苏延辉，耿学礼，郑晓斌，李文良，黄毓祥，史斌，张静

CFD某油田碳质泥岩层钻井坍塌原因分析及对策研究

苏延辉，耿学礼，郑晓斌，李文良，黄毓祥，史斌，张静

（中海油能源发展股份有限公司 工程技术分公司，天津 300452）

CFD某油田2h井水平段着陆前钻遇碳质泥岩层发生坍塌，影响钻井时效，为满足该油田后续钻井需求，针对性开展坍塌原因分析和对策研究。综合分析钻井液性能与井壁坍塌的关联性、坍塌掉块的层理结构和黏土矿物组分，确定钻井液密度低、封堵性能和抑制性能不足是碳质泥岩层坍塌的主要因素。从力学对策方面，基于强度各向异性模型建立了井斜与坍塌压力的关系曲线，为钻井液密度的选择提供指导。从化学对策方面，通过抑制剂和封堵剂的优选，加入体积分数分别为1%聚胺抑制剂+5%细目碳酸钙+1%纳米封堵材料后的钻井液岩屑回收率达91.39%，高温高压失水降低22.41%，坍塌掉块的点荷载强度降低率从优化前的32.45%降至13.6%。研究结果为解决实物资料少及现场亟需钻井防塌措施提供参考。

碳质泥岩； 钻井液； 坍塌； 抑制； 封堵

由于受钻井液密度、防塌性能和地层适用性等多因素影响，硬脆性泥页岩在钻井过程中的井壁坍塌一直以来都是石油钻井面临的一大难题[1⁃3]。渤海油田东营组下段至沙河街组普遍存在硬脆性泥岩，受较高的地应力作用，层理、裂缝、微裂隙等弱结构面普遍存在，导致井壁容易坍塌破坏[4⁃6]。解决井壁坍塌主要从力学、化学、力化耦合等方面进行，力学通常应用于常规弹性模型对坍塌压力的预测，化学措施的前提是围绕坍塌样品进行机理分析。……