王海濤

【摘要】濱湖區(qū)塊是中石油哈薩克斯坦ADM公司所屬油田，共施工直探井7開7完，平均井深1550m，由于地層礫石多，泥巖造漿嚴(yán)重，可鉆性差，再加上不同壓力梯度所固有的特點(diǎn)，濱湖地區(qū)探井鉆井施工難度大，按已完的實(shí)鉆資料，曾多次發(fā)生復(fù)雜與事故，致使卡鉆、卡套管、劃眼等情況頻頻發(fā)生，大大地增加了建井周期時(shí)間。針對(duì)目前所掌握的地層特性以及所具備的鉆井施工工藝，為了適應(yīng)濱湖區(qū)塊探井的施工要求、減少或避免井下復(fù)雜與事故、提高鉆井速度，結(jié)合濱湖地區(qū)地質(zhì)特征與探井鉆井特點(diǎn)，邊研究邊鉆，制定出了一套技術(shù)措施，以指導(dǎo)鉆井施工，并在實(shí)踐中加以完善?！娟P(guān)鍵詞】巖性 井身結(jié)構(gòu) 高壓水層 鉆頭 鉆具組合

1 地質(zhì)概況

濱湖區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造是一個(gè)有利構(gòu)造圈閉，為北東向逆斷層控制的斷背斜。沉積相為河道，上部地層以灰綠、棕紅色泥巖為主，吸水性強(qiáng)、易造漿，性軟，存在壓力為1.5MPa異常高壓水層，易井涌；下部地層以深棕紅色、灰綠色泥巖為主，粉砂巖互層，吸水性中等、易造漿、性中等，以礫石為主，性硬、易剝落，富含油、氣，鉆探的主要目的是評(píng)價(jià)阿雷斯庫姆組、阿克沙布拉克和庫姆科爾組的含油氣情況。濱湖地區(qū)淺井所鉆遇地質(zhì)主要分層依次為第三系、白堊系、侏羅系等地層。

2 濱湖地區(qū)鉆井特點(diǎn)與難點(diǎn)

2.1 中、上部井眼尺寸大，深部地層可鉆性差

（1） 施工，上、中部采用鉆頭尺寸較大，機(jī)械鉆速難以提高。

（2） 濱湖地區(qū)所鉆地層較老，深部地層可鉆性很差，嚴(yán)重影響鉆井速度。

（3）中上部井眼尺寸大，下部作業(yè)排量受限，施工中環(huán)空返速低。

2.2 鉆進(jìn)裸眼段較長(zhǎng)，地層壓力系統(tǒng)不一

（1）白堊系、侏羅系一些砂礫巖、砂巖滲透性較好，地層壓力較低。

（2）由于構(gòu)造應(yīng)力的影響，下部地層坍塌壓力較大，要求使用較高鉆井液密度。

（3）對(duì)探井而言，深部地層壓力不確定性表現(xiàn)明顯，儲(chǔ)層壓力系數(shù)難以確定。

2.3 上部地層縮徑比較嚴(yán)重

（1）灰綠色膏泥巖以及軟棕紅色泥巖可塑性好，在地應(yīng)力作用下向井內(nèi)蠕動(dòng)引起縮徑。

（2）白堊系、侏羅系等地層大套泥巖吸水膨脹。

（3）白堊系、侏羅系等地層滲透性較好的砂礫巖、砂巖井段較厚虛泥餅形成縮徑。

2.4 施工井眼穩(wěn)定條件復(fù)雜

（1）深層泥頁巖可塑性差，井眼鉆成后，在地層集中應(yīng)力作用下，井壁失穩(wěn)坍塌，井眼向穩(wěn)定的橢圓形狀發(fā)展。

（2）濱湖地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)造成的斷層破碎帶膠結(jié)疏松，井壁易坍塌失穩(wěn)。

（3）泥巖、泥礫巖、砂礫巖膠結(jié)性差，巖體強(qiáng)度低，易引起井壁失穩(wěn)坍塌。

（4）礫石膠結(jié)疏松，易剝落，及易引起井壁失穩(wěn)坍塌。

3 鉆井技術(shù)研究與探討

3.1 防斜打直與提高鉆速

（1）濱湖地區(qū)晝夜溫差較大，應(yīng)及時(shí)校對(duì)指重表的靈敏針，確保鉆壓的真實(shí)性。

（2）中上部地層鉆具組合采用鐘擺結(jié)構(gòu)，深層施工采用塔式組合，使用PDC鉆頭輕壓鉆進(jìn)或使用牙輪鉆頭強(qiáng)化鉆井參數(shù)利用下部鉆具的渦動(dòng)防斜打直。

（3）上部大尺寸井眼采用大排量、高泵壓、低密度，優(yōu)選鉆頭噴嘴，使用加長(zhǎng)、斜噴嘴以及不等徑、雙噴嘴組合，合理設(shè)計(jì)水力參數(shù)，利用水力射流協(xié)助破巖或清潔井底，提高鉆速。

（4）優(yōu)選鉆頭系列，深部地層鉆進(jìn)應(yīng)選用耐高溫、抗研磨性好的鉆頭。

3.2 防垮技術(shù)措施

（1）濱湖地區(qū)侏羅系庫姆克爾組以下地層坍塌壓力較大，根據(jù)情況，應(yīng)盡量提高鉆井液密度。

（2）施工中要確保井筒壓力的相對(duì)穩(wěn)定。

（3）減少不必要的鉆具旋轉(zhuǎn)、甩打等對(duì)井壁的機(jī)械破壞。

（4）采用適當(dāng)鉆井排量，禁止定點(diǎn)循環(huán)，減輕對(duì)井壁的沖刷。

3.3 防卡技術(shù)措施

（1）起下鉆嚴(yán)格控制速度，阻卡嚴(yán)重時(shí)采用劃眼或倒劃眼方式解除。

（2）保持良好的泥漿性能，減小泥餅?zāi)ψ?，加?qiáng)活動(dòng)鉆具，盡可能減少鉆具在井內(nèi)的靜止時(shí)間，預(yù)防粘附卡鉆。

（3）因井壁失穩(wěn)井內(nèi)可能會(huì)有難以攜帶的掉塊，隨著井眼的延伸，掉塊的積累會(huì)影響到正常作業(yè)，施工中可通過短起下鉆，讓掉塊落入井底，再用小排量、低轉(zhuǎn)速、小鉆壓破碎，大排量攜帶，恢復(fù)正常。

（4）空井時(shí)間長(zhǎng)，在礫石層注入高粘度鉆井液，防止礫石脫落卡鉆。

（5）定期探傷鉆鋌和井下工具，避免鉆具事故的發(fā)生。

（6）搞好落物預(yù)防措施，避免井下落物。

3.4 防漏技術(shù)措施

（1）井場(chǎng)儲(chǔ)備一定量的常用堵漏材料，并保證水源充足。

（2）表層鉆進(jìn)，上部疏松地層和礫石層采用較高粘度泥漿，同時(shí)使用適當(dāng)?shù)你@井排量，避免蹩漏地層。

（3）施工中強(qiáng)調(diào)平穩(wěn)操作，控制鉆具起放速度，開泵不宜過猛，防止蹩漏地層。

（4）下鉆過程根據(jù)井深分段開泵循環(huán)，減輕環(huán)空蹩壓。

（5）鉆進(jìn)中一旦發(fā)現(xiàn)只進(jìn)不出，應(yīng)立即起至安全井段。

（6）需要加重時(shí)應(yīng)控制好加重速度，如有漏失，應(yīng)采取措施提高低壓層段的井壁承壓能力。

4 結(jié)論

提高機(jī)械鉆速，縮短建井周期，預(yù)防井下事故不僅取決于地質(zhì)因素，還取決于人對(duì)地質(zhì)因素的了解以及制定的各種技術(shù)措施是否合理，取決于對(duì)每一個(gè)微小技術(shù)措施的制定與執(zhí)行。

（1）井段90-115米，每個(gè)單根鉆進(jìn)時(shí)間不能低于30min，（必須控制機(jī)械鉆速）保證返砂。防止流沙嗆水眼及流沙層卡鉆，特別鉆進(jìn)高壓水層時(shí)必須控制機(jī)械鉆速，防止鉆速過大，產(chǎn)生涌水（100m左右）。

（2）一開固井結(jié)束后立即關(guān)閉導(dǎo)管和表套的環(huán)形空間。

（3）為使環(huán)空巖屑能夠返凈，要適當(dāng)增加循環(huán)時(shí)間，早開泵，晚停泵。同時(shí)注意觀察振動(dòng)篩返出巖屑情況和泵壓變化情況。巖屑返出量減少、泵壓升高時(shí)，要適當(dāng)增加循環(huán)時(shí)間，調(diào)整泥漿性能，但是絕對(duì)禁止定點(diǎn)循環(huán)。

（4）下部施工盡可能提高鉆井液密度以平衡地層坍塌壓力，同時(shí)堅(jiān)持短起下鉆制度，一方面清除掉井壁上不穩(wěn)定的巖體，避免集中垮塌，另一方面將坍塌掉塊趕至井底加以破碎，盡量減輕或避免井下復(fù)雜與事故。

（5）控制泥漿中K+含量，同時(shí)降低失水。

（6）上部地層進(jìn)入膏泥巖前，一次性注入有機(jī)硅，防止堵導(dǎo)管。

（7）合理選用鉆頭，簡(jiǎn)化鉆具組合，使用牙輪雙向減震器，提高機(jī)械鉆速。

（8）深表層鉆具組合：φ444.5mm鉆頭+φ203mm鉆鋌×2根+φ444mm扶正器+φ178mm鉆鋌×8根+φ165mm鉆鋌×12根+φ127mm鉆桿+133方鉆桿。