前構造多次構造運動所形成的構造應力加速復合鹽層的山前構造多次構造運動所形成的構造應力加速復合鹽層的蠕變和井壁失穩。蠕變和井壁失穩。無水石膏等吸水膨脹、垮塌。無水石膏吸水變成二水石膏無水

12、石膏等吸水膨脹、垮塌。無水石膏吸水變成二水石膏體積會增大體積會增大26%左右，其它鹽類如芒硝、氯化鎂、氯化鈣左右，其它鹽類如芒硝、氯化鎂、氯化鈣等也具有類似性質。等也具有類似性質。石膏或含石膏的泥巖在井內泥漿液柱壓力不能平衡地層本石膏或含石膏的泥巖在井內泥漿液柱壓力不能平衡地層本身的橫向應力時，會向井內運移垮塌。身的橫向應力時，會向井內運移垮塌。 概概 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層段非均勻載荷引起套管擠毀變形。鹽膏層在構造應力、鹽膏層段非均勻載荷引起套管擠毀變形。鹽膏層在構造應力、上覆巖石壓力、溫度、傾角、厚度等因素作用下，會發生溶解、上覆巖石壓力、溫度、

13、傾角、厚度等因素作用下，會發生溶解、蠕變、滑移或塑性流動，對套管產生相當大的外擠載荷，致使蠕變、滑移或塑性流動，對套管產生相當大的外擠載荷，致使套管擠扁、彎曲、變形甚至錯斷。套管擠扁、彎曲、變形甚至錯斷。鹽膏層造成套損的主要典型是中原油田，中原油田一般井深鹽膏層造成套損的主要典型是中原油田，中原油田一般井深在在17003600米，套損深度主要集中在米，套損深度主要集中在20002800米，而該井段米，而該井段主要為鹽膏層、斷層集中段。主要為鹽膏層、斷層集中段。表表3、中中原原油油田田套套損損井井井井深深分分布布統統計計 井井深深（米米） 0400800120016002000240028003

14、2003600 合合計計 套套損損井井數數（口口） 31 14 11 40 41 206 105 44 22 514 占占統統計計總總井井數數比比例例（%） 6.2 2.8 2.2 8.2 7.9 40.1 20.8 8.5 4.4 概概 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害表表 1.第第 三三 系系 復復 合合 鹽鹽 層層 鉆鉆 井井 事事 故故 統統 計計 表表事事 故故 統統 計計序序號號井井 號號事事 故故 時時 間間深深 度度 ， 米米類類 型型報報 廢廢 進進 尺尺 ， 米米損損 失失 時時 間間事事 故故 原原 因因 及及 處處 理理1南南 喀喀 1 井井

15、1988.04.254686.85鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆274.60775 小小 時時 40 分分4668 4682 米米 灰灰 白白 色色 膏膏 泥泥 巖巖 ， 因因鉆鉆 井井 液液 密密 度度 低低 ， 縮縮 徑徑 卡卡 扶扶 正正 器器 ，從從 4415 米米 填填 井井 側側 鉆鉆2南南 喀喀 1 井井1988.04.254686.85鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆357.881001 小小 時時 15 分分47084778 米米 連連 續續70 米米 純純 鹽鹽 層層 ，取取 芯芯 鉆鉆 進進 時時 因因 鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 死死 ， 從從4376 米米 填

16、填 井井 側側 鉆鉆 。3南南 喀喀 1 井井1988.08.104807.30鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆237.30888 小小 時時 59 分分48064809 米米 純純 鹽鹽 層層 ， 鉆鉆 進進 時時 停停 轉轉盤盤 卡卡 死死 ， 從從 4570 米米 填填 井井 側側 鉆鉆 。4南南 喀喀 1 井井1988.10.064657.50鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆16 小小 時時 20 分分46504657米米 巖巖 鹽鹽 在在 巖巖 屑屑 中中 比比 例例3090% ， 密密 度度 低低 ， 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆 。 泡泡清清 水水 12 方方 ， 淡淡 水水 漿漿

17、 6 方方 ， 解解 卡卡 。5南南 喀喀 1 井井1988.11.034858.40鹽鹽 層層 縮縮 徑徑 卡卡 鉆鉆616.702120 小小 時時 23 分分48534875 米米 巖巖 鹽鹽 層層 段段 井井 徑徑 縮縮 小小 ，起起 鉆鉆 倒倒 劃劃 眼眼 時時 卡卡 死死 ， 從從 4289.50 米米填填 井井 側側 鉆鉆 。6南南 喀喀 1 井井1988.04.074789.00井井 壁壁 掉掉 塊塊 卡卡 鉆鉆328 小小 時時 05 分分夾夾 于于 巖巖 鹽鹽 層層 間間 的的 脆脆 性性 泥泥 巖巖 ， 垮垮 塌塌卡卡 鉆鉆 ， 提提 斷斷 扶扶 正正 器器 公公 扣扣

18、后后 ， 磨磨 銑銑解解 除除 。7南南 喀喀 1 井井1989.05.244946.07井井 壁壁 坍坍 塌塌 縮縮 徑徑卡卡 鉆鉆6962542 小小 時時 37 分分鉆鉆 遇遇 淺淺 灰灰 色色 細細 砂砂 巖巖 ， 嚴嚴 重重 漏漏 失失 ，鉆鉆 井井 液液 有有 進進 無無 出出 ， 井井 壁壁 坍坍 塌塌 ， 縮縮徑徑 卡卡 鉆鉆 。 從從 4250 米米 填填 井井 側側 鉆鉆 。 概概 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害續續表表 1. 第第三三系系復復合合鹽鹽層層鉆鉆井井事事故故統統計計表表事事故故統統計計序序號號井井號號事事故故時時間間深深度度，米米

19、類類型型報報廢廢進進尺尺，米米損損失失時時間間事事故故原原因因及及處處理理8英英 8 井井1992.04.285158.38壓壓差差卡卡鉆鉆223.861782 小小時時 30 分分7 套套 管管 未未將將第第三三 系系復復 合合鹽鹽層層封封隔隔完完， 造造成成同同一一裸裸眼眼段段上上部部坍坍塌塌壓壓力力高高，下下部部孔孔隙隙壓壓力力低低，從從 4 49 95 58 8. .5 52 2 米米，填填井井側側鉆鉆。9英英 12 井井1993.04.094554.10縮縮徑徑卡卡鉆鉆205.101459 小小時時 35 分分鉆鉆 井井 液液 密密 度度 低低 ， C1 含含 量量低低 ， 造造 成

20、成 膏膏 鹽鹽 層層縮縮徑徑卡卡鉆鉆，從從 4349 米米填填井井側側鉆鉆。10英英 901 井井1993.12.122514.85砂砂橋橋卡卡鉆鉆88 小小時時 10 分分鹽鹽溶溶后后井井壁壁垮垮塌塌，形形成成砂砂橋橋卡卡鉆鉆，泡泡解解卡卡劑劑解解卡卡。11東東秋秋 5 井井1993.12.122514.85縮縮徑徑卡卡鉆鉆684 小小時時鉆鉆開開“軟軟泥泥巖巖”后后，因因井井下下液液柱柱壓壓力力仍仍不不能能平平衡衡其其蠕蠕變變，起起鉆鉆倒倒劃劃眼眼時時卡卡死死，倒倒扣扣，套套銑銑解解銑銑。12東東秋秋 5 井井1994.01.312527.47縮縮徑徑卡卡鉆鉆1104 小小時時鉆鉆穿穿“軟

21、軟泥泥巖巖”后后，因因井井下下液液柱柱壓壓力力仍仍不不能能平平衡衡其其蠕蠕變變，起起鉆鉆倒倒劃劃眼眼時時卡卡死死，倒倒扣扣，套套銑銑解解銑銑。13曲曲 5 井井1993.11.234187.93縮縮徑徑卡卡鉆鉆164.201709 小小時時鉆鉆遇遇 “ 軟軟泥泥巖巖 ” ，因因鉆鉆 井井液液密密度度低低，造造 成成縮縮徑徑卡卡鉆鉆從從 4023.74 米米填填井井側側鉆鉆。14亞亞肯肯 3 井井1993.07.155546.33縮縮徑徑卡卡鉆鉆446.332093 小小時時鉆鉆遇遇巖巖鹽鹽層層，因因鉆鉆井井液液密密度度低低，造造成成縮縮徑徑卡卡鉆鉆，從從 5100 米米填填井井側側鉆鉆。 概概

22、 況況（之三）（之三）鹽膏層對鉆井工程危害鹽膏層對鉆井工程危害表表 2 石石炭炭系系復復合合鹽鹽層層鉆鉆井井事事故故統統計計表表 井井號號 事事故故時時間間 / 損損失失時時間間 鹽鹽巖巖層層段段，米米 工工程程簡簡況況 固固井井質質量量 鄉鄉 1 井井 1991.3.34.30 / 59 天天 51655331 1、 飽飽和和鹽鹽水水鉆鉆井井液液 1.583/ cmg鉆鉆進進阻阻卡卡多多次次改改為為欠欠飽飽和和。 2、 雙雙心心鉆鉆頭頭鉆鉆后后鹽鹽巖巖層層閉閉合合快快。 套套 管管 擠擠 壞壞 側側鉆鉆 輪輪南南 46 井井 4.125.30 / 46 天天 52055368 1、 牙牙輪輪

23、鉆鉆頭頭鉆鉆井井液液密密度度 1.523/ cmg下下鉆鉆鹽鹽層層順順利利但但閉閉合合快快、通通井井阻阻。 2、 密密度度加加重重至至 1.613/ cmg發發生生井井漏漏。 質質量量優優， 鉆鉆至至6208 米米完完鉆鉆 輪輪南南 45 井井 5.16.24 / 55 天天 5266.65404 1、雙雙心心鉆鉆頭頭鉆鉆鹽鹽層層順順利利，電電測測時時卡卡儀儀器器一一次次，第第一一次次下下套套管管井井漏漏，堵堵漏漏后后重重下下，最最后后固固井井順順利利。 優優良良 哈哈 2 井井 6.88.28 / 82 天天 57066793 1、 雙雙心心鉆鉆頭頭鉆鉆鹽鹽層層順順利利。 2、 堵堵漏漏一一

24、個個月月、 通通井井劃劃眼眼時時 2 次次卡卡鉆鉆解解卡卡后后又又斷斷鉆鉆具具 157.42 米米于于井井底底。 未未固固 吉吉南南 1 井井 11.2112.3 / 12 天天 52655382 1、 用用雙雙心心鉆鉆頭頭低低含含鹽鹽適適當當密密度度鉆鉆井井液液鉆鉆進進順順利利。 2、 密密度度 1.523/ cmg下下套套遇遇阻阻。 3、 井井漏漏情情況況下下固固井井。 優優良良 塔塔河河 1 井井 12.812.13 / 6 天天 51695366 1、雙雙心心鉆鉆頭頭用用低低含含鹽鹽適適當當密密度度鉆鉆井井液液鉆鉆井井正正常常通通井井也也順順利利。 優優良良 鄉鄉 1 井井(側側) 1

25、1.2212.31 / 39 天天 51675321 1、 牙牙輪輪鉆鉆頭頭鉆鉆鹽鹽層層順順利利。 2、 通通井井時時卡卡鉆鉆， 第第一一次次解解卡卡， 第第二二次次斷斷鉆鉆具具卡卡死死，魚魚頂頂 5148.9m。 概概 況況（之四）（之四）鹽膏層鉆井技術概述鹽膏層鉆井技術概述 鹽膏層鉆井技術主要涉及鉆井液技術、井身結構設計、鉆鹽膏層鉆井技術主要涉及鉆井液技術、井身結構設計、鉆井工藝措施與固井技術等方面，其中，井工藝措施與固井技術等方面，其中，合適的鉆井液密度和鉆合適的鉆井液密度和鉆井液體系是核心，井身結構是基礎，綜合的鉆井技術是關鍵井液體系是核心，井身結構是基礎，綜合的鉆井技術是關鍵。具體可

26、以歸納為以下幾個方面：具體可以歸納為以下幾個方面： 1 1 、鹽膏層巖石理化性能的分析、鹽膏層巖石理化性能的分析 通過相應的分析方法和相關的實驗技術來測定、分析鹽膏通過相應的分析方法和相關的實驗技術來測定、分析鹽膏層巖石物理特性與化學組成，鉆井實踐表明，對鹽膏層巖石的層巖石物理特性與化學組成，鉆井實踐表明，對鹽膏層巖石的理化性能測定，有助于分析井下復雜情況的原因及對策，特別理化性能測定，有助于分析井下復雜情況的原因及對策，特別對于適應于地層的鉆井液優化設計非常重要，對順利鉆穿復雜對于適應于地層的鉆井液優化設計非常重要，對順利鉆穿復雜鹽膏層起著至關重要的作用，同時也有利于鉆井液技術的科學鹽膏層起

27、著至關重要的作用，同時也有利于鉆井液技術的科學化標準化管理?；瘶藴驶芾怼?概概 況況（之四）（之四）鹽膏層鉆井技術概述鹽膏層鉆井技術概述 2.2.鹽膏層蠕變規律的研究鹽膏層蠕變規律的研究 目前國內外，主要利用能進行溫度控制、圍壓控制、軸壓目前國內外，主要利用能進行溫度控制、圍壓控制、軸壓控制、孔隙壓力控制和變形控制的三軸巖石試驗裝置，對試樣控制、孔隙壓力控制和變形控制的三軸巖石試驗裝置，對試樣進行各種溫度條件下的三軸壓縮蠕變實驗研究，得到不同溫度進行各種溫度條件下的三軸壓縮蠕變實驗研究，得到不同溫度和壓力水平下的巖石蠕變試驗曲線，分析鹽膏巖隨時間變形的和壓力水平下的巖石蠕變試驗曲線，分析鹽膏

28、巖隨時間變形的規律，獲得鹽膏巖的受力變形的本構關系，結合現場實際情況規律，獲得鹽膏巖的受力變形的本構關系，結合現場實際情況，確定維持鹽膏巖地層適當縮徑率的鉆井液密度，選擇合適的，確定維持鹽膏巖地層適當縮徑率的鉆井液密度，選擇合適的井身結構，設計適合鹽膏巖地層的套管，優選鉆井液體系。井身結構，設計適合鹽膏巖地層的套管，優選鉆井液體系。 概概 況況（之四）（之四）鹽膏層鉆井技術概述鹽膏層鉆井技術概述3. 3. 鹽膏層合理井身結構的確定和套管設計鹽膏層合理井身結構的確定和套管設計 鹽膏層地質條件復雜，橫向、縱向分布不均勻，巖鹽膏層地質條件復雜，橫向、縱向分布不均勻，巖性復雜，存在不同的壓力系統，因此

29、需要合理的井身性復雜，存在不同的壓力系統，因此需要合理的井身結構避免鹽膏層上部或下部地層可能產生的復雜情況結構避免鹽膏層上部或下部地層可能產生的復雜情況。 蠕變狀態下的鹽膏層將地層上覆載荷及構造應力作蠕變狀態下的鹽膏層將地層上覆載荷及構造應力作用到套管上，導致套管變形和損壞，因此在套管設計用到套管上，導致套管變形和損壞，因此在套管設計時應研究鹽膏層段套管選材、套管串組合及其強度。時應研究鹽膏層段套管選材、套管串組合及其強度。 概概 況況（之四）（之四）鹽膏層鉆井技術概述鹽膏層鉆井技術概述4.4.鹽膏層鉆井液的密度確定及其體系設計鹽膏層鉆井液的密度確定及其體系設計 根據鹽膏層的蠕變特點和巖石理化

30、性能，確定適合根據鹽膏層的蠕變特點和巖石理化性能，確定適合于鉆鹽膏層的鉆井液密度和性能，能大大減少鉆井過于鉆鹽膏層的鉆井液密度和性能，能大大減少鉆井過程中的復雜情況，并有一套與鉆井液體系相配套的設程中的復雜情況，并有一套與鉆井液體系相配套的設計、配制、維護和應用技術。計、配制、維護和應用技術。 5.5.鹽膏層鉆井工程技術措施的優化鹽膏層鉆井工程技術措施的優化 確定合理的井身結構和合適的鉆井液體系、性能后確定合理的井身結構和合適的鉆井液體系、性能后，針對鹽膏層特點，通過對已往鹽膏層鉆井的總結，針對鹽膏層特點，通過對已往鹽膏層鉆井的總結，優化鉆井工程技術措施，才能保證鹽膏層安全鉆進。優化鉆井工程技

31、術措施，才能保證鹽膏層安全鉆進。鹽膏層鉆井技術鹽膏層鉆井技術概況概況復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術純鹽層鉆井技術純鹽層鉆井技術鹽膏層固井技術鹽膏層固井技術鉆井監督工作要點鉆井監督工作要點復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術（之一）（之一）井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征復合鹽層井壁失穩的主要原因，是鉆井液濾液復合鹽層井壁失穩的主要原因，是鉆井液濾液礦化度低和密度低，鉆井液與地層之間既沒有達到礦化度低和密度低，鉆井液與地層之間既沒有達到化學平衡又沒有達到力學平衡?；瘜W平衡又沒有達到力學平衡。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例含鹽泥巖、粉砂巖、微

32、裂縫發育含鹽泥巖、粉砂巖、微裂縫發育的泥頁巖的縮徑的泥頁巖的縮徑垮 塌 、 掉 塊垮 塌 、 掉 塊巖鹽的塑性流動巖鹽的塑性流動1 12 23 3井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征深層鹽巖會產生塑性流動，從而使深層鹽巖會產生塑性流動，從而使井眼縮徑，甚至擠毀套管，這已為國內井眼縮徑，甚至擠毀套管，這已為國內外大量鉆井實踐證實。鹽巖的塑性流動外大量鉆井實踐證實。鹽巖的塑性流動主要受上覆巖層壓力、構造應力和井溫主要受上覆巖層壓力、構造應力和井溫的影響。的影響。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例1 1、鹽巖的塑性流動鹽巖的塑性流動井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征亞肯亞肯3 3

33、井卡鉆事故就是典型的鹽層塑性流動卡鉆。井卡鉆事故就是典型的鹽層塑性流動卡鉆。該井地處山前構造，非連續沉積，欠壓實的高、低該井地處山前構造，非連續沉積，欠壓實的高、低壓層無規律，加之復合鹽層的蠕變特點，很難確定壓層無規律，加之復合鹽層的蠕變特點，很難確定鉆井液密度。鉆井液密度。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例鹽巖的塑性流動的鹽巖的塑性流動的典型事例：典型事例：（1）、）、52705679米為吉迪克復合鹽層段，含膏泥巖米為吉迪克復合鹽層段，含膏泥巖32層層108米，米，“軟泥巖軟泥巖”2層層5米，鹽層米，鹽層20層層52米，石膏米，石膏4層層6米。在米。在4582米做地破試驗，

34、獲地層當量鉆井液密度為米做地破試驗，獲地層當量鉆井液密度為2.39 g/cm3。井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征（2）、鉆至）、鉆至5297米遇膏質泥巖，將鉆井液由鹽水聚磺體系米遇膏質泥巖，將鉆井液由鹽水聚磺體系（1.45 1.45 g/cmg/cm3 3、ClCl- -17.217.2萬萬）轉換為飽和鹽水聚磺體系）轉換為飽和鹽水聚磺體系（1.60 1.60 g/cmg/cm3 3、ClCl- -17.217.2萬萬） ，以后鉆進中逐漸提高密度。，以后鉆進中逐漸提高密度。 （3）、密度提至）、密度提至1.86 g/cm3，鉆至，鉆至5538.73米鹽巖層中，扭矩突米鹽巖層中，扭矩突增，停轉

35、盤打倒車，上提遇卡，活動多次上提增，停轉盤打倒車，上提遇卡，活動多次上提223 噸，解卡。噸，解卡。 （4）、繼續鉆至）、繼續鉆至5546.33米，鉆時減少，由米，鉆時減少，由70分分/米降至米降至50.5分分/米，停轉盤上提即卡，多次活動上提至米，停轉盤上提即卡，多次活動上提至240噸拉斷鉆具，落噸拉斷鉆具，落魚長魚長41.10米。分析原因為鹽層縮徑卡鉆。經過一次公錐打米。分析原因為鹽層縮徑卡鉆。經過一次公錐打撈和三次套銑作業，均未見效，被迫側鉆。損失時間撈和三次套銑作業，均未見效，被迫側鉆。損失時間78天。天。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例井眼失穩原因及特征井眼失穩原

36、因及特征復合鹽層段的垮塌、掉塊有兩個方面的原因：復合鹽層段的垮塌、掉塊有兩個方面的原因：1 1、鹽巖溶失后，由鹽巖膠結的粉砂巖、泥巖、硬石膏團、鹽巖溶失后，由鹽巖膠結的粉砂巖、泥巖、硬石膏團塊散落，夾在鹽巖層中的薄層粉砂巖，泥膏巖上下失塊散落，夾在鹽巖層中的薄層粉砂巖，泥膏巖上下失去承托后垮塌，裂縫、微裂縫張開后失穩。去承托后垮塌，裂縫、微裂縫張開后失穩。2 2、斷層、構造運動影響，圍巖裂縫、微裂縫發育，圍巖、斷層、構造運動影響，圍巖裂縫、微裂縫發育，圍巖坍塌壓力高，鉆遇有裂縫，特別是豎直張性裂縫或大坍塌壓力高，鉆遇有裂縫，特別是豎直張性裂縫或大角度斜交縫，若液柱壓力過低或過高，均會產生剪切角

37、度斜交縫，若液柱壓力過低或過高，均會產生剪切錯位，圍巖巖體相對滑移到一定程度，就垮塌或掉塊。錯位，圍巖巖體相對滑移到一定程度，就垮塌或掉塊。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例2 2、垮塌、掉塊垮塌、掉塊井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征南喀南喀1 1井井7 7次惡性卡鉆事故均與這種原因有關。次惡性卡鉆事故均與這種原因有關。 在南喀在南喀1 1井的下第三系下部有一套鹽層夾膏泥巖層段，厚度井的下第三系下部有一套鹽層夾膏泥巖層段，厚度950950余米（深度為余米（深度為3990399049404940米），施工中發生了米），施工中發生了7 7次復合鹽層次復合鹽層惡性卡鉆事故，填井

38、側鉆惡性卡鉆事故，填井側鉆5 5次，報廢進尺次，報廢進尺21822182米。米。復雜情況、卡鉆事故主要發生在泥巖夾粉砂巖、薄層鹽巖、復雜情況、卡鉆事故主要發生在泥巖夾粉砂巖、薄層鹽巖、石膏以及它們的中間巖性、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和星狀斑石膏以及它們的中間巖性、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和星狀斑點或團塊狀石膏、石膏充填的泥巖和粉砂巖，還有鹽質泥巖。點或團塊狀石膏、石膏充填的泥巖和粉砂巖，還有鹽質泥巖。它們大多呈薄層交互，裂縫或微裂縫發育，裂縫中有膏鹽充填。它們大多呈薄層交互，裂縫或微裂縫發育，裂縫中有膏鹽充填。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例垮塌、掉塊的垮塌、掉塊的典型事例：典

39、型事例：井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征取出的巖芯可直觀地見到裂縫和石膏泥質團塊：取出的巖芯可直觀地見到裂縫和石膏泥質團塊： 一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征含鹽泥巖在礦化度低的鉆井液浸泡下和高溫高壓條件下，吸含鹽泥巖在礦化度低的鉆井液浸泡下和高溫高壓條件下，吸水膨脹，吸水后使靠近井壁的巖石變軟，滲透性較好的粉砂巖水膨脹，吸水后使靠近井壁的巖石變軟，滲透性較好的粉砂巖和微裂縫發育的泥頁巖，形成厚泥餅，特別是使用高密度鉆井和微裂縫發育的泥頁巖，形成厚泥餅，特別是使用高密度鉆井液，固相含量高，鉆井液粘切高，更易形成厚泥餅和液，固相含量高，

40、鉆井液粘切高，更易形成厚泥餅和“假泥假泥餅餅”，造成井徑縮小。，造成井徑縮小。 對南喀對南喀1 1井阻卡點統計分類發現，阻卡點井阻卡點統計分類發現，阻卡點60%60%以上發生在泥以上發生在泥巖和砂質泥巖處，巖和砂質泥巖處，20%20%發生在泥質粉砂、粉砂巖處。羊塔克發生在泥質粉砂、粉砂巖處。羊塔克1 1井井鉆井液密度提至鉆井液密度提至2.362.36g/cmg/cm3 3，亞肯，亞肯3 3井鉆井液密度提至井鉆井液密度提至2.32 2.32 g/cmg/cm3 3，仍不能消除起下鉆的嚴重阻卡，其原因就在于此。，仍不能消除起下鉆的嚴重阻卡，其原因就在于此。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式

41、及典型事例3 3、含鹽泥巖、粉砂巖、微裂縫發育的泥頁巖的縮徑、含鹽泥巖、粉砂巖、微裂縫發育的泥頁巖的縮徑及典型事例及典型事例井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征 以泥巖為胎體，在裂隙中充填鹽、膏的以泥巖為胎體，在裂隙中充填鹽、膏的“軟泥巖軟泥巖”蠕變蠕變速率很高，是井下阻卡的嚴重井段。速率很高，是井下阻卡的嚴重井段。 羊塔克羊塔克1 1井在井在2.32.3g/cmg/cm3 3高鉆井液密度下，高鉆井液密度下， 215.9215.9毫米井毫米井眼經眼經1717小時就縮至小時就縮至170170毫米，蠕變速率達毫米，蠕變速率達2.70mm/h2.70mm/h；在羊塔；在羊塔克克101101井井518

42、25182米處，鉆井液密度米處，鉆井液密度2.332.33g/cmg/cm3 3，215.9215.9毫米井徑毫米井徑1818小時縮至小時縮至139.7139.7毫米，蠕變速率高達毫米，蠕變速率高達4.234.23mm/hmm/h。一、井壁失穩形式及典型事例一、井壁失穩形式及典型事例復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術（之一）（之一）井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征二、復合鹽層的實鉆特征二、復合鹽層的實鉆特征石膏、膏泥巖的實鉆特征石膏、膏泥巖的實鉆特征鹽巖層的實鉆特征鹽巖層的實鉆特征軟泥巖的實鉆特征軟泥巖的實鉆特征井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征（1）、）、膏泥巖鉆時與鄰層泥巖鉆時基本相同

43、，純石膏鉆時略低膏泥巖鉆時與鄰層泥巖鉆時基本相同，純石膏鉆時略低于鄰層膏泥巖、泥巖鉆時。于鄰層膏泥巖、泥巖鉆時。（2 2）、用非抗鹽抗鈣聚合物鉆井液鉆遇石膏巖、膏泥巖、鉆井）、用非抗鹽抗鈣聚合物鉆井液鉆遇石膏巖、膏泥巖、鉆井液粘度、切力將大幅度上升。液粘度、切力將大幅度上升。（3 3）、鉆井液液柱壓力不能平衡地層坍塌壓力（普遍情況密度）、鉆井液液柱壓力不能平衡地層坍塌壓力（普遍情況密度低于低于1.601.60g/cmg/cm3 3時）鉆井液中抗鹽抗鈣處理劑加量不足時）鉆井液中抗鹽抗鈣處理劑加量不足時，井下垮塌、掉塊、起下鉆阻卡嚴重，接單根困難。時，井下垮塌、掉塊、起下鉆阻卡嚴重，接單根困難。（

44、4 4）、新眼井段起下鉆掛卡較老井眼嚴重，經過多次起下后，）、新眼井段起下鉆掛卡較老井眼嚴重，經過多次起下后，井下阻卡明顯好轉。井下阻卡明顯好轉。（5 5）、鉆遇膏泥巖轉盤扭矩略有上升，并伴隨有蹩跳鉆現象。）、鉆遇膏泥巖轉盤扭矩略有上升，并伴隨有蹩跳鉆現象。二、復合鹽層的實鉆特征二、復合鹽層的實鉆特征1 1、石膏、膏泥巖的實鉆特征、石膏、膏泥巖的實鉆特征井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征（1）、巖鹽層多以薄夾層的形式分布，其鉆時很低，一般）、巖鹽層多以薄夾層的形式分布，其鉆時很低，一般10分分鐘鐘/米米20分鐘分鐘/米。米。（2）、鉆遇鹽巖層，鉆井液液柱壓力不足以平衡巖層蠕變時，）、鉆遇鹽巖

45、層，鉆井液液柱壓力不足以平衡巖層蠕變時，轉盤扭矩明顯上升，甚至卡鉆。鉆遇鹽層后，井徑縮小，轉盤扭矩明顯上升，甚至卡鉆。鉆遇鹽層后，井徑縮小，起下鉆阻卡頻繁。起下鉆阻卡頻繁。（3）、用欠飽和鹽水鉆井液鉆鹽巖層段，井壁鹽巖會發生溶解，）、用欠飽和鹽水鉆井液鉆鹽巖層段，井壁鹽巖會發生溶解，電測井徑擴大。井壁垮塌、掉塊嚴重，起下鉆遇阻卡，電測井徑擴大。井壁垮塌、掉塊嚴重，起下鉆遇阻卡，嚴重時發生井壁坍塌卡鉆。嚴重時發生井壁坍塌卡鉆。（4）、在鹽巖段發生卡鉆，多數情況下泡油、泡解卡劑均不解）、在鹽巖段發生卡鉆，多數情況下泡油、泡解卡劑均不解卡，強提，震擊亦難奏效。個別情況下泡淡水或淡水鉆卡，強提，震擊亦

46、難奏效。個別情況下泡淡水或淡水鉆井液，配合大排量洗井見效。井液，配合大排量洗井見效。二、復合鹽層的實鉆特征二、復合鹽層的實鉆特征2 2、鹽巖層的實鉆特征鹽巖層的實鉆特征（5）、鹽巖層段鉆進，鉆井液密度過高，不但不能穩定井壁，）、鹽巖層段鉆進，鉆井液密度過高，不但不能穩定井壁，相反，會使井下阻卡更加嚴重。相反，會使井下阻卡更加嚴重。如：亞肯如：亞肯3井井，鉆遇鹽，鉆遇鹽層后，因井下阻卡，將鉆井液密度由層后，因井下阻卡，將鉆井液密度由1.95g/cm3提至提至2.25 g/cm3、2.32 g/cm3。井下情況不但未見好轉，反而更加。井下情況不但未見好轉，反而更加惡化，阻卡點增多，劃眼困難，阻卡噸

47、位上升。為此又惡化，阻卡點增多，劃眼困難，阻卡噸位上升。為此又將密度降到將密度降到2.15 g/cm32.12 g/cm3。井下情況明顯好轉。井下情況明顯好轉。（6）、巖鹽層段下面普遍存在一個物性較好的砂層或礫石層，）、巖鹽層段下面普遍存在一個物性較好的砂層或礫石層，并且靠近鹽膏層底部，地質卡層對比稍有差錯，就將造并且靠近鹽膏層底部，地質卡層對比稍有差錯，就將造成嚴重井漏。成嚴重井漏。如：羊塔克如：羊塔克1井井，鹽膏層底部，鹽膏層底部5240米，而米，而漏層頂部卻在漏層頂部卻在 5244.30米，距鹽膏層底僅米，距鹽膏層底僅4.3米。南喀米。南喀1井井鹽膏層底部在鹽膏層底部在4940米，而漏層

48、頂部卻在米，而漏層頂部卻在4946.07米，距鹽米，距鹽膏層底部僅膏層底部僅6.07米。米。2 2、鹽巖層的實鉆特征鹽巖層的實鉆特征井眼失穩原因及特征井眼失穩原因及特征（1）、軟泥巖上覆的石膏層、膏泥巖層鉆時均高于軟泥巖的鉆）、軟泥巖上覆的石膏層、膏泥巖層鉆時均高于軟泥巖的鉆時，其每米鉆時約高出一倍以上，時，其每米鉆時約高出一倍以上，如東秋如東秋5井井膏泥巖層鉆時膏泥巖層鉆時為為83158分分/米，軟泥巖鉆時為米，軟泥巖鉆時為6413分分/米。米。（2）、在液柱壓力不足以平衡水平地應力的情況下，水平地應）、在液柱壓力不足以平衡水平地應力的情況下，水平地應力將驅動力將驅動“軟泥巖軟泥巖”向井眼中

49、心蠕動；當液柱壓力與水平向井眼中心蠕動；當液柱壓力與水平地應力負差值較大時，地應力負差值較大時，“軟泥巖軟泥巖”就會發生塑性流動。實就會發生塑性流動。實鉆證明鉆井液密度較低時，在鉆證明鉆井液密度較低時，在“軟泥巖軟泥巖”段連續鉆進進尺段連續鉆進進尺達到米左右時，就會造成惡性卡鉆事故。達到米左右時，就會造成惡性卡鉆事故。如東秋如東秋5井井用密用密度度1.82 g/cm3的鉆井液鉆入的鉆井液鉆入“軟泥巖軟泥巖”僅僅0.85米，發現轉盤米，發現轉盤負荷變重，停轉盤上提至負荷變重，停轉盤上提至210噸（原懸重噸（原懸重128噸），亦不解噸），亦不解卡。卡。二、復合鹽層的實鉆特征二、復合鹽層的實鉆特征3

50、 3、軟泥巖的實鉆特征、軟泥巖的實鉆特征（3）、在）、在“軟泥巖段軟泥巖段”，一旦發生卡鉆事故，采用泡解卡劑、，一旦發生卡鉆事故，采用泡解卡劑、泡淡水，隨鉆震擊均無效果，只有采用爆炸松扣、套銑泡淡水，隨鉆震擊均無效果，只有采用爆炸松扣、套銑倒扣或填井側鉆的方法。如東秋井第一卡鉆后，隨鉆倒扣或填井側鉆的方法。如東秋井第一卡鉆后，隨鉆震擊器震擊器160210噸上擊噸上擊45次，泡解卡劑次，泡解卡劑3次，泡淡水鉆井次，泡淡水鉆井液一次均不能解卡；群井液一次均不能解卡；群井180噸上擊多次，泡解卡劑噸上擊多次，泡解卡劑次也未奏效。次也未奏效。（4）、鉆過）、鉆過“軟泥巖軟泥巖”后，如果鉆井液液柱壓力仍

51、不能平衡后，如果鉆井液液柱壓力仍不能平衡“軟泥巖軟泥巖”的塑性變形，那么在的塑性變形，那么在“軟泥巖軟泥巖”段起下鉆就會段起下鉆就會有阻卡現象。如群有阻卡現象。如群5井鉆過井鉆過“軟泥巖軟泥巖”段后，鉆井液密度段后，鉆井液密度1.65 g/cm3,起下鉆六趟，每次均在起下鉆六趟，每次均在“軟泥巖軟泥巖”段遇阻卡段遇阻卡2040噸，每次下鉆都要劃眼噸，每次下鉆都要劃眼26小時才能通過。將密度小時才能通過。將密度提至提至1.70 g/cm3后，下鉆遇阻降為后，下鉆遇阻降為10噸，不需劃眼就能通噸，不需劃眼就能通過。過。3 3、軟泥巖的實鉆特征、軟泥巖的實鉆特征（5）、）、“軟泥巖軟泥巖”成巖性差，

52、返出的巖屑成團互相粘接，易變成巖性差，返出的巖屑成團互相粘接，易變形，用手可捏成任何形狀，用水一沖很快分散。形，用手可捏成任何形狀，用水一沖很快分散。（6）、）、“軟泥巖軟泥巖”層厚度愈大，塑性流動愈嚴重，所要求的平層厚度愈大，塑性流動愈嚴重，所要求的平衡液柱壓力愈高。如：東秋衡液柱壓力愈高。如：東秋5井用密度井用密度1.71 g/cm3的鉆井的鉆井液鉆進至液鉆進至24522455米，這一小段米，這一小段“軟泥巖軟泥巖”劃眼有時劃眼有時阻卡，將密度提高至阻卡，將密度提高至1.82 g/cm3后，就順利穿過。而在后，就順利穿過。而在25142545米這一大段軟泥巖中，將鉆井液密度提至米這一大段軟

53、泥巖中，將鉆井液密度提至2.03 g/cm3仍發生了卡鉆事故。仍發生了卡鉆事故。（7）、軟泥巖一旦發生蠕變，只能用劃眼的方法消除。）、軟泥巖一旦發生蠕變，只能用劃眼的方法消除。3 3、軟泥巖的實鉆特征、軟泥巖的實鉆特征復合鹽層鉆井技術復合鹽層鉆井技術（之二）（之二）合理鉆井液密度及體系的確定合理鉆井液密度及體系的確定一、合理鉆井液密度的確定一、合理鉆井液密度的確定 鉆井液密度的選擇對復合鹽層井眼穩定至關重要。多數鹽鉆井液密度的選擇對復合鹽層井眼穩定至關重要。多數鹽層卡鉆和復雜情況的產生都應歸咎于鉆井液密度不合適。層卡鉆和復雜情況的產生都應歸咎于鉆井液密度不合適。在深部井段的溫度和應力條件下，鹽

54、巖的流變機制屬于錯在深部井段的溫度和應力條件下，鹽巖的流變機制屬于錯位滑移的范疇。根據其蠕變本構方程得出位滑移的范疇。根據其蠕變本構方程得出維持維持給定給定井眼縮徑率井眼縮徑率n n（1/hrs1/hrs）所需的所需的安全安全泥漿泥漿密度密度的的力學模型力學模型（可用有限元求解）可用有限元求解）：HdrrannDarannDaBraHl/ 12)2()(2)2(l理鉆井液密度及體系的確定合理鉆井液密度及體系的確定一、合理密度的確定一、合理密度的確定為了方便現場應用，根據上述公式繪出了不同溫度、井深條為了方便現場應用，根據上述公式繪出了不同溫度、井深條件下的飽和鹽水鉆井

55、液密度圖版，詳見圖件下的飽和鹽水鉆井液密度圖版，詳見圖4.2.14.2.1至圖至圖4.2.164.2.16。但該密度圖版只適應于推算地層傾角小，構造應力低，非破但該密度圖版只適應于推算地層傾角小，構造應力低，非破碎地層，碎地層，NaClNaCl含量高的鹽巖層鉆井液密度，不適應于計算高構含量高的鹽巖層鉆井液密度，不適應于計算高構造應力區和含軟泥巖的鹽層鉆井液密度。造應力區和含軟泥巖的鹽層鉆井液密度。對軟泥巖的鉆井液密度，主要應考慮以下幾個方面的影響：對軟泥巖的鉆井液密度，主要應考慮以下幾個方面的影響：1 1）、有效上覆巖層壓力的影響；）、有效上覆巖層壓力的影響；2 2）構造應力的影響；）構造應力

56、的影響；3 3）軟泥）軟泥巖厚度的影響。根據軟泥巖的材料力學特性及幾口井軟泥巖的巖厚度的影響。根據軟泥巖的材料力學特性及幾口井軟泥巖的鉆井經驗教訓，平衡軟泥巖蠕變的鉆井液液柱壓力應大于或等鉆井經驗教訓，平衡軟泥巖蠕變的鉆井液液柱壓力應大于或等于最大水平低應力。于最大水平低應力。對石膏、膏泥巖層在實現鉆井液與地層的化學平衡后，力學對石膏、膏泥巖層在實現鉆井液與地層的化學平衡后，力學平衡密度主要考慮膏泥巖段的泥巖穩定。平衡密度主要考慮膏泥巖段的泥巖穩定。合理鉆井液密度及體系的確定合理鉆井液密度及體系的確定二、合理體系的確定二、合理體系的確定 根據地層特性及成本等各方面因素，結合鉆井實踐，根據地層特

57、性及成本等各方面因素，結合鉆井實踐，目前最適合的復合鹽層鉆井液體系有五種：目前最適合的復合鹽層鉆井液體系有五種：1 1、聚合物飽和鹽水鉆井液體系、聚合物飽和鹽水鉆井液體系2 2、氯化鉀、氯化鉀/ /氯化鈉過飽和鹽水鉆井液體系氯化鈉過飽和鹽水鉆井液體系3 3、氯化鉀、氯化鉀/ /氯化鈉復合飽和鹽多元醇鉆井液體系氯化鈉復合飽和鹽多元醇鉆井液體系4 4、油包水乳化鉆井液體系、油包水乳化鉆井液體系5 5、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液體系、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液體系合理鉆井液密度及體系的確定合理鉆井液密度及體系的確定二、合理體系的確定二、合理體系的確定1、聚合物飽和鹽水鉆井液體系、聚合物飽和鹽水鉆井液體系

58、 對地層中粘土的水化膨脹和分散有很強的抑制作用，可使鹽對地層中粘土的水化膨脹和分散有很強的抑制作用，可使鹽的溶解減至最小程度，從而避免大肚子井眼的形成。不能解決的溶解減至最小程度，從而避免大肚子井眼的形成。不能解決深部鹽層溶解引起的各種復雜情況。一般情況下，它僅適用于深部鹽層溶解引起的各種復雜情況。一般情況下，它僅適用于井深小于井深小于4500m的復合鹽層。如果在鉆井液中加入適量的鹽結的復合鹽層。如果在鉆井液中加入適量的鹽結晶抑制劑與過量鹽，使其含鹽量在地面呈過飽和而在井底高溫晶抑制劑與過量鹽，使其含鹽量在地面呈過飽和而在井底高溫下仍處于飽和狀態，便可抑制鹽的溶解。下仍處于飽和狀態，便可抑制鹽

59、的溶解。2、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液體系、氯化鉀聚磺飽和鹽水鉆井液體系 抗高溫和抗污染性能強，而且在深井高溫條件下有較穩定的抗高溫和抗污染性能強，而且在深井高溫條件下有較穩定的鉆井液流變性能，低鉆井液流變性能，低HTHP濾失量。適合羊塔克地區下第三系濾失量。適合羊塔克地區下第三系（49005300m）鉆遇的復合鹽層。）鉆遇的復合鹽層。合理鉆井液密度及體系的確定合理鉆井液密度及體系的確定二、合理體系的確定二、合理體系的確定3、氯化鉀、氯化鉀/氯化鈉過飽和鹽水鉆井液體系氯化鈉過飽和鹽水鉆井液體系 加入鹽結晶抑制劑，使體系中的鹽達到過飽和，以防止無機加入鹽結晶抑制劑，使體系中的鹽達到過飽和，以防止無

60、機鹽因在地面重結晶而被篩除。該體系不僅具有良好的抗鹽污染鹽因在地面重結晶而被篩除。該體系不僅具有良好的抗鹽污染的能力，同時具有較強的防塌能力，適用于間斷出現的、不連的能力，同時具有較強的防塌能力，適用于間斷出現的、不連續的大段鹽膏層。續的大段鹽膏層。4、氯化鉀、氯化鉀/氯化鈉復合飽和鹽多元醇鉆井液體系氯化鈉復合飽和鹽多元醇鉆井液體系 該鉆井液體系不僅具有很強的抑制性和封堵能力，而且具有良該鉆井液體系不僅具有很強的抑制性和封堵能力，而且具有良好的抗鹽（特別是好的抗鹽（特別是Ca2+）、抗高溫、抗污染能力以及優良的潤）、抗高溫、抗污染能力以及優良的潤滑性和流變性。現場試驗表明，該鉆井液體系易于維護