陈忠华 耿 铁 彭胜玉 孙 强 刘 刚 郝彬彬

（中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，河北三河 065201）

Inyashe-2 井位于钦敦次盆Yeyein 构造的东缘火山岛弧带的Inyashe 构造上，是缅甸C2 区块的第2 口探井，2011 年曾经在该区块钻过Inyashe-1 井。在区域背景和烃源方面，Inyashe-2 井与Inyashe-1 井都是处于钦敦次盆和睡宝次盆之间的中央岛弧带，烃源均来自于钦敦次盆的古新统和白垩系地层，但由于地处火山岛弧的不同构造位置，火山活动的影响作用也有一定的差异性，导致构造的类型和规模以及形成的时间等成藏要素方面会有所不同。区域研究表明［1-2］：上新统，中新统，渐新统，始新统，白垩系之间以及中新统内部发育不震合面，形成白垩系—渐新统，中新—上新统两套构造层。Inyashe-2井为一口直井，在钻井过程中，出现不同程度的井壁失稳，造成起下钻遇阻卡，井径不规则，既影响钻井速度，又影响固井质量。基于岩石力学原理的井壁失稳分析方法相对比较成熟［3-7］， 通过Inyashe-2井测井数据与井径数据、地层岩性及钻井液性能评价等多种途径深入分析了本井坍塌情况及特点，探讨了其失稳原因，为后续钻进控制井壁失稳提供了 经验。

1 缅甸Inyashe-2 井井壁失稳概况

Inyashe-2 井一开Ø444.5 mm 井眼钻用密度为1.1 g/cm3膨润土钻井液，钻井过程中，逐渐提高钻井液密度至1.25 g/cm3，钻至243 m 顺利下入Ø339.7 mm 表层套管；二开Ø311.1 mm 井眼采用密度为1.40 g/cm3PDF-KCl/PLUS 钻井液，钻至1 257 m 中完，电测过程中，密度提高到1.63 g/cm3。二开井段出现了较为严重的井壁坍塌及井径扩大率偏大情况。

1.1 井径扩大率

从图1 与表1 可以看出：（1）Inyashe-2 井二开井段约1/3 井段井眼较规则，接近钻头直径，约2/3井段井塌较严重，井径变化大。（2）始新统上部大部分井段井径较规则，中下部井段井塌严重；整个层段缩径段仅0.6 m，仅占1.5%，扩径段占98.5%。全层段平均井径扩大率为15.95%。（3）白垩系顶部井径扩大，中部井塌严重，底部井眼较规则；整个层段缩径段仅37.1 m，扩径段占98.5%。全层段平均井径扩大率为8.82%。

图1 Inyashe-2 井二开井径图

表1 Inyashe-2 井井径扩大率与缩径比

1.2 起下钻阻卡情况

Inyashe-2 井二开Ø311.1 mm 井段钻井过程发生严重起下钻阻卡，具有以下特点：

（1）起下钻阻卡从取心钻进至500.27 m，下取心钻具开始遇阻划眼，直至中完。

（2）起钻、下钻均发生阻卡，而且随井加深逐渐严重，下钻遇阻划眼时间与井段均长于（多于）起钻。

（3）起下钻遇阻划眼最困难井段：始新统与古新统—白垩系400～780 m、1 100～1 050 m。

（4）该井钻遇古新统—白垩系上部地层时，刚钻完的井段能起出，但下钻遇阻划眼；钻至与古新统—白垩系中下部地层（947～1 257 m），新钻井眼起钻就开始遇卡划眼。

（5）提高钻井液密度，提高钻井液封堵性能，起下钻遇阻卡严重程度降低，直到恢复正常。

2 Inyashe-2 井井壁坍塌特点

Inyashe-2 井按照设计所规定钻井液密度此密度依据地层坍塌压力进行设计）进行钻进，但在始新统中下部、古新统部分井段仍发生井塌，部分井段井壁比较稳定。通过对Inyashe-2井测井数据与井径数据、地层岩性及钻井液性能等资料分析，得出该井井壁失稳的特点有以下几点。

（1）Inyashe-2 井井壁失稳地层裂隙发育。井塌发生在地层密度低的地层，如始新统448～507 m、532～ 571 m 井段，古新统的660～810 m、834～873 m、930～946 m、 1 018～1 089 m 井段。而地层密度高的地层，井径较规则，如古新统的575～659 m、811～833 m、874～929 m、947～1 017 m、1 090～1 249 m 井段。低密度地层可能是由于地层裂隙发育而引起的，而且密度越低，裂隙越发育。该井始新统448～507 m、532～571 m 井段岩石密度较相邻地层大幅度下降，该井段井塌十分严重，井径扩大率高达150%～182%（图2）。

（2）伽马值表示地层中泥质含量多少，但Inyashe-2井井塌严重程度与伽马值高低关系不密切。

（3）井塌严重程度与地层声波值大小关系密切，井塌严重井段的声波值高于相邻井径扩大率小的地层。

（4）井塌严重程度与钻速大小关系不密切。

图2 Inyashe-2 井井径、钻速、岩石密度、自然伽马与声波时差曲线

（5）从录井图得出，井塌严重程度与岩性关系不密切，井塌发生在凝灰岩、凝灰质泥岩，凝灰质砂岩等各种岩性地层。

（6）从图3 可以看出，Inyashe-2 井采用密度1.36～ 1.40 g/cm3钻井液二开，此密度低于地层坍塌压力的当量密度，该井从357 m 开始就发生较严重井塌，井径扩大率高达15%以上。

图3 Inyashe-2 井压力剖面

3 Inyashe-2 井井壁失稳原因探讨

Inyashe-2 井钻井过程中按设计要求提高钻井液密度，采用强抑制、强封堵钻井液。但该井从钻进始新统中下部开始发生起下钻阻卡，而且下钻阻卡较为严重。该井钻到420 m 之后，随着井深的增加，钻井液密度按照设计要求，逐渐提高到1.60 g/cm3，均高于地层坍塌压力；但钻进420 m 以下地层中，部分井段井塌严重，而部分井段，井径较规则。通过对地层特性的分析：垮塌井段地层岩性为主要为凝灰岩［8-10］，没有有效的胶结物，裂隙发育，岩石硬脆破碎，岩石强度差，而且上下不均，有扰动构造，易坍塌掉块，极易受“水劈”作用而剥落。对Inyashe-2 井井壁失稳的原因得出以下初步认识：

（1）部分井段钻井液密度低于地层坍塌压力。Inyashe-2 井采用强抑制强封堵的钻井液，依据预测的地层坍塌压力的当量密度附加0.5 g/cm3来确定钻井液密度进行钻进，能有效控制裂隙不发育地层顺利钻进，井径较规则；但对于裂隙发育的地层，该井所使用的钻井液尽管已具有较强的封堵性能，但还不足以有效封堵裂隙发育的地层，在压差作用下，钻井液滤液进入地层，引起岩石强度下降，近井筒地层孔隙压力增高，从而导致地层坍塌压力增高，现场所使用的钻井液密度低于增高的地层坍塌压力当量密度，从而诱发井塌。该井在完钻后钻井液密度提高到1.63 g/cm3，井壁失稳得到控制，中完测井空井54 h，下钻下套管均顺利进行。

（2）划眼时排量低。钻井过程与划眼过程中排量都在±2 600 L/min，塌块不能及时带出，振动筛多次返出磨圆的塌块，钻井至1 094 m 起钻至套管鞋内遇阻划眼返出大量塌块。

（3）钻井液具有强的抑制性，但封堵性能仍不足以控制钻井液滤液进入裂隙发育的地层，导致地层坍塌压力增高，诱发该井段地层井壁失稳。

对现场使用的钻井液配方在室内进行性能实验，实验结果见表2～6。表3 中，一次滚动回收条件：90 ℃×16 h；二次滚动回收条件：80 ℃×4 h。表6 中，将磨好的岩石塌块在现场90 ℃钻井液中浸泡24 h 后，进行点载荷实验。从表2 与表4 可以看出，该组钻井液的初切比较低，流变性比较好、HTHP 滤失量较低并具有良好的抑制性。表4 与表5 的数据3 种密度40～60 目的封堵性能比较好， 20～40 目60 ℃的封堵性能较好而90 ℃比较差。通过塌块浸泡及点载荷试验，很多塌块直接浸泡裂开，没有浸泡裂开的岩块岩石强度下降非常大，表明岩块在现场使用的钻井液配方中不能保持稳定，钻井液封堵性能较差，滤液渗进岩块厉害。

表2 钻井液基本性能

表3 Inyashe-2 井钻井液抑制性能评价

表4 不同密度钻井液对砂床（40～60 目）封堵性能

表5 不同密度钻井液对砂床（20～40 目）封堵性能

表6 Inyashe-2 井岩石强度实验

4 结论

（1）井壁失稳是造成Inyashe-2 井起下钻阻卡主要原因。井塌与起下钻阻卡主要发生在始新统中下部与古新统400～780 m、1 100～1 050 m 井段。

（2）坍塌地层与岩性关系不密切，该井井塌主要发生在裂隙发育的地层中。

（3）井壁失稳主要原因是：部分井段钻井液密度低于地层坍塌压力；钻井液封堵性不足以控制钻井液进入裂隙发育的地层，从而引发岩石强度下降，坍塌压力增高，井壁失稳。

（4）排量低加剧了该井起下钻阻卡处理时间。

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