王东明， 陈 勉， 罗玉财， 于建涛， 徐明磊， 虞海法， 杨 恺

（1.中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552；2.中国石油大学（北京）石油天然气工程学院， 北京102249；3.渤海钻探工程技术研究院，天津 300451）

华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究

王东明1， 陈 勉2， 罗玉财1， 于建涛1， 徐明磊3， 虞海法1， 杨 恺3

（1.中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552；2.中国石油大学（北京）石油天然气工程学院， 北京102249；3.渤海钻探工程技术研究院，天津 300451）

王东明等.华北古近系及潜山内幕地层井壁稳定性研究[J].钻井液与完井液，2016，33（6）：33-39.

华北油田古近系地层以砂泥岩为主体，间或有玄武岩、煤层等，存在不同压力系统，复杂情况以垮塌、漏失、遇阻、划眼为主，潜山带灰岩地层裂缝发育，卡钻和井漏事故多发，钻井复杂事故占全井的73.62%。从矿物组分分析、岩石力学特征、地应力测试、钻井液浸泡的影响入手，探索出古近系地层井壁失稳机理。古近系地层黏土矿物含量高，岩石水化膨胀严重，地层岩石黏聚力和内摩擦角变化幅度大（6～25 MPa、26°～45°），长时间浸泡后易形成缝网，当钻井液液柱压力高于坍塌压力达到某种程度时，裂隙宽度呈几何倍数增加，导致井壁掉块；奥陶系和蓟县系灰岩地层地应力差相对较大，岩石微裂缝发育，高地应力作用下易产生微裂缝，且多沿弱面破坏，而引起坍塌和漏失。为解决以上问题，在KCl-聚磺钻井液中引入了聚胺抑制剂和纳米防塌封堵剂BZ-PNP，提高抑制性和封堵能力，并增大润湿角，降低岩石亲水能力。该技术在阳探1、文安101x、安探1x等深井古近系地层进行了应用，取得了井壁稳定、钻井复杂事故为零的效果，其中阳探1井顺利钻穿邻井垮塌严重的大段泥页岩地层，平均井径扩大率1.8%，最大井径扩大率14.82%；……