鴨西區(qū)塊高壓鹽水層鉆進(jìn)技術(shù)探討

郭長明，楊定橋，謝小華，高建堂

（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊830026）

鴨西區(qū)塊高壓鹽水層鉆進(jìn)技術(shù)探討

郭長明*，楊定橋，謝小華，高建堂

（西部鉆探工程有限公司國際鉆井公司，新疆烏魯木齊830026）

酒泉盆地酒西坳陷青西凹陷鴨西鼻狀構(gòu)造施工過程中普遍存在鉆遇高壓鹽水層問題。2014年隨著勘探重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移至鴨西區(qū)塊，鉆遇高壓鹽水層后存在一系列問題困擾著鉆井施工，輕者使鉆井成本居高不下，重則導(dǎo)致井壁失穩(wěn)，嚴(yán)重的可導(dǎo)致鉆井工程的的失敗。由該地區(qū)鉆遇高壓鹽水層的井況入手，著重分析了高壓鹽水層鉆進(jìn)中存在的諸多問題。強(qiáng)調(diào)做地層承壓試驗(yàn)的方法及重要性，其目的是了解地層的壓力分布規(guī)律。另外涉及到對高壓鹽水層的診斷、處理、鉆井注意事項(xiàng)。

鴨西區(qū)塊；高壓鹽水層鉆井；鉆井液密度；地層承壓試驗(yàn)；堵水

在鴨西鼻狀構(gòu)造因鉆遇壓力系數(shù)大小不等的高壓鹽水層，井壁失穩(wěn)、掉塊問題嚴(yán)重困擾著鉆井施工，其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)引起重視。該地區(qū)鹽水層主要特點(diǎn)是：壓力高、水量大、層數(shù)多。鉆井中如果處理不及時(shí)或措施不當(dāng)，將引發(fā)高壓鹽水大量涌入井筒內(nèi)，導(dǎo)致鉆井液密度急劇下降、鉆井液性能惡化，可能地層垮塌，從而引起卡鉆等事故的發(fā)生。鉆井液密度如果過高，又將使上部欠壓實(shí)地層和下部薄弱地層壓漏，造成井漏、井溢等惡性事故。施工中無論是地質(zhì)，還是工程設(shè)計(jì)都不可能準(zhǔn)確預(yù)告高壓鹽水層位置、壓力和出水量的大小。鉆遇高壓鹽水層最大的難點(diǎn)是壓井鉆井液密度的取值。即使壓井壓穩(wěn)后，也將面臨后續(xù)鉆進(jìn)中因鉆井液密度過高引發(fā)的井漏、粘卡、泵壓高使得排量降低、機(jī)械鉆速低，保護(hù)油氣層困難等一系列復(fù)雜問題。所以高壓鹽水層鉆井技術(shù)必須引起足夠的重視。

1　鴨西鼻狀構(gòu)造鉆遇鹽水層現(xiàn)狀

（1）鴨西2井在柳溝莊組在2727.66m鉆遇高壓鹽水層，Cl-從1775mg/L上升到28000mg/L，井口返出大量掉塊，后經(jīng)鉆井液密度由1.15g/cm3提至1.52g/cm3才將鹽水壓穩(wěn)。

（2）鴨西鼻狀構(gòu)造鴨西10井在中溝組鉆井至井深2858m處溢流、出鹽水，鉆井液密度由1.42g/cm3提高至1.55g/cm3，井口返出大量掉塊，將鉆井液密度1.55g/cm3逐漸提高至1.62g/cm3才將鹽水層壓穩(wěn)。

鴨西鼻狀構(gòu)造區(qū)塊在已鉆遇高壓鹽水層的2口探井中，地層承壓能力高、低不同，鹽水層位也不同，壓井后鉆井液提密度的鉆井過程中，整個(gè)裸跟段存在又漏又溢等復(fù)雜情況。所以如何提高地層承壓能力是高壓鹽水層鉆井技術(shù)的關(guān)鍵。

2　高壓鹽水層鉆井技術(shù)

2.1工程地質(zhì)設(shè)計(jì)要求

（1）優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)。盡量將所鉆遇的多套高壓鹽水層放在同一裸限井段中封固，以確保下步鉆井的安全。

（2）鉆井隊(duì)?wèi)?yīng)儲備足夠的泥漿、加重和堵漏材料。

（3）調(diào)研鄰井、相鄰地區(qū)鉆井情況。應(yīng)對井下復(fù)雜情況做出充分預(yù)計(jì)，并提出有針對性的解決措施。

（4）儲備重漿的密度，可按地質(zhì)設(shè)計(jì)提高0.15g/cm3來考慮。使用中在地面根據(jù)井下實(shí)際情況做出調(diào)整。

2.2地層承壓試驗(yàn)

地層的承壓大小決定了鉆開高壓鹽水層，壓井能使用的鉆井液密度。不了解地層的承壓情況，必將導(dǎo)致整個(gè)裸眼井段都有可能發(fā)生嚴(yán)重井漏，甚至造成極為嚴(yán)重的后果。

3　高壓鹽水層判斷

鴨西鼻狀構(gòu)造的高壓鹽水層都含有水溶氣，只是含氣量多少而已。其含鹽量Cl-從40000～70000mg/L之間，在鉆開鹽水層時(shí)通過鉆時(shí)的變化、池面上漲，后效顯示，以及綜合錄井儀的氯根變化，氣測上升值都可以提前做到預(yù)報(bào)，發(fā)現(xiàn)高壓鹽水層。

處理高壓鹽水層：

（1）下鉆循環(huán)后，后效嚴(yán)重。槽面氣泡多，池面上漲，排氣后基本能恢復(fù)原液面高度。說明出水不明顯，不可提高鉆井液密度。

（2）不準(zhǔn)將重泥漿直接壓井，以免將井壓漏。壓井前必須求壓，若壓井液密度與井漿密度差較大時(shí)，應(yīng)采取司鉆法壓井。

（3）該地區(qū)一些含氣水層段地層壓力高，但產(chǎn)量不是很高。所以壓井后鉆進(jìn)一段時(shí)間，隨著其能量的逐步釋放，可以以0.02g/cm3幅度降低鉆井液密度。

（4）鉆時(shí)加快時(shí)，鉆井池液面突然上升，這必將是鉆開高壓鹽水層的征兆，必須立即關(guān)井求壓執(zhí)行壓井措施。

4　高壓鹽水層的鉆進(jìn)注意事項(xiàng)

鴨西區(qū)塊高壓鹽水層，水層活躍，分布段長，不可預(yù)見的因素較多。如鉆進(jìn)一個(gè)裸眼段，可能存在壓力大小不同的多層水層，勢必造成壓井以后的井漏等復(fù)雜事故的發(fā)生。該地區(qū)的地層受構(gòu)造的影響，地層又極為復(fù)雜。如受地應(yīng)力影響的掉塊、泥巖段的縮徑等等。所以這些影響因素必須給予充分認(rèn)識。

（1）防漏。鉆進(jìn)高壓鹽水層后，因鉆井液密度高，有可能發(fā)生井漏。所以鉆開高壓鹽水層前，必須要制定幾套堵漏措施，以備選用。

（2）防卡。主要是粘卡和掉塊卡。由于實(shí)施了壓井作業(yè)，在鉆井液密度高的情況下，受地層壓力大小不等的影響，必然存在過大的液柱壓差，加之此時(shí)的泥餅厚而疏松極易造成粘卡。所以井下鉆具盡量不準(zhǔn)停止活動，操作中遇阻、卡不能超過規(guī)定噸位，以防卡死。另外，此段特殊作業(yè)時(shí)，如測井等更應(yīng)引起注意。因地層復(fù)雜引起的掉塊，除操作中引起重視外，泥漿上要保證入井泥漿材料要有抗鹽、抗鈣、抗坍塌能力，以確保安全鉆進(jìn)。

（3）井眼清潔。高壓鹽水層鉆進(jìn)中隨著井深的增加，排量往往達(dá)不到最小攜屑要求，鉆屑必然在井內(nèi)停留時(shí)間過長，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生一系列的復(fù)雜事故。所以，最好改善泥漿的流變性，使用優(yōu)質(zhì)鉆井液。另外工程上采用大尺寸鉆具鉆進(jìn)，以降低管內(nèi)循環(huán)壓耗。

（4）高壓鹽水層段鉆進(jìn)時(shí)，最好減少特殊作業(yè)，爭取時(shí)間，快速安全鉆過復(fù)雜井段。

（5）每鉆開一個(gè)高壓鹽水層，以壓穩(wěn)為原則，否則不準(zhǔn)其它作業(yè)。

（6）每鉆開一個(gè)高壓鹽水層，必須認(rèn)真觀察分析，壓穩(wěn)后短起以觀察后效，為安全鉆進(jìn)提供依據(jù)。

（7）為提高深井鉆井成功率及最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)根據(jù)實(shí)際鉆探需要，堅(jiān)持做地層承壓試驗(yàn)。

5　現(xiàn)場試驗(yàn)

2014年鴨西區(qū)塊共開鉆3口，截至目前已安全順利揭開鹽水層，井下沒有出現(xiàn)井壁失穩(wěn)、井漏等復(fù)雜情況。

6　結(jié)論

（1）為避免下步鉆探的風(fēng)險(xiǎn)，最好能將不同壓力的水層，按壓力大小不等，放在同一裸眼井段加以考慮，使用技術(shù)套管封固。

（2）該地區(qū)鉆井必須使用較先進(jìn)的鉆井設(shè)備。較容易處理垮塌、掉塊、縮徑等復(fù)雜情況見表1。

表1　3口井現(xiàn)場試驗(yàn)情況表

（3）由于該地區(qū)普遍存在高壓鹽水層，使用高密度鉆井液鉆井時(shí)，施工中要減少循環(huán)壓耗，提高鉆井綜合效益。

（4）針對該地區(qū)鉆井實(shí)際情況，有必要制定高壓鹽水層復(fù)雜層段的鉆井技術(shù)規(guī)范。

（5）鉆井工程設(shè)計(jì)中要求，泥漿性能必須滿足鉆高壓鹽水層的實(shí)際需要。對主要鉆井液藥品、材料要使用指定生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)格。

（6）為確保復(fù)雜段鉆遇高壓鹽水層的安全鉆井需要，建議盡量避免特殊作業(yè)。

[1]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[2]徐同臺.井壁穩(wěn)定技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].鉆井液與完井液，1997（4）:36-43

[3] 楊虎，鄢捷年.欠平衡鉆井井壁失穩(wěn)與和儲層損害的最大負(fù)壓差確定研究[J].天然氣工業(yè)，2005（5）:53-55.

TE24

B

1004-5716（2016）11-0112-02

2015-12-08

2016-01-19

郭長明（1981-），男（漢族），甘肅酒泉人，工程師，現(xiàn)從事鉆井工程技術(shù)服務(wù)工作。