哈萨克斯坦希望油田MKT地层的失稳造成钻井过程复杂，引发固井蹩泵留水泥堵塞事故。通过对该区地质情况调查及岩性分析，结合现场钻井过程MKT地层失稳的经验教训，分析MKT地层失稳的原因，提出解决的思路及对策，并制定了具体施工的方案用于钻井过程，成功解决了该地层的井壁失稳问题。

希望油田属北特鲁瓦构造，在沉积环境上为滨海相沉积，其构造上部为第四系、白垩系、侏罗系以及三叠系，埋深一般在1000m左右； 二叠系上部（P2t、 P2kz 、P2uf），埋深一般为1400m～1500m，二叠系中部P1kg，埋深一般为1900m左右， 二叠系下部P1as，埋深一般为2400m左右； 石炭系中上部KT-I ，埋深一般为2740m左右， 石炭系中部MKT，埋一般为3100m左右， 石炭系下部KT-Ⅱ，埋深一般为3450m左右。

MKT地层以泥岩为主，主要以泥质灰岩、泥质粉砂岩、灰质泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、灰质粉砂岩与其互层，2800~2900m井段还含有砾状粉砂岩和砾岩。

问题及原因

MKT地层施工中出现的复杂情况主要有：MKT地层钻进中出现扭距不稳，有打倒车甚至憋停转盘现象；时有上提下放钻具遇阻，接单根困难问题；在MKT地层钻进过程震动筛岩屑量大，并携带到当下一地层；电测和下套管时遇阻，电测井径该断较大，存在糖葫芦井眼现象；下完套管循环过程始终有钻屑返出，不能有效清洗井眼；在固井注水泥和替水泥过程中经常出现高泵压甚至蹩泵，造成固井事故等等。

问题及事故的原因是：钻井中使用低密度钻井液（小于1.12g/cm3）使得MKT泥岩段井壁稳定造成困难；MKT地层以泥岩为主，粘土矿物的表面水化膨胀和渗透水化膨胀导致垮塌；地层对排量影响敏感，即所说的速敏，而排量大则井径大；钻井液的流变性影响；油层套管环空间隙小，循环过程中，流体对井壁剪切冲刷严重，造成井壁剥落掉快始终不能清洁井眼；固井过程中由于前置液、水泥浆于钻井液不同，钻屑在环空小井眼或套管扶正器处堆积，导致循环不通而造成事故。

方案及措施

MKT地层，在该段施工密度要求（小于1.12g/cm3）受到限制的情况下，主要从提高钻井液的抑制性、加强钻井液的封堵护壁性降低表面水化能力、利用反渗透原理改变渗透水化压力方向提高井壁的稳定性、严格控制失水小于4ml、使用较底的PH值7～8、控制适当的泥浆流变性、在泥浆液流很小冲蚀井壁的情况下获得较清洁的井眼、优化钻井参数缩短地层吸附水时间七个方面着手。

固井问题要做好井眼准备，做到起下钻畅通无阻、电测下套管顺利，在井眼较好的情况下仍有“灌香肠”现象，考虑固井用前置液的性质是否与地层不匹配，做好水泥浆的配方，使水泥浆有好的流变性，以防水泥浆提前稠化，在固井过程中，合理调整注水泥过程中的排量及替浆排量，有效降低U型管效应。

钻井液体系需选用聚合物抑制-络合铝防塌-聚磺钻井液体系，配方如表1所示。

采用综合防塌技术，确保MKT地层井壁稳定。MKT地层防塌是根据该地层特点采用力学和化学及多元化措施相结合的防塌工艺技术，进入MKT(泥板层严重坍塌)地层前20~30米及时加入PLA-1络合铝防塌剂2%~3%，并在钻进过程中继续补充保持其含量在2%~2.5%以上，通过铝络合物强抑制剂的配位吸附作用及成膜作用，在井壁及钻屑上牢固吸附成膜，从而稳固井壁，抑制钻屑分散，达到防塌的目的。另外络合物防塌泥浆可在滤饼中形成晶状体沉淀物  减少滤液进入地层，起到阻止孔隙压力传递、提高井下力学支撑井壁的作用。

多元化防塌选择具有K+的聚合物（K-PAM,FA-367）包被抑制剂，它们之中的K+离子有很好的镶嵌防塌能力，大分子处理剂，通过对地层层理、孔隙的填充封堵、大分子的多点吸附起到良好的稳定井壁的作用，加入多种复合降失水剂，改善泥饼质量，确保井壁稳定。

钻进中严格控制泥浆上返速度，减缓了对井壁的剪切冲蚀破坏。通过防塌措施，第二轮完成井钻进MKT地层在低密度条件下井壁稳定。全井段泥浆滤失量小于5 ml，泥浆密度不超设计密度。钻完进尺后循环起钻拉井壁，如遇阻卡要反复短拉直至畅通。电测和下套管前须用FA-367或FA-367、SPA-101打封闭，封闭井底300米井段。钻进时泥浆性能：密度1.12g/cm3~1.14g/cm3、粘度：45~80S、失水4~5ml、泥饼0.5mm、切力2-4/5-9、PH值8～9、含砂量0.3%。

井塌技术措施要点：起钻坚持灌好泥浆，钻具起完后井筒内必须灌满泥浆；控制泥浆密度及其性能的变化幅度；进入KT-1、MKT等易垮塌井段，要注意观察井下情况，保持钻井液性能的相对稳定，提高钻井液的抑制性与护壁减阻性；发现掉块要加强泥浆的抑制性，加大防塌剂的用量，并调整泥浆的流变性，及时将掉块带出地面；禁止在易塌井段高速起下钻，以免抽汲过大或钻具碰撞井壁而导致井塌；不能在同一井深长时间大排量循环钻井液；三开以后就进入KT1地层（即产层），从钻井过程来说应该进入完井的准备阶段，因此，从钻井液体系、钻井液配制、钻井液性能控制，钻井参数选择及操作都应该把平衡地层压力抑制地层掉块和垮塌作为重点。

完井技术措施主要有井眼准备、下套管作业技术、固井准备及固井。井眼准备在钻达设计井深后，充分循环泥浆，直到振动筛上基本无钻屑返出才能起钻进行电测保证井眼通过能力，确保套管顺利下井。下套管作业技术要求使用套管螺纹密封脂，用带扭矩仪的液压套管钳上扣，根据井眼情况尽量少下，一般KT1井段3～5只，KT2井段3～5只，所有入井套管必须逐根检查管内是否有堵塞物，严禁井口及管内落。固井准备及固井要提前做好现场水泥和水样的送检工作，干水泥的混拌采用双级过滤；固井专门准备水罐配置药品水，药品水的配置应提前1～2天内完成，并在现场完成大样的复试工作。

应用成果

希望油田MKT地层防塌技术基本解决了该地层的垮塌问题，解决了钻井过程中因井垮引起的一系列复杂情况，提高了电测成功率，避免了由井眼准备问题造成的固井失败，从而证明解决MKT地层垮塌的思路及技术方案是正确的。

根据现场施工的过程和结果，部分井的井径扩大率比较大，还需进一步收集资料，提高认识，完善措施。对于MKT地层垮塌的机理，还有待于进一步研究分析，以便有效地指导现场实践，最终形成一套彻底解决该区井垮的技术方案。

三开MKT地层（泥板层）井壁坍塌是希望油田存在的钻井难题，现在基本得到解决，三开井径比较规则。目前在希望油田共开钻7口，完钻5口，完井6口，平均机械钻速3.76m/h。井身质量合格率100%，固井质量合格率100%，2008年固井质量合格率70.2%，如表2所示。