塔河油田TK1263井鉆遇大段松散礫石層的施工難點(diǎn)與對(duì)策

崔延召，劉　闖，趙　波

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司70855井隊(duì)，新疆輪臺(tái)841600）

塔河油田TK1263井鉆遇大段松散礫石層的施工難點(diǎn)與對(duì)策

崔延召*，劉闖，趙波

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司70855井隊(duì)，新疆輪臺(tái)841600）

TK1263井是塔河油田12區(qū)奧陶系油藏的一口開發(fā)井，設(shè)計(jì)井深：6000m。由于三開鉆遇不斷垮塌的砂礫石地層，現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行繼續(xù)鉆進(jìn)施工情況下，西北分公司下發(fā)《TK1263井鉆井工程補(bǔ)充設(shè)計(jì)》，要求對(duì)本井實(shí)施套管開窗側(cè)鉆，套管開窗位置5827.58～5830.8m，實(shí)際完鉆井深6011m。TK1263井在巴楚組底部鉆遇大段松散礫石層為西北分公司以后在塔河油田10區(qū)和12區(qū)鉆探開發(fā)提供數(shù)據(jù)資料。

松散礫石層；埋鉆；開窗側(cè)鉆；TK1263井

1　地質(zhì)概況

（1）地理位置：TK1263井位于塔河油田12區(qū)S94CH井北西335.2°方位，平距1313m；TK1205井北東14.3°方位，平距1004m。

（2）構(gòu)造位置：阿克庫勒凸起北西部斜坡。

2　井身結(jié)構(gòu)

一開?346.1mm鉆頭鉆進(jìn)至井深1200m，套管下深1199m；

二開?241.3mm鉆頭鉆進(jìn)至井深5906.05m，套管下深5893.1m。

3　現(xiàn)場(chǎng)施工情況

3.1二開井漏情況

二開鉆進(jìn)至井深5906.05m，完鉆，循環(huán)沖孔觀察，發(fā)現(xiàn)井漏，平均漏速3.67 m3/h，井隊(duì)向井內(nèi)泵入密度1.30g/cm3潤滑封隔漿37.5m3封堵漏失層，起鉆進(jìn)行測(cè)井作業(yè)?？紤]井下漏失情況同時(shí)為了保證下套管及固井作業(yè)正常，下入光鉆桿打水泥塞封堵漏失層，掃塞至井深5886.05m，之后?177.8mm套管下深5893.1m，后期作業(yè)施工正常。

3.2掃塞過程中異?，F(xiàn)象

?149.2mm鉆頭掃水泥塞至井深5905m出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤現(xiàn)象，上提遇阻，提至160t提脫，起鉆發(fā)現(xiàn)2個(gè)水眼和雙母接頭水眼堵死，清洗后發(fā)現(xiàn)填充物為黃豆般大小的砂礫石，鉆頭及鉆具無其它硬物磨痕，無水泥塊。劃眼及掃余塞困難，井段5893.1～5906.05m，期間多次憋泵、憋轉(zhuǎn)盤，遇阻，鉆具由原懸重126t上提至180t提脫，通過錄井隊(duì)撈砂返出巖屑為砂礫巖，上提后劃眼及靜放不到底反復(fù)出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象。

3.3三開鉆進(jìn)過程中異?，F(xiàn)象

本井于2008年7月25日三開開鉆，至7月26日鉆進(jìn)至井深5910.94m，期間再次反復(fù)出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象，上提噸位仍然很大，井口大量返出砂礫巖，通過錄井隊(duì)撈砂返出巖屑仍為砂礫巖，同時(shí)間斷返出稠油，上提后劃眼及靜放不到底反復(fù)出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象。井隊(duì)將泥漿比重由1.15g/cm3↗1.17g/cm3和采取向井內(nèi)打入稠漿10m3（密度1.16 g/cm3，粘度85S）清洗攜帶效果不明顯。井隊(duì)將泥漿密度由1.17g/cm3↗1.20 g/cm3，粘度由44s↗55s，循環(huán)劃眼仍然出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象。28日鉆進(jìn)至井深5911.50m，期間仍然多次出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象，井口大量返出砂礫巖，通過錄井隊(duì)撈砂返出巖屑仍為砂礫巖，同時(shí)間斷返出稠油，后效比較明顯，全烴最大達(dá)92%。泥漿比重提至1.20 g/cm3，粘度由44s↗55s效果不明顯。

7月29日將井內(nèi)泥漿比重由1.20g/cm3↗1.21g/cm3，之后繼續(xù)劃眼鉆進(jìn)，至7月30日鉆進(jìn)至井深5913.37m。期間泥漿平均漏速為1.8m3/h，最大漏速達(dá)2.5～3m3/h。劃眼及鉆進(jìn)過程中仍然頻繁出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象，上提最大遇阻噸位54t（懸重由126t上提至180t提脫），上提下放不到位。井口間斷由稠油返出，通過砂樣對(duì)比地層巖屑仍為砂礫巖。繼續(xù)向下推進(jìn)難點(diǎn)在于轉(zhuǎn)盤負(fù)荷相當(dāng)重，上提后下放不到位，劃眼推進(jìn)緩慢，距離井底3m左右轉(zhuǎn)盤負(fù)荷異常，上提一根單根靜止一段時(shí)間繼續(xù)劃眼施工仍然很困難，足以說明巴楚組底界地層在劃眼及鉆進(jìn)過程中仍然在不斷坍塌。

循環(huán)觀察后效期間，槽面見少量針尖狀氣泡（振動(dòng)篩前見少量稠油），14：03槽面氣泡上升至10%并見約20%油花（振動(dòng)篩前見大量稠油），停泵后有溢流現(xiàn)象，開泵后槽面氣泡20%并見約30%油花（振動(dòng)篩前見大量稠油），持續(xù)10min后逐漸下降至少量針尖狀氣泡（振動(dòng)篩前見少量稠油）；泥漿密度1.21g/cm3↓1.20g/cm3，粘度51s↑57s；返出物為稠油、少量細(xì)礫巖。井隊(duì)循環(huán)處理泥漿，將泥漿比重由1.21g/cm3↗1.23g/cm3，粘度由57s↗60s，下鉆至5905.62m劃眼，劃眼參數(shù)：鉆壓：10～20kN，轉(zhuǎn)速45～50r/min，立壓17.8MPa，排量11L/s。劃眼至井深5913.41m，期間劃眼進(jìn)度異常困難，頻繁出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象，上提下放不到位。井隊(duì)決定起鉆檢查鉆具及鉆頭，鉆頭出井新度為30%，鉆頭牙輪及油封磨損嚴(yán)重。

3.4?149.2mm井眼隨鉆打撈杯打撈情況

2008年8月1日下鉆探得井深5906.3m，之后井隊(duì)循環(huán)處理泥漿，將泥漿比重由1.23g/cm3↗1.26g/cm3，期間泥漿漏速為3～4m3/h。劃眼期間進(jìn)度仍然異常困難，頻繁出現(xiàn)憋泵、憋轉(zhuǎn)盤、遇阻現(xiàn)象，上提下放不到位。井下復(fù)雜情況仍然存在。井隊(duì)決定起鉆下入149.2mm井眼隨鉆打撈杯。

2008年8月2日下鉆入井149.2mm井眼隨鉆打撈杯，探得頂深5906.56m，打撈井下巖屑，鉆頭及隨鉆打撈杯出井清洗打撈杯所打撈巖屑發(fā)現(xiàn)最大砂礫巖尺寸為23mm×20.4mm，且大顆粒砂礫巖較多。說明巴楚組底界地層仍在不斷垮塌。井隊(duì)二次下入?149.2mm井眼隨鉆打撈杯在安全得前提下向下推進(jìn)，進(jìn)一步打撈下部地層得巖屑以供下部施工參考，但由于打撈杯所能打撈間隙受限制所以更大得顆粒無法打撈出井。作后根據(jù)西北分公司批示打水泥塞封固石炭系下部垮塌地層。

3.5劃眼及鉆進(jìn)期間異常情況

劃眼至井底5913.41m，期間仍然間斷出現(xiàn)憋轉(zhuǎn)盤、上提遇阻，下放不到底現(xiàn)象；鉆進(jìn)至井深5914.38m時(shí)出現(xiàn)放空，放空井段5914.38～5915m；漏速由2m3/h ↗10m3/h，鉆進(jìn)至井深 5916.39m劃眼，5914.5～5916.39m井段劃眼困難，并伴有憋轉(zhuǎn)盤、上提遇阻現(xiàn)象，最大提拉噸位30t，出口槽有稠油返出。起鉆至套管內(nèi)后接方鉆桿觀察井口，發(fā)現(xiàn)出漿槽口有泥漿返出，為防止稠油進(jìn)入井下鉆具水眼內(nèi)井隊(duì)迅速開泵，開泵后漏失泥漿達(dá)20m3，建立循環(huán)后排量為11升/秒發(fā)現(xiàn)泥漿漏失量在28m3/h，降排量至7L/s，漏速達(dá)到14m3/h，出漿槽口并伴有原油返出。停泵觀察，立管有回壓3MPa，開泵，立壓11MPa，出口槽不返泥漿，上提鉆具3m，出口槽出現(xiàn)溢流，關(guān)井，關(guān)井立壓0，套壓1.6MPa。2h后立套壓均為0，開井井內(nèi)液面穩(wěn)定。

3.6劃眼期間卡鉆事故

（1）卡鉆事故：劃眼至井深5916.25m，上提下放不到底，繼續(xù)劃眼至井深5914.39m時(shí)扭矩突然增大，憋泵、憋轉(zhuǎn)盤現(xiàn)象嚴(yán)重，立壓17.5MPa↗19.5MPa。循環(huán)劃眼上提后，靜放距離井底3m位置不到底，說明下部地層在劃眼過程中仍然在不斷坍塌。釋放轉(zhuǎn)盤負(fù)荷后，上提鉆具遇卡，遇卡井段5909.20～5914.39m，懸重1260kN↗1760kN。

（2）卡鉆后上提下放活動(dòng)鉆具無效，間斷憋轉(zhuǎn)盤25圈無效。井隊(duì)采取鉆具倒扣，從15圈倒扣至45圈，從轉(zhuǎn)盤釋放扭距過程中發(fā)現(xiàn)懸重有所變化、轉(zhuǎn)盤回4圈和回壓瞬間回零情況分析解卡，上提鉆具懸重上升至1400kN瞬間恢復(fù)正常懸重。起鉆發(fā)現(xiàn)鉆具下部8根鉆鋌和? 149.2mmHA517G三牙輪鉆頭倒脫，落魚72.19m；落魚組合：?149.2mmbit+雙母接頭+?120.6mm鉆鋌×8根。

（3）打撈落魚施工：考慮本井復(fù)雜情況甲方?jīng)Q定先進(jìn)行油管測(cè)試，經(jīng)測(cè)試無法建產(chǎn)，通知井隊(duì)打撈落魚。組下打撈鉆具（保護(hù)接頭+4-3/4″隨鉆震擊器+4-3/4″鉆鋌2柱+3-1/2″鉆桿）至井深5784m時(shí)，遇阻，上提12t提脫，井隊(duì)開泵、開轉(zhuǎn)盤循環(huán)洗井，循環(huán)一周井底稠油塊返出時(shí)出口槽監(jiān)測(cè)硫化氫濃度最高15PPM；循環(huán)洗井至井深5828m時(shí)無法向下繼續(xù)推進(jìn)，期間上提無遇卡現(xiàn)象，但是下放有遇阻現(xiàn)象，開轉(zhuǎn)盤遇阻噸位回零，井口返出稠油塊。井隊(duì)起鉆甩震擊器。入井鉆具組合：鉆頭+4-3/4″鉆鋌2柱+3-1/2″鉆桿。下鉆至井深5820m時(shí)，遇阻，掛方鉆桿，開泵循環(huán)劃眼，鉆壓10kN，轉(zhuǎn)速40r/min，，泵壓15MPa，排量10～11L/s，期間返出稠油塊及砂礫石；循環(huán)劃眼至井深5836.62m，無法向下推進(jìn)，下放遇阻，上提不遇卡。循環(huán)期間間斷上提下放鉆具仍然無法向下推進(jìn)，下壓20～40kN，停轉(zhuǎn)盤不打倒車，卸方鉆桿，準(zhǔn)備起鉆，上提遇卡，下放遇阻，立即接方鉆桿，開泵循環(huán)，立壓15MPa，排量10～11L/ s，上提下放鉆具正常，在鼠洞卸單根，鉆具內(nèi)仍然連續(xù)返漿，接方鉆桿開泵循環(huán)，出口槽不返漿，泵被憋停，鉆具內(nèi)憋壓15.8MPa。上提下放鉆具，發(fā)現(xiàn)鉆具在鉆井大四通以下位置被稠油和砂礫石卡死，井隊(duì)通過壓井管匯反循環(huán)泥漿并上下活動(dòng)鉆具，鉆具被提脫，倒閘門后正循環(huán)正常，立壓15.8MPa，排量10～11L/s。井隊(duì)循環(huán)處理泥漿，將泥漿粘度47s↗56s，劃眼至井深5836.66m，鉆壓20kN，泵壓16.2MPa，下壓20～60kN，停轉(zhuǎn)盤不打倒車，期間間斷上提下放鉆具仍然無法向下推進(jìn)，出口槽間斷有稠油和細(xì)砂礫石返出。打撈落魚失敗。決定開窗側(cè)鉆。

4　開窗側(cè)鉆施工

4.1開窗側(cè)鉆過程中風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估如下

（1）在5800～5836m井段，?177.8mm套管壁厚12.65mm，套管強(qiáng)度高，對(duì)鍛銑工具要求高，鍛銑工具損壞的風(fēng)險(xiǎn)大，?177.8mm套管內(nèi)徑152.5mm，在鍛銑過程中如果鐵屑不能及時(shí)返出容易造成卡鉆事故。

（2）在套管下深5815.05m接箍處有一彈性扶正器，該扶正器的存在容易造成鍛銑工具卡鉆事故，給整個(gè)鍛銑施工帶來很大的困難和風(fēng)險(xiǎn)。

（3）側(cè)鉆定向井段地層為石炭系巴楚組“砂泥巖互層段”，該段地層壓力系數(shù)1.24，進(jìn)入奧陶系地層壓力系數(shù)1.08～1.10，2套壓力系統(tǒng)造成施工過程中容易出現(xiàn)上部地層跨塌，下部地層漏失，造成井下復(fù)雜情況。

（4）三開鉆進(jìn)至5905m時(shí)鉆遇不斷垮塌的砂礫石地層，定向鉆進(jìn)鉆遇此段砂礫石地層的可能性較大，容易造成定向鉆具卡鉆事故。

（5）?177.8mm套管鍛銑開窗時(shí)，若鍛銑刀具損壞，在窗口位置遇卡的風(fēng)險(xiǎn)大；側(cè)鉆過程中起下鉆作業(yè)鉆頭過窗口位置，掛卡的可能性較大。

（6）?177.8mm套管鍛銑開窗產(chǎn)生大量的鐵屑，對(duì)泥漿的粘度和切力要求較高，若鐵屑不能及時(shí)帶出井底和經(jīng)過固控設(shè)備過濾，對(duì)鍛銑工具及井下動(dòng)力鉆具損傷較大。

（7）定向鉆進(jìn)過程中粘附卡鉆的可能性較大。

（8）?177.8mm套管鍛銑開窗產(chǎn)生大量的鐵屑，如果不能及時(shí)從泥漿中清理出去進(jìn)入泥漿罐中，容易造成循環(huán)系統(tǒng)的泥漿泵和高壓閘門損壞，造成維修設(shè)備時(shí)間較多，影響鉆井進(jìn)度。

4.2下斜向器開窗施工

2008年9月13日開始進(jìn)行側(cè)鉆作業(yè)，于9月21日側(cè)鉆鉆進(jìn)至井深5867.46m，補(bǔ)充設(shè)計(jì)采用“直-增-穩(wěn)-降-增”剖面，側(cè)鉆點(diǎn)5830m，設(shè)計(jì)最大井斜角8°，在鉆到復(fù)雜地層頂部5906m距老井7.21m，鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深6000m，井底位移13.79m。在實(shí)際側(cè)鉆中，在鉆到5867.46m，測(cè)斜數(shù)據(jù)：測(cè)深：5858.67m、井斜：8.7°、方位：200°、垂深：5858.24m、位移3.02m?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)斜數(shù)據(jù)：測(cè)深：5858.67m，井斜：8.7°，方位200°，垂深5858.24m位移：3.02m。根據(jù)推算結(jié)果，重慶鉆井公司向中國石油化工股份有限公司工程技術(shù)處提出設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)，在5867.46～5900m施工段不再進(jìn)行軌跡調(diào)整（降斜作業(yè)），采用螺桿加轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆進(jìn)提高機(jī)械鉆速，5900～6002m采用常規(guī)鉆具鉆進(jìn)降低井下復(fù)雜，得到工程技術(shù)處的批準(zhǔn)。由于工程技術(shù)人員精心施工，克服困難，各個(gè)施工單位密切配合，嚴(yán)格執(zhí)行鉆井工程設(shè)計(jì)和地質(zhì)設(shè)計(jì)，制定合理的施工方案和技術(shù)措施，使得該井斜井段安全、優(yōu)質(zhì)地于2008年10月1日順利完鉆，完鉆井深6011m。圓滿的完成了設(shè)計(jì)施工任務(wù)。

5　小結(jié)

（1）塔河油田12區(qū)TK1263井在三級(jí)簡化井深結(jié)構(gòu)井二開巴楚組底部（井深5906m左右）鉆遇大段松散礫石層為西北分公司以后在塔河油田10區(qū)和12區(qū)鉆探開發(fā)提供數(shù)據(jù)資料。

（2）為奧陶系三級(jí)簡化井深結(jié)構(gòu)井側(cè)鉆井采用下斜向器提供了理論和實(shí)鉆數(shù)據(jù)依據(jù)。

TE2

B

1004-5716（2016）03-0041-03

2015-12-14

2015-12-15

崔延召（1981-），男（漢族），河南汝州人，工程師，現(xiàn)從事石油鉆井管理方面的工作。