塔河油田及周緣超深井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

易 浩， 杜 歡， 賈曉斌， 羅發(fā)強

(1.中國石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊 830011；2.中國石化西北油田分公司鉆井完井工程管理處，新疆烏魯木齊 830011)

塔河油田及周緣超深井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

易 浩1， 杜 歡2， 賈曉斌1， 羅發(fā)強1

(1.中國石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊 830011；2.中國石化西北油田分公司鉆井完井工程管理處，新疆烏魯木齊 830011)

隨著塔河油田及周緣勘探開發(fā)的深入及勘探領(lǐng)域的外擴，油藏埋深不斷增加，原有井身結(jié)構(gòu)開始顯現(xiàn)出其局限性,并影響鉆井提速和鉆井安全。為解決這一問題，根據(jù)具體地層情況，結(jié)合“自下而上”和“自上而下”井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，根據(jù)地層壓力分布情況和必封點確定表層套管、技術(shù)套管和油層套管的直徑和下深，將四開井身結(jié)構(gòu)簡化為三開井身結(jié)構(gòu)，將φ177.8 mm套管優(yōu)化為φ193.7 mm套管，形成了適合塔河油田主體非鹽區(qū)等地質(zhì)條件相對簡單區(qū)塊超深井高效鉆井的φ193.7 mm套管直下三開井身結(jié)構(gòu)；采用φ265.1 mm或φ206.4 mm套管封隔鹽膏層，形成了適合塔河油田主體鹽體分布區(qū)超深鹽層井優(yōu)快鉆井的“長裸眼穿鹽”和“專封鹽膏層”井身結(jié)構(gòu)；采用φ273.1 mm(φ311.1 mm)、φ206.4 mm(φ241.3 mm或φ215.9 mm)等非常規(guī)套管-井眼尺寸，形成了適合地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)塊超深井安全鉆井的井身結(jié)構(gòu)。通過簡化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)化套管直徑及下深，實現(xiàn)了地質(zhì)條件相對簡單區(qū)塊的鉆井提速、提效目的；通過優(yōu)化非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)，確保了在地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)塊的安全鉆進。

超深井 鹽膏層 火成巖 井身結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計

塔河油田及其周緣儲層埋藏深，鉆遇層位多，區(qū)塊間地層差異大，地質(zhì)特征多樣化，具有構(gòu)造復(fù)雜、特殊地層發(fā)育、地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜等特點，鉆井過程中普遍存在鉆井周期長、鉆井效率低、井下故障多等問題。針對上述復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和諸多的工程技術(shù)難點，通過多年的探索、研究和實踐,不斷優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，形成了塔河油田及周緣超深井井身結(jié)構(gòu)系列，為該區(qū)域增儲上產(chǎn)、降本增效及加快勘探開發(fā)進程做出了重要貢獻。但井身結(jié)構(gòu)需要根據(jù)油田開發(fā)需求不斷地、持續(xù)地優(yōu)化，因此，為了解決原有井身結(jié)構(gòu)開始顯現(xiàn)的局限性，筆者系統(tǒng)論述了塔河油田及周緣超深井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的持續(xù)研究及演變過程，并重點闡述了鉆井、完井、開發(fā)挖潛的一體化設(shè)計理念，以期對其他地區(qū)的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計有一定借鑒作用。

1 地質(zhì)特征及超深井鉆井技術(shù)難點

1.1 地質(zhì)特征

1) 儲層埋藏深，鉆遇層位多。塔河油田及其周緣超深井的目的層以奧陶系碳酸鹽巖油藏為主，自下而上主要鉆遇奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系等地層。

2) 鹽膏層發(fā)育[1]。庫車坳陷山前構(gòu)造帶古近系巨厚復(fù)合膏鹽層(含膏巖、鹽巖與軟泥巖)發(fā)育，跨度可達3 000.00 m；塔北沙雅隆起石炭系巴楚組鹽膏層(以純鹽巖為主，有不等厚的泥巖及膏巖夾層)發(fā)育，厚度30.00～300.00 m，埋深5 100.00～5 600.00 m。

3) 高壓鹽水層、高壓氣層發(fā)育。庫車坳陷山前構(gòu)造帶新近系、古近系高壓鹽水層地層孔隙壓力當(dāng)量密度2.35～2.47 g/cm3；巴麥地區(qū)麥蓋提斜坡西南古近系高壓鹽水層地層孔隙壓力當(dāng)量密度達2.35 g/cm3；庫車坳陷山前構(gòu)造帶白堊系舒善河組高壓氣層壓力當(dāng)量密度2.20 g/cm3。

4) 二疊系和奧陶系地層的壓力窗口窄。二疊系火成巖硬脆性低壓地層微裂縫發(fā)育，易塌、易漏；奧陶系灰?guī)r地層裂縫、孔洞發(fā)育，易漏、易涌。

1.2 超深井鉆井技術(shù)難點

長期以來，塔河油田及周緣深井、超深井普遍采用的井身結(jié)構(gòu)為φ660.4 mm鉆頭×φ508.0 mm套管+φ444.5 mm鉆頭×φ339.7 mm套管+φ311.1 mm鉆頭×φ244.5 mm套管+φ215.9 mm鉆頭×φ177.8 mm套管+φ149.2 mm鉆頭。該井身結(jié)構(gòu)在地質(zhì)條件相對簡單的區(qū)域比較適用,對于規(guī)范鉆井工具、工藝及滿足地質(zhì)、鉆井及采油等方面的要求起到了積極作用[2]，但隨著塔河油田開發(fā)的深入、勘探領(lǐng)域的擴大，開始顯現(xiàn)出一些局限性。具體而言，塔河油田及周緣超深井鉆井技術(shù)難點主要表現(xiàn)在以下3方面：

1) 地質(zhì)條件相對簡單的區(qū)塊，如塔河油田主體非鹽區(qū)，采用上述井身結(jié)構(gòu)井的鉆井周期普遍較長，建井成本高，難以同時滿足安全、經(jīng)濟的要求。

2) 地質(zhì)條件相對復(fù)雜的區(qū)塊,如塔河油田主體鹽下區(qū)，采用上述井身結(jié)構(gòu)，常規(guī)API套管抗擠強度難以承受石炭系巴楚組鹽膏層蠕變，易出現(xiàn)套管變形和損壞。如躍參區(qū)塊目的層埋深超過7 000.00 m，采用上述井身結(jié)構(gòu)，因技術(shù)套管下深不合理，同一開次揭示二疊系易塌易漏的火成巖地層、志留系易塌泥巖地層等多個復(fù)雜地層，卡鉆、井漏等井下故障頻發(fā)，導(dǎo)致鉆井周期較長。

3) 地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)塊，如塔河油田超深層、天山南山前構(gòu)造，由于對地層了解不充分，上述井身結(jié)構(gòu)難以滿足超深井的要求。要提高深井鉆井的成功率，就必須有足夠的套管層次儲備，以便鉆遇未預(yù)料到的復(fù)雜層位時，能夠及時封隔并繼續(xù)鉆進[3]。

2 超深井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

基于勘探開發(fā)需求，隨著對地質(zhì)特征的深入認識、鉆井裝備的日益改善、鉆井工藝技術(shù)的不斷發(fā)展以及國產(chǎn)套管在質(zhì)量方面的逐年提高，塔河油田及周緣超深井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計得以不斷優(yōu)化，主要體現(xiàn)在以下3方面：一是井身結(jié)構(gòu)簡化，二是套管直徑及下深優(yōu)化，三是非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2.1 井身結(jié)構(gòu)簡化

地質(zhì)條件相對簡單的區(qū)塊，如塔河油田主體非鹽區(qū)和塔中卡塔克1區(qū)塊等，非儲層地層孔隙壓力當(dāng)量密度為1.08～1.24 g/cm3，屬正常壓力系統(tǒng)，地層壓力變化不大。地層巖性以砂巖、泥巖為主，部分區(qū)域二疊系火成巖地層裂縫發(fā)育。

以塔河油田主體非鹽區(qū)為例，井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化的歷程可劃分為3個階段：第一階段為安全成井階段(1998—2001年)，該階段為了安全成井，采用常規(guī)四開井身結(jié)構(gòu)；第二階段為優(yōu)快鉆井階段(2002—2011年)，為加快油田開發(fā)速度，降低鉆井投資，根據(jù)地質(zhì)特征，部分井采用φ177.8 mm套管直下的三開井身結(jié)構(gòu)[4-9]；第三階段為高效鉆井階段(2012年至今)，為滿足后期老井側(cè)鉆下套管封隔易塌泥巖地層的需求，采用φ193.7 mm套管直下的三開井身結(jié)構(gòu)。

2.1.1 安全成井階段

塔河油田勘探開發(fā)初期采用四開井身結(jié)構(gòu)(見表1)，其中，φ177.8 mm尾管下至目的層奧陶系頂部，單獨揭示目的層。基于當(dāng)時的技術(shù)水平和鉆井周期長的情況，為降低施工風(fēng)險下入φ244.5 mm技術(shù)套管。

表1所示井身結(jié)構(gòu)考慮了塔河油田鉆井中存在的復(fù)雜情況、完井作業(yè)及后期井下作業(yè)的要求，是常用的、成熟的井身結(jié)構(gòu)，在塔河油田碳酸鹽巖油藏應(yīng)用較廣，保證了超深井的安全鉆井、完井及后期井下作業(yè)的順利進行。

2.1.2 優(yōu)快鉆井階段

隨著塔河油田開發(fā)規(guī)模的擴大，為提高鉆井效率、降低開發(fā)成本、完成產(chǎn)能目標(biāo)，在對地質(zhì)特征、壓力系統(tǒng)深入認識和鉆井、完井工藝及配套技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，開展了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，將井身結(jié)構(gòu)由原來的四開井身結(jié)構(gòu)簡化為三開井身結(jié)構(gòu)(見表2)。為了更有效地發(fā)揮三開井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗，應(yīng)用了螺桿鉆具配合高效PDC鉆頭及聚磺防塌鉆井液進行鉆進。

φ177.8 mm套管直下的三開井身結(jié)構(gòu)較四開結(jié)構(gòu)減少一開次，少下一級技術(shù)套管，不僅節(jié)約了管材，而且由于開孔直徑縮小和采用了“PDC鉆頭+螺桿鉆具”復(fù)合鉆井技術(shù)，機械鉆速提高，單井鉆井周期縮短，鉆井成本降低。

簡化的三開井身結(jié)構(gòu)在塔中地區(qū)卡塔克1區(qū)開發(fā)井進行了應(yīng)用，相比四開井身結(jié)構(gòu)平均機械鉆速提高45.7%，平均鉆井周期縮短20.5%。

2.1.3 高效開發(fā)階段

針對φ177.8 mm套管開窗側(cè)鉆難題，通過研究井眼直徑與套管間隙的配套關(guān)系，將二開井眼直徑放大至φ250.8 mm，下入φ193.7 mm油層套管，三開使用φ165.1 mm鉆頭鉆進(記為新三開井身結(jié)構(gòu)，設(shè)計結(jié)果見表3)，后期側(cè)鉆可不擴孔下入φ139.7 mm套管，封隔復(fù)雜泥巖地層或水層，下一開次采用φ120.6 mm鉆頭鉆進。

截至2013年底，φ193.7 mm套管直下的新三開結(jié)構(gòu)井已在塔河油田及周緣推廣應(yīng)用206井次，與φ177.8 mm套管直下的三開井身結(jié)構(gòu)相比，平均機械鉆速和鉆井周期相當(dāng)(見表4)。

表4 四開、三開和新三開井身結(jié)構(gòu)鉆井指標(biāo)對比

Table 4 Comparison of four-stage,three-stage and new three-stage casing programs

2.2 套管直徑及下深優(yōu)化

地質(zhì)條件相對復(fù)雜的區(qū)塊，如塔河油田主體鹽體分布區(qū)巴楚組及巴麥玉北區(qū)塊古近系鹽膏層發(fā)育，躍參區(qū)塊目的層埋深超過7 000.00 m，通過優(yōu)化套管直徑及下深，實現(xiàn)了安全優(yōu)快鉆井。

2.2.1 超深鹽層井

塔河油田南緣鹽體分布區(qū)面積達2 000 km2,鹽膏層埋深一般超過5 100.00 m，個別區(qū)域埋深達到5 600.00 m，具有埋藏深、厚度大、鹽純、塑性蠕動強的特點。

為實現(xiàn)鹽膏層以下奧陶系油氣的勘探開發(fā)，深入研究鹽膏層的蠕變特性、鹽體分布區(qū)地層的三壓力剖面和鹽膏層鉆井技術(shù)，形成了“長裸眼”鹽膏層

鉆井技術(shù)和“專打?qū)７狻丙}膏層鉆井技術(shù)，實現(xiàn)了塔河油田南緣鹽體分布區(qū)鹽下奧陶系油藏的有效勘探與開發(fā)[10-12]。

1) “長裸眼穿鹽”井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

基于對鹽膏層蠕變特性的深入分析[13]，為安全順利鉆達目的層奧陶系，對常規(guī)的五開井身結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，確定了“長裸眼”揭示鹽膏層的五開井身結(jié)構(gòu)，其中三開采用φ244.5 mm+φ265.1 mm復(fù)合套管封隔鹽膏層(見表5)。

如何有效封隔鹽膏層和增大鹽下井眼直徑是井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點，對于封隔鹽膏層的套管，經(jīng)歷了管徑、壁厚、鋼級、扣型等的選擇過程?？紤]抗外擠強度、大直徑套管安全下入等因素，由早期的φ250.8 mm×15.88 mmKO140T套管改為φ273.1 mm×26.24 mmVM140HC套管或φ273.1 mm×26.24 mmTP140V厚壁高抗擠套管，目前采用既滿足強度要求又可降低下入風(fēng)險的φ265.1 mm×22.00 mmTP155V高抗擠套管。各高抗擠套管的參數(shù)見表6。

2) “專封鹽膏層”井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

為能夠抑制鹽膏層蠕變，鉆井液密度必須提高至1.65～1.70 g/cm3。長裸眼穿鹽井鹽膏層以上裸眼井段的承壓能力低，必須對其進行承壓堵漏。部分區(qū)域鹽膏層埋藏深(達5 600.00 m)、鹽上地層承壓堵漏難度大(鉆井液密度達1.70～1.80 g/cm3)、周期長，且三開井段開孔直徑大、大尺寸裸眼段長、鉆井問題相對集中，致使鉆井周期長、風(fēng)險大、成本高。

為了縮短鹽層井的鉆井周期，進一步優(yōu)化鹽層井的井身結(jié)構(gòu)，提出了φ206.4 mm厚壁套管專封鹽膏層的井身結(jié)構(gòu)和工藝方案，即“專打?qū)７狻丙}膏層鉆井技術(shù)。該技術(shù)概括為“縮小開孔直徑，使用φ206.4 mm厚壁套管封隔鹽膏層，鹽下井段采用φ165.1 mm鉆頭鉆進”(見表7)，以有效提高鉆井效率，縮短鉆井周期，降低鉆井成本。采用該井身結(jié)構(gòu)，不但能降低封鹽套管下入的風(fēng)險，而且鉆井周期能縮短近40 d。但由于封鹽套管的直徑縮小，限制了下部鉆進的井眼直徑，該井身結(jié)構(gòu)僅應(yīng)用于缺失志留系、泥盆系地層的井。

目前已在塔河油田南緣鹽體分布區(qū)鉆“專打?qū)７狻丙}層井54口，平均完鉆井深6 091.00 m，平均鉆井周期140.3 d，平均機械鉆速5.81 m/h。

表7 “專封鹽膏層”井身結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果

Table 7 Design of a casing program of special casing for sealing the salt-gypsum layer

2.2.2 玉北區(qū)塊

玉北區(qū)塊位于塔里木盆地麥蓋提斜坡構(gòu)造帶，目的層為奧陶系，早期設(shè)計一開井段采用φ339.7 mm表層套管封隔第四系與新近系上部淺表欠壓實地層；二開井段鉆穿二疊系沙井子組第一套砂巖地層，確認進入泥巖地層中完，采用φ250.8 mm厚壁套管封隔古近系地層；奧陶系頂部是該區(qū)塊的鉆井必封點，三開井段φ177.8 mm尾管下至石炭系底部，單獨揭示目的層奧陶系，采取裸眼完井方式。

為進一步降低施工風(fēng)險，實現(xiàn)安全快速鉆井，對玉北區(qū)塊井身結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化[14]，優(yōu)化設(shè)計結(jié)果見表8。針對古近系地應(yīng)力差異大、鹽膏層蠕變縮徑易引起套管變形(YB5井、YB6井、YB3井-1等3口井在該層段發(fā)生了φ250.8 mm套管擠毀變形)的問題，設(shè)計擴孔后下入φ265.1 mm×22.00 mmTP155V厚壁套管封隔鹽膏層；針對沙井子組地層承壓能力低，易發(fā)生漏失的情況，二開中完后原則上由初期“鉆穿二疊系沙井子組頂部第一套砂巖地層，確認進入泥巖地層中完”優(yōu)化為“鉆穿古近系鹽膏層進入下部泥巖地層10.00～15.00 m中完”。

優(yōu)化后的井身結(jié)構(gòu)目前已在玉北區(qū)塊推廣應(yīng)用，后續(xù)部署井無套管變形，麥蓋提1區(qū)平均完鉆井深6 116.00 m，平均機械鉆速3.09 m/h，平均鉆井周期189.82 d。

2.2.3 躍參區(qū)塊

為有效降低三開井段鉆井作業(yè)難度，在三開井段應(yīng)用“螺桿鉆具+PDC鉆頭”、扭力沖擊器等鉆井提速技術(shù)及工具，達到縮短鉆井周期的目的，對該區(qū)塊的井身結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，將φ244.5 mm套管下至石炭系頂部，以封隔二疊系及上部裸眼井段(見表9)。

通過優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，減少了鉆井復(fù)雜情況，提高了鉆井時效，提速提效顯著，優(yōu)化后躍參區(qū)塊平均機械鉆速提高了39.3%，平均鉆井周期縮短了35.2%。

2.3 非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

隨著鉆井裝備的日益改善及鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，針對天山南山前構(gòu)造、塔河深層等地質(zhì)復(fù)雜地層開展了超深井鉆井實踐，對非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計[15]。

2.3.1 天山南山前構(gòu)造

以QN1井為例進行說明。該井設(shè)計井深6 548.00 m(后加深至7 650.00 m)，位于塔里木盆地庫車坳陷東秋里塔格構(gòu)造帶西端的QN1號構(gòu)造，自上而下主要鉆遇新近系、古近系和白堊系地層。

針對QN1井面臨的山地高陡、巨厚復(fù)合鹽膏層(含膏巖、鹽巖與軟泥巖)發(fā)育(預(yù)測跨度達2 877.00 m)、高壓鹽水層發(fā)育、高壓氣層發(fā)育等鉆井難點，采取兩層系復(fù)合鹽膏層集中段與非集中段“分別鉆進，分別封隔”的方案，φ250.8 mm厚壁套管主要封隔吉迪克組復(fù)合鹽膏層與蘇維依組上部膏、鹽相對集中的井段。出于套管層次與尺寸空間的考慮，采用φ206.4 mm直連扣厚壁套管封隔蘇維依組中下部鹽膏層及下部鉆井液密度相近的井段；使用φ165.1 mm鉆頭鉆至完鉆井深，懸掛φ139.7 mm尾管完井，將φ158.8 mm直連扣套管作為發(fā)生異常情況(如不同壓力系統(tǒng)等)的備用層次。如果五開φ165.1 mm井段鉆遇2套以上相差較大的壓力系統(tǒng)，難以安全持續(xù)鉆進，則采用液力擴孔器將已鉆井眼擴孔至190.5 mm，懸掛φ158.8 mm直連、氣密扣套管，下開次使用φ127.0 mm鉆頭繼續(xù)鉆至完鉆井深，鉆后采用液力擴孔器將已鉆井眼擴孔至φ139.7 mm，懸掛φ114.3 mm直連、氣密扣套管。

QN1井設(shè)計與實鉆的井身結(jié)構(gòu)見表10。實際鉆井過程中，蘇維依組及其以下地層埋深與地質(zhì)設(shè)計的預(yù)測深度相差較大，三開井段實際中完井深由設(shè)計由的4 749.00 m增至5 202.00 m；四開井段實際中完井深由設(shè)計的5 948.00 m增至6 476.00 m；設(shè)計完鉆井深由6 548.00 m調(diào)整為7 650.00 m，實際完鉆井深7 003.00 m。

2.3.2 塔河深層

以TS1井為例進行說明。該井設(shè)計井深8 000.00 m(后加深至8 400.00 m)，以阿克庫勒凸起東緣寒武系建隆巖性圈閉為勘探目標(biāo)，探索寒武系地層的含油氣性。該井自上而下主要鉆遇第四系、新近系、古近系、白堊系、侏羅系、三疊系、石炭系、奧陶系和寒武系地層。鄰井未揭示寒武系地層，因此對蓬萊壩組白云巖地層及以下寒武系地層缺乏了解，超深層地層情況、油氣性質(zhì)、壓力系數(shù)未知，存在較大的鉆井風(fēng)險。

相對完鉆目標(biāo)，塔河深層奧陶系至寒武系2 500.00 m跨度上灰?guī)r、白云巖地層的不確定因素是鉆井工程最大的困難。該跨度上是否存在大的溶洞、漏失段，是否存在2套以上的壓力體系，直接關(guān)系到能否繼續(xù)鉆進、能否鉆達完鉆目的層位，甚至關(guān)系到能否安全鉆井與完井。為此，上層套管層序盡可能多爭取空間，以奧陶系風(fēng)化殼作為一個必封點，選擇φ273.1 mm直連扣套管作為承上啟下的一個重要的工藝配合過程與環(huán)節(jié)；將寒武系頂面作為必封點，使用φ241.3 mm鉆頭鉆至奧陶系底部，懸掛φ206.4 mm直連扣套管；寒武系地層使用φ165.1 mm鉆頭鉆進，如井眼狀態(tài)、壓力情況具備連續(xù)鉆進的條件，則持續(xù)鉆至完鉆井深，下入φ139.7 mm尾管完井。如鉆遇易漏失或不穩(wěn)定層段，井眼狀態(tài)、壓力情況復(fù)雜，難以繼續(xù)鉆進，則擴孔至φ190.5 mm，下入φ158.8 mm尾管(直連扣)封隔；使用φ127.0 mm鉆頭繼續(xù)鉆至完鉆井深，裸眼完井。

TS1井設(shè)計與實鉆的井身結(jié)構(gòu)見表11，采用φ273.1 mm(φ311.1 mm)及φ206.4 mm(φ241.3 mm)非常規(guī)套管-井眼尺寸、間隙配合的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計和超深井配套措施，成功鉆至深部寒武系建隆體，將當(dāng)時的亞洲直井井深紀(jì)錄提高了1 150.00 m，為塔河油田及周緣超深井鉆井積累了經(jīng)驗，提供了相關(guān)資料和技術(shù)儲備。

3 結(jié)論與建議

1) 通過深入認識地質(zhì)特征，不斷優(yōu)化和完善地質(zhì)條件相對簡單區(qū)塊的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，形成了系列超深井井身結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了鉆井安全、提速、提效的目的，滿足了塔河油田及周緣經(jīng)濟、高效開發(fā)的需求。

2) 充分考慮鉆井地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)塊、深部地層可能出現(xiàn)的風(fēng)險和復(fù)雜情況，通過合理設(shè)計井身結(jié)構(gòu)，確保了安全鉆達地質(zhì)目標(biāo)。

3) 塔河油田及周緣鉆井實踐表明，合理的井身結(jié)構(gòu)是深井和超深井安全、經(jīng)濟、高效鉆井的基礎(chǔ)和保證。

4) 地層壓力預(yù)測不夠準(zhǔn)確是困擾井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的難題，建議進一步加強對塔河油田及周緣新區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層壓力預(yù)測和檢測技術(shù)研究，以便為后續(xù)設(shè)計合理的井身結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。

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[編輯 令文學(xué)]

The Optimal Design of a Casing Program for Ultra-Deep Wells in the Tahe Oilfield and Its Periphery

Yi Hao1, Du Huan2, Jia Xiaobin1, Luo Faqiang1

(1.ResearchInstituteofPetroleumEngineering,SinopecNorthwestOilfieldCompany,Urumqi,Xinjiang,830011,China;2.DrillingandCompletionEngineeringDepartment,SinopecNorthwestOilfieldCompany,Urumqi,Xinjiang,830011,China)

With the expansion and extension of exploration and development in the Tahe Oilfield and its periphery,the original casing program revealed it had limitations in the deeper reservoir,affecting drilling speed and safety. For specific formations,based on the bottom-up and top-down casing program design methods,and considering the formation pressure distribution and setting position,the size and running depth of surface,intermediate and production casings were determined.The original four-stage casing program was simplified to a three-stage one. Specifically,by optimizingφ177.8 mm casing toφ193.7 mm,a new three-stage casing program was designed for high-efficient drilling of ultra-deep wells in areas in simple geological conditions,such as the non-salt area in the Tahe Oilfield. Usingφ265.1 mm orφ206.4 mm casing to isolate salt-gypsum layer,a casing program of long open hole through salt-gypsum layer and special casing sealing salt-gypsum layer was designed for fast drilling of ultra-deep wells in salt areas in the Tahe Oilfield. With unconventional casings ofφ273.1 mm(forφ311.1 mm hole)andφ206.4 mm (forφ241.3 mm orφ215.9 mm hole), a casing program was designed for the safe drilling of ultra-deep wells in areas under complex conditions.By simplifying casing program and optimizing the size and running depth of casing,the drilling speed and efficiency could be improved in areas with relatively simple geological conditions.By optimizing the unconventional casing program,safe drilling could be conducted in areas with complex geological conditions.

ultra-deep well;evaporite bed;igneous rock;casing program;optimal design

2014-08-28；改回日期：2014-12-09。

易浩(1980—)，男，湖南岳陽人，2002年畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油工程專業(yè)，2005年獲西南石油學(xué)院油氣井工程專業(yè)碩士學(xué)位，高級工程師，主要從事鉆井工程設(shè)計及相關(guān)研究工作。

?鉆井完井?

10.11911/syztjs.201501013

TE22

A

1001-0890(2015)01-0075-07

聯(lián)系方式：(0991)3161178，zjsyihao@126.com。