蓋靖安，王震宇，李正軍，唐習(xí)之，王 博，胡生榮

（西部鉆探國(guó)際工程公司，新疆 烏魯木齊 830000）

奧依瑪莎油田地處西哈薩克斯坦濱里海盆地，該油田是中石油MMG油氣股份公司部署在熱得拜區(qū)塊邊緣的附屬衛(wèi)星油田，區(qū)域構(gòu)造屬庫(kù)里克凹陷?？碧侥康闹饕沁M(jìn)一步探明三疊系、二疊系地層中的油氣資源，儲(chǔ)層內(nèi)因地層裂縫存在有高壓氣水層，易發(fā)生垮塌、惡性井漏及漏轉(zhuǎn)噴等復(fù)雜事故，鉆探難度大，井控風(fēng)險(xiǎn)高。且下三疊系地層中含有不等厚花崗巖地層，地層較硬，可鉆性較差，機(jī)械鉆速低。為實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)目的，工程、地質(zhì)、鉆井液多專業(yè)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，鉆井周期大幅縮短，較好地滿足了油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的需求。

1 工程地質(zhì)概況

油田主要井身結(jié)構(gòu)如下：

一開(kāi)：?393.7mm×200m+?324mm×200m,二開(kāi)：?295mm×1900m+?244.5mm×1900m，三開(kāi)：?215.9mm×3424m+?168.3mm×3424m，四開(kāi)：?139.7mm×3980m+?114.3mm篩管×3980m。

奧依瑪莎油田自上而下分別鉆遇第四系、白堊系、侏羅系、三疊系和二疊系，地層巖性主要以泥巖、砂泥巖、石膏、石灰?guī)r，石英巖和白云巖為主，其中下白堊系歐特里沃階地層中泥巖易剝落垮塌，侏羅系基默里奇階、提塘階、牛津階地層中石英巖、白云巖含量高，三疊系奧倫尼克階、印度階、長(zhǎng)興階及吳家坪階地層中花崗巖含量高，中小顆粒花崗巖占31%～59%，砂巖占35%～46%，硬質(zhì)泥巖含量超過(guò)8%。區(qū)域油藏位于三疊統(tǒng)，由砂巖、粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、泥巖和凝灰質(zhì)巖組成，在上三疊統(tǒng)孔隙性儲(chǔ)層中多為混雜砂巖，多為不均質(zhì)、大顆粒的砂巖，在中三疊統(tǒng)沉積物中有少許的油或油水混合物。中三疊統(tǒng)油藏位于火山白云巖裂縫中，由粒狀、塊狀、碎屑狀、泥質(zhì)狀、瀝青化白云巖組成。該區(qū)域以裂縫性油藏為主，也有海綿孔型油藏，儲(chǔ)層地層巖性主要以砂巖為主。鄰井資料顯示，二疊系長(zhǎng)興階3496～3631m 會(huì)出現(xiàn)氣測(cè)異常，且易發(fā)生嚴(yán)重的裂縫性漏失，吳家坪階3570～3980m 地層以小?！辛；◢弾r為主，地層硬度大，可鉆性極差。

2 鉆井液主要技術(shù)難點(diǎn)

（1）第四系和白堊系地層膠結(jié)疏松，易發(fā)生地層漏失。

（2）區(qū)域內(nèi)整體地層壓力較低，自白堊系至三疊系612～1528m、1950～3137m、3272～3378m、3553～3577m、3541～3576m 等多套地層中含有水層，地層出水易污染鉆井液，浸泡井壁，井壁失穩(wěn)易引發(fā)剝蝕掉塊和井塌，提高密度過(guò)程中易發(fā)生井漏，塌漏矛盾突出，井下復(fù)雜事故頻發(fā)。

（3）白堊系、侏羅系地層中大段泥巖和石膏層相互交替出現(xiàn)，泥巖層水敏性強(qiáng)，石膏層易吸水蠕變縮徑，造成起下鉆阻卡。

（4）三疊系和二疊系地層中存在誘導(dǎo)性裂縫，油氣水層活躍，鉆遇裂縫性砂巖儲(chǔ)層后，漏轉(zhuǎn)噴井控風(fēng)險(xiǎn)高，鉆井液防漏堵漏難度大，固井時(shí)井漏失返。

（5）三疊系巴侖階組煤層2500～2800m 井段存在煤層垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

（6）井底溫度高達(dá)149℃，鉆井液高溫穩(wěn)定性和流變性調(diào)控難度大。

3 鉆井液技術(shù)對(duì)策

（1）一開(kāi)使用高坂土漿聚合物鉆井液進(jìn)行施工，強(qiáng)化鉆井液的攜巖懸浮能力和地層封堵性，控制泥漿泵排量滿足攜巖要求即可，及時(shí)補(bǔ)充隨鉆堵漏材料，做好表層大井眼疏松地層井漏預(yù)防工作。

（2）使用復(fù)合鹽水鉆井液，重點(diǎn)突出對(duì)灰色泥巖地層的抑制和棕紅色硬脆性泥巖的封堵防塌和潤(rùn)滑防卡作用，嚴(yán)格控制API失水不大于5mL，避免泥頁(yè)巖水力尖劈效應(yīng)造成的井壁圍巖強(qiáng)度降低引起的井壁失穩(wěn)垮塌等井下復(fù)雜。

（3）針對(duì)微孔隙、微裂縫以及煤層段地層漏失和垮塌風(fēng)險(xiǎn)，全井段提高TP-2、NFA-25 等隨鉆封堵防塌材料的使用量，逐步提高地層承壓能力。鉆遇漏失井段前，鉆井液中提前加入5%～8%的隨鉆堵漏劑，振動(dòng)篩更換20～40 目篩布，減少隨鉆堵漏材料的篩除。鉆遇嚴(yán)重漏失井段，采用隨鉆+高濃度復(fù)合橋漿堵漏的方式進(jìn)行堵漏和承壓作業(yè)，降低固井井漏失返幾率，提高固井質(zhì)量。

（4）石膏層和大段灰色泥巖地層鉆進(jìn)，采用復(fù)合鹽水聚合物聚磺鉆井液，提高鉆井液抗鹽鈣污染能力，控制鉆井液密度在1.18g/cm3范圍內(nèi)，Cl-≥80000mg/L，及時(shí)檢測(cè)體系中Cl-和Ca2+含量，及時(shí)調(diào)整抗鹽鈣處理劑加量，確保鉆井液性能穩(wěn)定。

（5）井深2500m以后鉆井液中逐漸加入SMP-2等抗溫處理劑，提高鉆井液的抗溫能力和高溫穩(wěn)定性，隨著井深的增加，逐步提高抗高溫處理劑含量。

4 現(xiàn)場(chǎng)鉆井液技術(shù)應(yīng)用

4.1 一開(kāi)井段

一開(kāi)大井眼鉆井液在配置、維護(hù)方面重點(diǎn)考慮攜巖和灰色泥巖造漿問(wèn)題，開(kāi)鉆前配置100m3預(yù)水化坂土漿，鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)地層巖性變化情況及時(shí)混入配置好的聚合物膠液40m3，在提高鉆井液攜巖能力的同時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充IND30 等大分子抑制包被劑，突出鉆井液的強(qiáng)抑制特性，適當(dāng)控制鉆井液濾失量，井深80m后鉆井液中逐步加入3%～5%TP-2 隨鉆堵漏劑，提高鉆井液的封堵造壁能力，避免鉆屑濃度過(guò)高憋漏地層。工程方面通過(guò)控制排量、控制機(jī)速、精細(xì)操作、鉆后擴(kuò)劃眼修正井壁等方式，降低井筒內(nèi)巖屑濃度和井底ECD預(yù)防淺表層地層漏失。一開(kāi)使用坂土聚合物鉆井液，配方如下：4%～6%膨潤(rùn)土+0.2%～0.3%NaOH +0.3%～0.5%IND-30+0.3%～0.5%PAC-LV。

4.2 二開(kāi)井段

二開(kāi)采用欠飽和復(fù)合鹽水聚合物鉆井液，配方如下：

（1）基本配方：部分一開(kāi)井漿+0.3%～0.5%NaOH+0.3%～0.5%Na2CO3+0.5%～1%LV-PAC+0.3%～0.5%IND30+0.5%～0.7%NH4HPAN+石灰石粉。

（2）維護(hù)處理：開(kāi)鉆前，徹底清理循環(huán)池，鉆水泥塞時(shí)，將配置好的聚合物鉆井液與井筒內(nèi)部分井漿進(jìn)行混摻，對(duì)返出的井底混漿進(jìn)行排放或回收，鉆進(jìn)時(shí)加純堿進(jìn)行處理。進(jìn)入地層后，采用復(fù)合鹽水聚合物膠液細(xì)水長(zhǎng)流方式進(jìn)行維護(hù)，控制漏斗粘度在35～40s，密度在1.13～1.18g/cm3，坂含30～35g/L，API 失水不大于5mL，Cl-不小于80000mg/L。700m 進(jìn)入砂泥巖地層后，鉆井液中一次性補(bǔ)充3tTP-2隨鉆堵漏劑和預(yù)水化坂土漿，并定期補(bǔ)充，提高鉆井液的封堵性和地層承壓能力，避免地層漏失。進(jìn)入1700m灰色泥巖后，鉆井液中及時(shí)補(bǔ)充IND30 抑制包被劑，調(diào)整好鉆井液流變性，強(qiáng)化固相源頭控制技術(shù)措施[1]，嚴(yán)格控制濾失量和固相含量，降低鉆井液中的劣質(zhì)或有害固相，提高井眼的凈化和清潔能力，調(diào)整并控制鉆井液密度在1.18g/cm3范圍內(nèi)，控制井底ECD 在合理范圍內(nèi)，防止憋漏地層。進(jìn)入白堊系泥巖地層后，鉆井液中及時(shí)補(bǔ)充3%～5%NFA-25 等封堵材料，重點(diǎn)預(yù)防硬脆性泥巖地層剝蝕掉塊，并定期補(bǔ)充，確保鉆井液中封堵防塌處理劑含量在5%以上。工程配合降低泥漿泵排量，減少井壁沖刷，防止井壁失穩(wěn)引起地層垮塌。測(cè)井及下套管前通井時(shí)，使用高粘度重稠塞充分循環(huán)洗井，保持井眼清潔。通井至井底后，需大排量洗井至少2周以上，待鉆屑徹底循環(huán)干凈后，確保電測(cè)及下套管施工正常。

4.3 三開(kāi)井段

三開(kāi)段采用欠飽和復(fù)合鹽水聚合物聚磺鉆井液體系，配方如下：

（1）基本配方：清水+0.2%～0.4%NaOH+0.2%～0.3% Na2CO3+ 0.5% ～0.8% LV- PAC + 0.5% ～1%IND30+3%～4%SMP-2+2%～4%SPNH+5%～7%KCl+8%～10%NaCl+石灰石粉。

（2）轉(zhuǎn)化：三開(kāi)前，預(yù)留部分二開(kāi)泥漿，在循環(huán)池提前配置100m3欠飽和復(fù)合鹽水聚合物膠夜，將井漿與膠液充分混摻后，檢測(cè)其各項(xiàng)性能參數(shù)滿足要求后方可進(jìn)行三開(kāi)。

（3）維護(hù)處理：1200～2500m 井段使用欠飽和復(fù)合鹽水聚合物鉆井液體系，2500～3424m 井段使用飽和復(fù)合鹽水聚磺鉆井液體系。鉆進(jìn)過(guò)程中，維護(hù)采用“等濃度”膠液細(xì)水長(zhǎng)流的方式進(jìn)行維護(hù)。2500m 以后鑒于井底溫度較高的實(shí)際，逐步加入SPNH和SMP-2等抗溫處理劑進(jìn)行維護(hù)，控制HTHP 濾失量小于12mL，控鉆井液密度在1.20g/cm3范圍內(nèi)，純泥巖和石膏層井段，在平衡地層壓力的同時(shí)，控制API 失水不大于4mL, pH 值不小于9，Cl-不小于80000mg/L,加入Na2CO3及時(shí)處理石膏引起的污染，調(diào)整和控制好流變性，防止鉆井液性能惡化。

4.4 四開(kāi)井段

四開(kāi)段采用欠飽和復(fù)合鹽水聚磺鉆井液體系進(jìn)行施工，配方如下：

（1）基本配方：清水+0.2%～0.4%NaOH+0.2%～0.3% Na2CO3+ 0.5% ～0.8% LV- PAC + 0.5% ～1%IND30+3%～4%SMP-2+2%～4%SPNH+5%～7%KCl+8%～10%NaCl+石灰石粉。

（2）維護(hù)處理：四開(kāi)鉆井液維護(hù)處理主要以SMP-2和SPNH堿液為主，重點(diǎn)提高鉆井液的封堵防塌和高溫穩(wěn)定性。

（3）進(jìn)入3500m以前，根據(jù)鄰井資料顯示存在微裂縫，鉆井液中及時(shí)補(bǔ)充TP-2等隨鉆處理劑，強(qiáng)化鉆井液封堵造壁性，在鉆至井深3499m處發(fā)生滲透性漏失，及時(shí)提高鉆井液中隨鉆堵漏劑含量至4%，漏失現(xiàn)象消除。為避免密度過(guò)高和人為因素造成的地層漏失，控制粘度在50s，鉆井液密度控制在1.15g/cm3，并繼續(xù)提高隨鉆堵漏劑在鉆井液中的含量至6%，避免砂泥巖和微裂縫地層引起的井漏。在油氣層鉆進(jìn)過(guò)程中，適當(dāng)提高鉆井液密度至1.17g/cm3，在避免漏轉(zhuǎn)噴井控風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)近平衡鉆井作業(yè)。

（4）鉆至井深3700m時(shí)發(fā)生失返性漏失，配置30%凝膠復(fù)合橋堵漿40m3進(jìn)行堵漏并承壓，堵漏一次成功。

（5）鉆至井深3900m發(fā)現(xiàn)鉆井液密度下降，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)為地層水侵入，逐步提高鉆井液密度至1.18g/cm3后水侵現(xiàn)象得到控制，安全順利鉆至目的層完鉆。固井前，對(duì)裸眼段進(jìn)行分段地層承壓，解決了固井失返等技術(shù)難題。

5 井漏預(yù)防處理和地層承壓技術(shù)

5.1 井漏的預(yù)防

（1）施工過(guò)程中，要加強(qiáng)鉆井液液面檢測(cè)和坐崗制度的落實(shí)，做到早發(fā)現(xiàn)、早匯報(bào)、早處理。

（2）針對(duì)砂巖裂縫性易漏失地層，需提前在鉆井液中加入TP-2等中細(xì)顆粒的隨鉆堵漏材料進(jìn)行地層微裂縫封堵。

（3）加強(qiáng)鉆井液性能控制和檢測(cè)，提高封堵防塌潤(rùn)滑劑在鉆井液中的有效濃度，突出體系的強(qiáng)封堵特性，嚴(yán)格控制鉆井液密度、粘切、HTHP濾失量及固相坂含等性能指標(biāo)，確保體系具有良好流變性，降低環(huán)空壓耗，減少人為因素引起的地層漏失。

（4）鉆進(jìn)過(guò)程中，在滿足攜巖懸浮情況下，適當(dāng)降低泥漿泵排量，密切監(jiān)測(cè)鉆時(shí)變化，控制機(jī)械鉆速，降低環(huán)控鉆屑濃度，發(fā)現(xiàn)異常立即停止鉆進(jìn)并上提鉆具至安全井段。

（5）起下鉆嚴(yán)格控制速度，下鉆每500～1000m 開(kāi)泵頂通循環(huán)一次，嚴(yán)格執(zhí)行開(kāi)泵緩慢、泵沖先低后高的開(kāi)泵方式，避免壓力激動(dòng)導(dǎo)致的地層憋漏。

5.2 井漏的處理

（1）鉆遇漏失地層發(fā)生井漏時(shí)，立即降低排量，快速將鉆頭提離井底循環(huán)觀察，如漏失在5m3以內(nèi)，在條件允許的情況下，可先適當(dāng)降低鉆井液密度和排量循環(huán)觀察漏失情況，如漏失變小可通過(guò)加入在鉆井液中3%～5%隨鉆堵漏材料進(jìn)行堵漏。若漏失較大或發(fā)生失返性漏失，則立即停泵，采用起鉆吊灌的方式將鉆具起至安全井段內(nèi)靜堵或使用高濃度堵漏漿進(jìn)行堵漏。

（2）若漏速較大或發(fā)生失返性漏失時(shí)，若鉆具組合中加裝螺桿和MWD 等工具儀器時(shí)，需采用邊吊灌邊起鉆的方式，盡可能將鉆具起出地面，待取出鉆頭水眼或鉆具內(nèi)儀器后，再下鉆至套管鞋附近采用橋堵漿進(jìn)行堵漏，在泵入橋堵漿期間或橋堵漿出水眼前，可采用搶鉆方式盡量多鉆揭開(kāi)漏失層，搶鉆過(guò)程中，需密切關(guān)注扭矩變化，發(fā)現(xiàn)扭矩增大時(shí)，立即上提鉆具，若上提無(wú)阻卡，則可繼續(xù)進(jìn)行搶鉆，每搶鉆2～3m需上提下放活動(dòng)一次鉆具。

（3）吊灌起鉆按照鉆具體積的1.5～2 倍進(jìn)行吊灌，吊灌及起鉆期間，地面抓緊時(shí)間配置循環(huán)鉆井液、儲(chǔ)備鉆井液及橋堵漿，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備處理劑、加重劑、堵漏材料以及除硫劑等庫(kù)存材料，提前做好各種材料的計(jì)劃和儲(chǔ)備工作，確保有足夠數(shù)量的鉆井液進(jìn)行搶鉆、吊灌或發(fā)生溢流后的壓井作業(yè)。

5.3 地層承壓技術(shù)

（1）發(fā)生失返性地層漏失或固井前，需采用凝膠復(fù)合橋堵漿承壓堵漏技術(shù)提高裂縫性地層承壓能力，避免油氣水溢流壓井或固井時(shí)發(fā)生井漏失返。

（2）根據(jù)裂縫尺寸大小，優(yōu)選不同類型、不同粒徑和抗壓強(qiáng)度的堵漏材料，確保堵漏材料進(jìn)的去、站得住、沖不稀、堵得住，配置濃度控制在30%左右，使用凝膠類材料，提高堵漏漿在裂縫內(nèi)的滯留能力。

（3）凝膠復(fù)合橋堵漿在進(jìn)入裸眼地層前，為減少漏失量，需采取小排量泵入。橋堵漿出鉆頭后，可適當(dāng)加大頂替或循環(huán)排量，盡可能將橋堵漿多擠入地層裂縫內(nèi)，實(shí)現(xiàn)架橋和填塞的目的，原則上橋堵漿需全部替入裸眼井段內(nèi)，替漿過(guò)程中要不間斷旋轉(zhuǎn)或上提下放活動(dòng)鉆具，做好防止粘卡工作。

（4）承壓時(shí)采用關(guān)井憋擠的方式進(jìn)行，密切關(guān)注套壓變化和地層吃入情況，每次憋擠0.5～1MPa，等停穩(wěn)壓10min后再次憋擠，待憋擠壓力滿足要求后，繼續(xù)候堵1～2h 開(kāi)井循環(huán)。若替入的堵漏漿在憋擠過(guò)程中全部進(jìn)入地層，則考慮重新調(diào)整橋堵漿配方后再次進(jìn)行憋擠作業(yè)，直至承壓滿足要求再開(kāi)井循環(huán)。

6 結(jié)論

（1）復(fù)合鹽水鉆井液體系通過(guò)優(yōu)化和細(xì)化處理劑配方及鉆井液性能，可滿足奧依瑪莎油田區(qū)域的鉆井施工需要。

（2）區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、地層壓力、地層巖性以及油氣水分布尚具有差異性，需進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和摸清區(qū)域地質(zhì)情況，為后續(xù)施工提供依據(jù)。

（3）復(fù)雜區(qū)域或復(fù)雜層位施工，地質(zhì)工程一體化協(xié)同作用尤為重要，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜事故的提前識(shí)別和預(yù)防是保證施工安全順利的強(qiáng)力保障。

（4）凝膠復(fù)合橋堵漿堵漏技術(shù)可以滿足該區(qū)域裂縫性地層堵漏和地層承壓需要，提高了一次堵漏成功率。