鴨西區塊高壓鹽水層鉆進技術探討

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）

鴨西區塊高壓鹽水層鉆進技術探討

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年隨著勘探重點逐漸轉移至鴨西區塊，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，重則導致井壁失穩，嚴重的可導致鉆井工程的的失敗。由該地區鉆遇高壓鹽水層的井況入手，著重分析了高壓鹽水層鉆進中存在的諸多問題。強調做地層承壓試驗的方法及重要性，其目的是了解地層的壓力分布規律。另外涉及到對高壓鹽水層的診斷、處理、鉆井注意事項。

鴨西區塊；高壓鹽水層鉆井；鉆井液密度；地層承壓試驗；堵水

在鴨西鼻狀構造因鉆遇壓力系數大小不等的高壓鹽水層，井壁失穩、掉塊問題嚴重困擾著鉆井施工，其經驗教訓應引起重視。該地區鹽水層主要特點是：壓力高、水量大、層數多。鉆井中如果處理不及時或措施不當，將引發高壓鹽水大量涌入井筒內，導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生。鉆井液密度如果過高，又將使上部欠壓實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，還是工程設計都不可能準確預告高壓鹽水層位置、壓力和出水量的大小。鉆遇高壓鹽水層最大的難點是壓井鉆井液密度的取值。即使壓井壓穩后，也將面臨后續鉆進中因鉆井液密度過高引發的井漏、粘卡、泵壓高使得排量降低、機械鉆速低，保護油氣層困難等一系列復雜問題。所以高壓鹽水層鉆井技術必須引起足夠的重視。

1　鴨西鼻狀構造鉆遇鹽水層現狀

（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，后經鉆井液密度由1.15g/cm3提至1.52g/cm3才將鹽水壓穩。

（2）鴨西鼻狀構造鴨西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。

鴨西鼻狀構造區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，整個裸跟段存在又漏又溢等復雜情況。所以如何提高地層承壓能力是高壓鹽水層鉆井技術的關鍵。

2　高壓鹽水層鉆井技術

2.1工程地質設計要求

（1）優化井身結構。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）鉆井隊應儲備足夠的泥漿、加重和堵漏材料。

（3）調研鄰井、相鄰地區鉆井情況。應對井下復雜情況做出充分預計，并提出有針對性的解決措施。

（4）儲備重漿的密度，可按地質設計提高0.15g/cm3來考慮。使用中在地面根據井下實際情況做出調整。

2.2地層承壓試驗

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，必將導致整個裸眼井段都有可能發生嚴重井漏，甚至造成極為嚴重的后果。

3　高壓鹽水層判斷

鴨西鼻狀構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，在鉆開鹽水層時通過鉆時的變化、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報，發現高壓鹽水層。

處理高壓鹽水層：

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

（2）不準將重泥漿直接壓井，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，應采取司鉆法壓井。

（3）該地區一些含氣水層段地層壓力高，但產量不是很高。所以壓井后鉆進一段時間，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）鉆時加快時，鉆井池液面突然上升，這必將是鉆開高壓鹽水層的征兆，必須立即關井求壓執行壓井措施。

4　高壓鹽水層的鉆進注意事項

鴨西區塊高壓鹽水層，水層活躍，分布段長，不可預見的因素較多。如鉆進一個裸眼段，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雜事故的發生。該地區的地層受構造的影響，地層又極為復雜。如受地應力影響的掉塊、泥巖段的縮徑等等。所以這些影響因素必須給予充分認識。

（1）防漏。鉆進高壓鹽水層后，因鉆井液密度高，有可能發生井漏。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。由于實施了壓井作業，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，加之此時的泥餅厚而疏松極易造成粘卡。所以井下鉆具盡量不準停止活動，操作中遇阻、卡不能超過規定噸位，以防卡死。另外，此段特殊作業時，如測井等更應引起注意。因地層復雜引起的掉塊，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。

（3）井眼清潔。高壓鹽水層鉆進中隨著井深的增加，排量往往達不到最小攜屑要求，鉆屑必然在井內停留時間過長，嚴重時可發生一系列的復雜事故。所以，最好改善泥漿的流變性，使用優質鉆井液。另外工程上采用大尺寸鉆具鉆進，以降低管內循環壓耗。

（4）高壓鹽水層段鉆進時，最好減少特殊作業，爭取時間，快速安全鉆過復雜井段。

（5）每鉆開一個高壓鹽水層，以壓穩為原則，否則不準其它作業。

（6）每鉆開一個高壓鹽水層，必須認真觀察分析，壓穩后短起以觀察后效，為安全鉆進提供依據。

（7）為提高深井鉆井成功率及最優經濟效益，應根據實際鉆探需要，堅持做地層承壓試驗。

5　現場試驗

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

6　結論

（1）為避免下步鉆探的風險，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，使用技術套管封固。

（2）該地區鉆井必須使用較先進的鉆井設備。較容易處理垮塌、掉塊、縮徑等復雜情況見表1。

表1　3口井現場試驗情況表

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

（4）針對該地區鉆井實際情況，有必要制定高壓鹽水層復雜層段的鉆井技術規范。

（5）鉆井工程設計中要求，泥漿性能必須滿足鉆高壓鹽水層的實際需要。對主要鉆井液藥品、材料要使用指定生產廠家的產品規格。

（6）為確保復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。

[1]鄢捷年.鉆井液工藝學[M].北京：石油工業出版社，2000.

[2]徐同臺.井壁穩定技術研究現狀及發展方向[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與和儲層損害的最大負壓差確定研究[J].天然氣工業，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，現從事鉆井工程技術服務工作。