塔河油田托普臺(tái)1區(qū)卡層難點(diǎn)施工對策

韓世裕，李 雪，徐 明，楊紅滿，韓軍偉

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心，新疆 輪臺(tái) 841600）

塔河油田托普臺(tái)1區(qū)開發(fā)井多為新三級(jí)結(jié)構(gòu)、五級(jí)井身結(jié)構(gòu)（巴楚組鹽巖段專打?qū)７猓?，二開、四開中完設(shè)計(jì)要求進(jìn)入一間房組地層2.00~4.00m。在實(shí)際錄井過程中，該區(qū)域良里塔格組中—下部存在多套淺棕色泥晶灰?guī)r，呈不規(guī)則分布，卡層過程中，極易與該區(qū)域奧陶系標(biāo)志層恰爾巴克組紅棕色灰質(zhì)泥巖混淆，造成現(xiàn)場錄井人員誤判，導(dǎo)致技術(shù)套管下至良里塔格組，未能有效封隔下部泥巖，為后期采油修井增加負(fù)擔(dān)。通過對該區(qū)域?qū)嶃@錄井資料對比研究，結(jié)合實(shí)鉆驗(yàn)證，筆者總結(jié)出以下幾點(diǎn)具有可靠性、實(shí)用性、操作性強(qiáng)的卡層施工對策，從而大大提高該區(qū)域良里塔格組與恰爾巴克組地層界線劃分準(zhǔn)確性。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域背景

塔河油田托普臺(tái)1 區(qū)位于塔里木盆地北部阿克庫勒凸起西部斜坡構(gòu)造部位，是以奧陶系古潛山斷裂及巖溶作用所形成的“裂縫—溶洞”為主要儲(chǔ)集體的油藏區(qū)。塔河油田奧陶系地層在托甫臺(tái)地區(qū)保存較全，其他地區(qū)因受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及不同程度風(fēng)化剝蝕作用影響，缺失上奧陶系地層，只存在中、下奧陶系地層[1]。

1.2 區(qū)域奧陶系地層巖性組合及碳酸鹽巖含量特征

該區(qū)域恰爾巴克組頂部多為紅棕色灰質(zhì)泥巖，個(gè)別井由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，也存在灰色灰質(zhì)泥巖情況。奧陶系整體巖性特征依沉積順序自下而上為中—下統(tǒng)鷹山組、中統(tǒng)一間房組、上統(tǒng)恰爾巴克組、良里塔格組、桑塔木組。鷹山組巖性為黃灰色泥晶灰?guī)r，為一套海相碳酸鹽巖沉積，碳酸鹽巖含量一般為90%~100%；一間房組巖性為灰色、淺灰色泥晶灰?guī)r，為一套海相碳酸鹽巖沉積，碳酸鹽巖含量一般為85%~100%；恰爾巴克組巖性頂部為棕紅、灰色灰質(zhì)泥巖，下部為黃灰色泥晶灰?guī)r，為一套海陸過渡相沉積，上部灰質(zhì)泥巖段碳酸鹽巖含量一般為40%~70%，下部泥晶灰?guī)r段碳酸鹽巖含量一般為80%~90%；良里塔格組巖性為大套泥晶灰?guī)r、含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，為一套海相碳酸鹽巖沉積，碳酸鹽巖含量一般為40%~90%；桑塔木組中上部為黃灰色泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r與深灰色泥巖、灰質(zhì)泥巖略等厚互層，底部深灰色泥巖，局部夾有灰質(zhì)含量較高泥晶灰?guī)r發(fā)育，為一套海陸過渡相沉積，碳酸鹽巖含量一般為20%~90%，變化范圍較大。

2 卡層風(fēng)險(xiǎn)及監(jiān)督施工對策

現(xiàn)場存在風(fēng)險(xiǎn)主要分為兩大類：如何保證錄井資料錄取準(zhǔn)確性以及如何選擇有針對性的卡層經(jīng)驗(yàn)技術(shù)措施。

2.1 保證錄井資料準(zhǔn)確性

（1）保證地層真巖屑質(zhì)量。提前溝通落實(shí)入井鉆具使用時(shí)間、現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況等，在預(yù)測關(guān)鍵層位前50m 內(nèi)盡可能不做長短起，若出現(xiàn)非人為因素鉆井參數(shù)異常必須起鉆時(shí)，則下鉆到底后充分循環(huán)1~1.5個(gè)遲到時(shí)間，保證好巖屑質(zhì)量再進(jìn)行鉆進(jìn)施工。抽查原始鉆具編號(hào)及長度、坐卡井深等，保證井深準(zhǔn)確性。復(fù)查最近一次實(shí)測遲到時(shí)間數(shù)據(jù)，并結(jié)合快慢鉆時(shí)、氣測驗(yàn)證，必要時(shí)旁站加測遲到時(shí)間，保證遲到井深準(zhǔn)確?？▽忧?00m禁止非錄井人員私自清理高架槽沉砂，防止人為破壞巖屑代表性。

（2）保證井控安全。抽查各池體積、出口流量傳感器滿量程精度及響應(yīng)時(shí)間、注樣檢查色譜儀精度等，組織開展現(xiàn)場作業(yè)人員卡層協(xié)調(diào)會(huì)，做好各施工方卡層期間的井控風(fēng)險(xiǎn)交底及預(yù)案配合。

（3）錄井人員分工。落實(shí)值班人員職責(zé)分工，錄井項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)帶班措施，碳酸鹽巖含量、元素錄井等錄井項(xiàng)目抽驗(yàn)精度后由指定專人操作，確保操作質(zhì)量。

2.2 經(jīng)驗(yàn)技術(shù)措施

（1）復(fù)查對比實(shí)鉆、設(shè)計(jì)T56巴楚組雙峰灰?guī)r地層頂界，驗(yàn)證鉆時(shí)、巖性對應(yīng)性及物探地震波阻抗精度。

（2）對比鄰井資料，確定預(yù)測T74最大安全深度。通過對比T70~T74總厚度、T56~T74總厚度、設(shè)計(jì)界線、鄰井厚度等，綜合分析對比出最大安全厚度，若鉆至最大深度還未出現(xiàn)巖性變化，則應(yīng)及時(shí)復(fù)查上部巖屑，重新做碳酸鹽巖分析，防止因進(jìn)入儲(chǔ)層過多導(dǎo)致長裸眼段井漏、溢流、卡鉆等復(fù)雜故障發(fā)生。

（3）注意恰爾巴克組存在“紅層灰頂”情況。切勿盲目參照設(shè)計(jì)及周邊鄰井情況判斷恰爾巴克組標(biāo)志層的巖屑顏色特征，實(shí)鉆過程中曾出現(xiàn)過周邊各井均為“紅層”而該井為“灰頂”的情況。

（4）準(zhǔn)確識(shí)別恰爾巴克組標(biāo)志層巖屑特征。根據(jù)實(shí)鉆巖屑對比，真正的“紅層灰頂”標(biāo)志層巖性特征應(yīng)為硬度較軟、可塑性較好的團(tuán)塊狀棕褐色或灰色灰質(zhì)泥巖，碳酸鹽巖含量40%~70%，且標(biāo)志層一般垂厚為5~8m，鉆穿后碳酸鹽巖含量越來越高，且居高不下。剛進(jìn)恰爾巴克組碳酸鹽巖含量曲線上存在明顯的“低頭翹尾”或“手槍狀”曲線特征。而良里塔格組干擾項(xiàng)淺棕色、棕色泥晶灰?guī)r，PDC鉆頭切削巖屑形態(tài)多呈長條狀，硬度較硬、可塑性較差，碳酸鹽巖含量一般為70%~90%，剛進(jìn)恰爾巴克組碳酸鹽巖含量曲線上不存在明顯的“低頭翹尾”或“手槍狀”曲線特征，曲線形態(tài)多為垂厚大于5~8m的上下波動(dòng)曲線。

3 實(shí)際例分析

3.1 A井

A 井是位于塔河油田托普臺(tái)1 區(qū)阿克庫勒凸起西部斜坡的一口三開制開發(fā)直井，該井地質(zhì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)入奧陶系中統(tǒng)一間房組2m 結(jié)束二開。實(shí)鉆恰爾巴克組頂界深度6038.00m，后經(jīng)三開實(shí)鉆巖屑及測井驗(yàn)證恰爾巴克組頂界為6072.50m，實(shí)鉆在一間房頂面之上預(yù)留33.50m，二開中完卡層不符合設(shè)計(jì)要求。失敗原因分析：①良里塔格組地層厚度實(shí)鉆較設(shè)計(jì)變化大時(shí)未考慮整體厚度法?，F(xiàn)場卡層過程中僅考慮良里塔格組厚度變化，沒有將桑塔木組+良里塔格組地層厚度作為判定依據(jù)，該井為一個(gè)典型的上奧陶系地層桑塔木組+良里塔格組的“填平補(bǔ)齊”作用（表1）。②巖屑顏色誤導(dǎo)。井深6038.00m 巖屑顏色由黃灰色過渡為紅棕色，井深6048.00m以后巖屑顏色轉(zhuǎn)為淺灰色，現(xiàn)場通過顏色觀察誤認(rèn)為已鉆穿恰爾巴克組紅色標(biāo)志層，但觀察巖屑可以看出，產(chǎn)生誤判的良里塔格組紅棕色泥質(zhì)灰?guī)rPDC切削巖屑明顯呈長條狀，硬度較硬、可塑性較差，且單獨(dú)挑紅棕色巖屑樣做碳酸鹽巖含量反應(yīng)劇烈，含量降低變化不明顯。③碳酸鹽巖含量誤導(dǎo)。實(shí)鉆井深6038.00m 碳酸鹽巖含量95.2%↓81.2%；井深6048.00m 以后碳酸鹽明顯抬升（普遍處于88.5%以上），但該段碳酸鹽巖含量下降范圍較小，未見明顯的“低頭翹尾”或“手槍狀”曲線特征，且曲線形態(tài)多為上下波動(dòng)曲線（圖1）。

圖1 A井錄井剖面圖

表1 A井上奧陶系地層厚度對比表

3.2 B井

B 井是位于塔河油田托普臺(tái)1 區(qū)阿克庫勒凸起西南斜坡的一口三開制開發(fā)直井，該井地質(zhì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)入奧陶系中統(tǒng)一間房組2m 結(jié)束二開。實(shí)鉆恰爾巴克組頂界深度6072.00m，后經(jīng)三開測井驗(yàn)證恰爾巴克組頂界為6073.50m，該井良里塔格組實(shí)鉆存在兩套淺棕色泥晶灰?guī)r（易誤判段），碳酸鹽巖含量曲線及巖屑形態(tài)符合該井區(qū)區(qū)域特征，實(shí)際二開中完卡層符合要求。該井桑塔木組、良里塔格組厚度變化較大（表2），若只單獨(dú)考慮良里塔格組厚度則容易在易誤判淺棕色泥晶灰?guī)r段出現(xiàn)卡層誤判，該井為一個(gè)典型的上奧陶系地層桑塔木組+良里塔格組的“填平補(bǔ)齊”作用（圖2）。

圖2 B井錄井剖面圖

3.3 C井

C 井是位于塔河油田托普臺(tái)1 區(qū)阿克庫勒凸起西南斜坡的一口五開制開發(fā)直井，該井地質(zhì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)入奧陶系中統(tǒng)一間房組4m 結(jié)束四開。該井設(shè)計(jì)恰爾巴克組頂部巖性為“灰頂”，但實(shí)鉆巖性為“紅層”紅棕色灰質(zhì)泥巖，實(shí)鉆恰爾巴克組頂界深度6287.00m，后經(jīng)五開測井驗(yàn)證恰爾巴克組頂界為6289.00m，該井良里塔格組實(shí)鉆存在一套棕紅色泥晶灰?guī)r（易誤判段），該井上奧陶桑塔木組、良里塔格組厚度較穩(wěn)定，碳酸鹽巖曲線及巖屑形態(tài)符合該井區(qū)區(qū)域特征，四開中完卡層符合要求（圖3）。

圖3 C井錄井剖面圖

4 總結(jié)

多口井實(shí)鉆總結(jié)，證實(shí)該構(gòu)造區(qū)域良里塔格組普遍存在一套或多套棕、褐色泥質(zhì)灰?guī)r層，極易與塔河油田標(biāo)志層恰爾巴克組頂部紅棕色灰質(zhì)泥巖層誤判，造成卡層失敗。現(xiàn)場地質(zhì)人員可以在充分分析掌握鄰井地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，把控錄井資料錄取質(zhì)量，保證其準(zhǔn)確性，并結(jié)合現(xiàn)場卡層實(shí)際情況有針對性地選擇技術(shù)措施。該區(qū)域的上奧陶系地層厚度“填平補(bǔ)齊”規(guī)律、恰爾巴克組標(biāo)志層碳酸鹽巖含量曲線的“低頭翹尾”特征、真假標(biāo)志層的巖屑形態(tài)及碳酸鹽巖含量范圍等經(jīng)驗(yàn)方法都可為該區(qū)域的奧陶系風(fēng)化殼卡層工作提供有效指導(dǎo)幫助。