肯基亞克油田鉆井井控技術(shù)

章增光,毛 健

（西部鉆探國(guó)際工程公司，新疆烏魯木齊 830026）

1 肯基亞克地區(qū)地質(zhì)特征

（1）肯基亞克油田具有多個(gè)含油氣層段，鹽上的上二疊統(tǒng)、三疊系、侏羅系和白堊系等沉積層中發(fā)育了約30個(gè)油氣藏，淺層氣發(fā)育，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

（2）受鹽丘構(gòu)造影響，鹽層中含高壓水層或氣水同層，氣水關(guān)系復(fù)雜，且分布不規(guī)律。

（3）下二疊統(tǒng)和石炭系儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，埋藏深。肯基亞克鹽下油藏位于下二疊統(tǒng)和石炭系，下二疊統(tǒng)油藏屬于海陸過(guò)渡環(huán)境中沉積的碎屑巖油藏，鹽下石炭系碳酸鹽巖包含了生物礁灰?guī)r和白云巖，均在巨厚鹽層之下，儲(chǔ)層埋深均在4000m以下。

（4）巨厚鹽層、儲(chǔ)層壓力高。下二疊統(tǒng)孔谷階鹽膏層地層壓力系數(shù)均在1.75 以上，阿爾琴階和薩克馬爾階P1-1-P1-4油氣層地層壓力系數(shù)均在1.85 以上，石炭系原始地層壓力系數(shù)1.84，由于常年開(kāi)采，壓力保持度降低，成無(wú)規(guī)律分布，油田東部個(gè)別區(qū)域地層壓力系數(shù)降低至1.35以下。

（5）石炭系地層流體多樣性。儲(chǔ)層有硫化氫、CO2、CH4等，其中H2S含量高達(dá)11.47g/m3，汽油比含量高達(dá)650m3/m3以上。

2 肯基亞克地區(qū)鉆井地質(zhì)難點(diǎn)分析

（1）肯基亞克鹽上淺氣層風(fēng)險(xiǎn)大?？匣鶃喛他}上地緣區(qū)塊淺層氣活躍，白堊系阿爾比階和侏羅系目的層存在淺層氣，并且由于井網(wǎng)密集，注水注汽對(duì)周邊壓力系統(tǒng)的破壞，導(dǎo)致淺層氣更加難以預(yù)測(cè)。在肯基亞克鹽上施工中曾發(fā)生過(guò)井噴失控著火事故，且在近年來(lái)也發(fā)生過(guò)井噴或溢流的井控事故，給甲乙雙方造成嚴(yán)重?fù)p失，同時(shí)造成惡劣的社會(huì)影響。

（2）下二疊系鹽膏層壓力高、卡層難度大?？匣鶃喛他}下地層下二疊系孔谷階存在巨厚鹽層，可達(dá)3000m，鹽層中存在高壓油氣藏，個(gè)別區(qū)域存在透鏡體高壓油氣藏，且隨區(qū)域不同呈不規(guī)則分布，無(wú)規(guī)律可循，難以預(yù)測(cè)，地層壓力系數(shù)高達(dá)1.75 以上；且鹽膏層在橫向上變化較大，二開(kāi)中完井深卡層較為困難，技術(shù)套管如果不能有效封隔鹽膏層，可能給下一開(kāi)次留下安全隱患；但如果鉆穿鹽膏層，揭開(kāi)下二疊系阿爾琴階高壓氣層，可能會(huì)導(dǎo)致“上漏下噴”的復(fù)雜。

（3）窄密度窗口壓力控制困難。肯基亞克鹽下三開(kāi)井段下二疊系阿舍利階P1as沉積層埋藏于石炭系不整合界面之上，巖性復(fù)雜，施工井段受斷層影響，裂縫較為發(fā)育。鉆井液“密度窗口”較窄，密度低則無(wú)法平衡下二疊系上部阿爾琴階和薩克馬爾階（P1-1-P1-4）高壓氣層，密度高或鉆進(jìn)排量大，開(kāi)泵過(guò)猛下部井段則易發(fā)生井漏，控制不當(dāng)易引發(fā)溢流。

（4）漏轉(zhuǎn)噴轉(zhuǎn)換快，關(guān)井壓力高。下二疊系下部?jī)?chǔ)層斷層、裂縫發(fā)育，受到構(gòu)造應(yīng)力作用形成的斷裂帶十分破碎，在鉆進(jìn)過(guò)程中極易引發(fā)惡性井漏，漏轉(zhuǎn)噴速度快，進(jìn)而導(dǎo)致溢流、井噴，關(guān)井壓力快速升高，井控風(fēng)險(xiǎn)較大。8010 井關(guān)井套壓高達(dá)30MPa，8082 井關(guān)井套壓23MPa。

3 肯基亞克地區(qū)鉆井井控技術(shù)

西鉆鉆探阿克糾賓項(xiàng)目近些年在肯基亞克油田承鉆鹽上淺層和鹽下直井、水平井、開(kāi)窗井等復(fù)雜井，通過(guò)對(duì)油田地質(zhì)油藏、鉆井難點(diǎn)分析，不斷探索積累，形成了肯基亞克油田復(fù)雜地層下的鉆井井控技術(shù)，成功完成300多口井鉆探工作，無(wú)一次溢流險(xiǎn)情發(fā)生。

3.1 鹽上淺氣層專(zhuān)項(xiàng)井控技術(shù)

（1）積極調(diào)研鄰井資料，分析淺氣層分布特點(diǎn)，鄰井注水井壓力情況，制定詳細(xì)的井控技術(shù)方案施工計(jì)劃；對(duì)于鄰井注水井，積極協(xié)調(diào)采油廠提前7d 停注泄壓，確保新井區(qū)域壓力接近正常，并依據(jù)采集數(shù)據(jù)確定鉆井施工時(shí)的鉆井液密度，立足一次井控。

（2）嚴(yán)格按照油田井控細(xì)則標(biāo)準(zhǔn)安裝井控設(shè)備和試壓，確保井控設(shè)備本質(zhì)化安全，加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)保養(yǎng)，確保井控設(shè)備靈活可靠。

（3）加強(qiáng)操作管理，采用設(shè)計(jì)密度上限鉆入淺氣層，儲(chǔ)備1.5 倍井筒容積的壓井液，淺層氣的特點(diǎn)是井噴速度快、反應(yīng)時(shí)間短，應(yīng)加強(qiáng)坐崗及干部值守，立足早發(fā)現(xiàn)早處理；嚴(yán)禁提鉆拔活塞，堅(jiān)持提鉆連續(xù)灌漿，杜絕提鉆抽吸引發(fā)的井噴。

（4）防固井時(shí)井噴。優(yōu)化固井設(shè)計(jì)，確保泥漿及水泥漿液柱壓力在“固井前、固井中和候凝初期”的“三壓穩(wěn)”，固井后采用關(guān)井憋壓候凝。

近幾年，阿克糾賓項(xiàng)目在肯基亞克鹽上每年完成近80口淺井，未出現(xiàn)一起溢流井控險(xiǎn)情。

3.2 高壓鹽膏層安全鉆井井控技術(shù)

（1）鉆井液體系優(yōu)化。巨厚鹽膏層要解決的主要問(wèn)題是鹽膏層的蠕變、溶解及高壓鹽水及伴生氣的井控問(wèn)題，可采用飽和鹽水鉆井液體系，維持鉆井液中的氯根含量在（16～18）×104mg/L之間，如果含鹽量過(guò)低，會(huì)造成地層中的鹽溶解，形成“大肚子”井眼；鉆井過(guò)程中鉆井液中要加入0.3%～0.5%鹽重結(jié)晶抑制劑，避免發(fā)生鹽結(jié)晶卡鉆。

（2）確定合理的鉆井液密度。合理的鉆井液密度可以有效防止鹽膏層的蠕變和高壓氣水侵，一般采用設(shè)計(jì)上限鉆進(jìn)鹽膏層，根據(jù)鉆進(jìn)中的實(shí)際情況以及鄰井實(shí)鉆資料，再適當(dāng)降低鉆井液密度，確保施工過(guò)程中的井控安全。

（3）地層的卡層是關(guān)鍵。鉆進(jìn)至鹽膏層底部時(shí)，加強(qiáng)地層對(duì)比及綜合錄井分析，準(zhǔn)確卡層，孔谷階底部石膏或膏泥巖出現(xiàn)后，鉆進(jìn)8～12m，既要將孔谷階鹽層鉆穿，又不能揭開(kāi)下二疊系阿爾琴階高壓氣層。

3.3 三開(kāi)下二疊統(tǒng)窄密度窗口儲(chǔ)層防漏防噴技術(shù)

（1）窄密度窗口的安全鉆井技術(shù)。精細(xì)控壓鉆井技術(shù)在肯基亞克鹽下井應(yīng)用，通過(guò)套壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)流控制，有效解決了窄密度窗口造成的井漏嚴(yán)重、井漏風(fēng)險(xiǎn)高的難題，在H8089井應(yīng)用精細(xì)控壓技術(shù)后降低了井漏次數(shù)和漏失量，避免漏后卡鉆的事故，且節(jié)約鉆井周期近30d。

（2）隨鉆防漏堵漏技術(shù)。在進(jìn)入垂深4205m之前，更換常規(guī)穩(wěn)斜鉆具組合，鉆具組合：?215.9mm PDC鉆頭+430×410雙母接頭+?168mm單流閥+?212mm螺旋扶正器+?127mm 無(wú)磁加重1 根+?127mm 加重鉆桿+?139.7mm 鉆桿×204.3m+?178mm 旁通閥+?139.7mm鉆桿+?127mm加重鉆桿+?139.7mm鉆桿。鉆具中加入單流閥，有效避免鉆具內(nèi)失控；鉆具中接入可多次開(kāi)關(guān)的旁通閥，實(shí)現(xiàn)隨鉆隨堵，避免了因鉆頭水眼堵塞無(wú)法建立循環(huán)通道的困境。在鉆井液中混入10%～12%堵漏劑，根據(jù)漏層的特點(diǎn)，搭配不同粒徑的堵漏劑，以達(dá)到最佳的堵漏效果。

（3）采用“分段加重”法和“氣滯塞”法，有效解決漏噴同存的問(wèn)題。即鉆進(jìn)時(shí)鉆井液靜液柱壓力加循環(huán)壓耗剛好能平衡地層壓力，嚴(yán)格保持進(jìn)出口密度差小于0.02g/cm3，提鉆前在下部易漏層段和上部高壓氣層打入一段與鉆進(jìn)時(shí)相同密度，150s左右的高粘度鉆井液，延遲油氣上竄速度，同時(shí)對(duì)漏層有一定封堵作用；控壓提鉆至套管鞋加重，確保靜液柱壓力能平衡垂深4200m以上的高壓氣層，并利用液體的可壓縮性、靜堵作用、緩沖作用，可有效避免在底部加重造成的下部井漏。下鉆到套管鞋處，循環(huán)降低鉆井液密度，裸眼段分段循環(huán)，充分降低循環(huán)壓耗，避免激動(dòng)壓力過(guò)大導(dǎo)致的井漏和漏轉(zhuǎn)噴復(fù)雜。

（4）復(fù)雜地質(zhì)條件下井漏的處置技術(shù)。隨時(shí)儲(chǔ)備25%～30%濃度堵漏漿30m3，發(fā)生失返性漏失，立即停泵，在安全的情況下提至安全井段或套管鞋內(nèi)，提鉆時(shí)向井內(nèi)灌入起出鉆具1倍以上的與鉆進(jìn)時(shí)相同密度的鉆井液量。向井內(nèi)注入堵漏泥漿25m3，關(guān)井，做地層承壓，壓力值3～5MPa（可提高當(dāng)量密度0.1g/cm3），以確保后續(xù)鉆井施工安全。開(kāi)井節(jié)流循環(huán)排除氣侵污染泥漿，待進(jìn)出口密度差小于0.02g/cm3，氣測(cè)值降低至穩(wěn)定值之后，開(kāi)井下鉆恢復(fù)正常鉆進(jìn)。

3.4 復(fù)雜地質(zhì)條件下壓井技術(shù)

正循環(huán)堵漏壓井在肯基亞克鹽下下二疊統(tǒng)鉆井過(guò)程中，根據(jù)漏速不同，其處理方法不同。非失返性漏失發(fā)生時(shí)，先停泵觀察，在安全的情況下吊灌起鉆至安全井段或上層套管內(nèi)，注入濃度20%～25%的堵漏漿25m3，頂替至漏層段，靜止2～3h后，做地層承壓。如果發(fā)生失返性漏失，先停泵觀察，并關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器節(jié)流閥，吊灌起鉆時(shí)安全井段，注入30%高濃度堵漏漿堵漏并做地層承壓，如果不能承壓則提高堵漏漿濃度繼續(xù)堵漏。在肯基亞克鹽下油田下二疊系下部阿舍利階有多個(gè)漏層，采用“鉆一段堵一段”，并根據(jù)漏層特點(diǎn)調(diào)整堵漏劑配方，實(shí)現(xiàn)各個(gè)漏層的有效封堵，堵漏完畢，進(jìn)行正循環(huán)壓井。

反推法壓井必須控制好注入壓力，施工壓力不能超過(guò)井口允許的最高關(guān)井壓力。有些地層裂縫孔隙較發(fā)育，連通性好，容易推進(jìn)堵漏漿、壓井液，井口施工壓力不高，有些地層壓實(shí)性較好，不容易推進(jìn)堵漏漿、壓井液，井口會(huì)出現(xiàn)高壓力。采用反推法堵漏壓井與其它壓井方法相比，施工壓力較高，堵漏泥漿和壓井液消耗量較大，能夠解決其它方式難以解決的復(fù)雜問(wèn)題。

在肯基亞克鹽下區(qū)域構(gòu)造漏噴同存的儲(chǔ)層中，綜合運(yùn)用正循環(huán)法、反推法堵漏壓井均取得良好的效果。在H8089 井鉆至井深4429m，出口發(fā)生失返性漏失（聚磺欠飽和鹽水鉆井液密度1.85g/cm3），起鉆至安全井段，關(guān)井，打入15%堵漏漿35m3，頂替到位后，堵漏成功，井口返出正常，但在堵漏過(guò)程中上部高壓氣層氣侵導(dǎo)致溢流，立即關(guān)井，套壓2MPa，采用控制套壓1.5MPa 正循環(huán)壓井成功。H8097 井鉆進(jìn)至4540m 發(fā)生失返性漏失（為預(yù)防井漏，該井降低泥漿密度從1.90g/cm3降至1.85g/cm3，常規(guī)鉆具堵漏漿濃度16%），帶方鉆桿上提18m后遇阻卡，由于嚴(yán)重漏失，大量堵漏劑快速堆積在扶正器周?chē)斐森h(huán)空堵塞，鉆具內(nèi)堵漏不成功，無(wú)法建立有效的循環(huán)，井口溢流，立即關(guān)井觀察，在準(zhǔn)備壓井泥漿過(guò)程中套壓升至19MPa，采用平推法壓井，控制套壓小于30MPa，環(huán)空反推25%堵漏泥漿25m3，1.98g/cm3壓井泥漿85m3，停泵壓力9MPa，1h 后降至6MPa，打開(kāi)節(jié)流閥泄壓，壓力快速回零，關(guān)井觀察1h套壓為零，打開(kāi)節(jié)流閥觀察無(wú)溢流，壓井成功。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）淺層氣可以通過(guò)區(qū)域地質(zhì)工程資料調(diào)研，優(yōu)化鉆井技術(shù)方案，并嚴(yán)格落實(shí)淺氣層井控專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)措施，可有效控制井控風(fēng)險(xiǎn)。

（2）采用飽和鹽水鉆井液體系及合理的鉆井液密度能很好地解決肯基亞克鹽下巨厚鹽膏層蠕變、高壓氣水侵的問(wèn)題。

（3）在窄密度窗口儲(chǔ)層中鉆井可采用“分段加重”法和“氣滯塞”法，可在“下漏上噴”的復(fù)雜地質(zhì)條件下，爭(zhēng)取更多的安全時(shí)間，實(shí)現(xiàn)安全鉆井及提下鉆作業(yè)。

（4）窄密度窗口條件下的漏轉(zhuǎn)噴，可根據(jù)地層漏失特點(diǎn)，選擇合適的堵漏配方提高一次性堵漏成功率，先堵漏后壓井，實(shí)現(xiàn)井控安全可控。