遼河坳陷X探1井地質工程一體化研究

金佳毅

【摘 要】遼河坳陷是在華北地臺基礎上形成的新生代裂谷型坳陷。古近紀斷裂活動強烈，具有多期性和繼承性等特點。X探1井是遼河油田公司實施的一口風險探井，位于遼河坳陷西部凹陷清水洼陷北側，緊臨清水洼陷，具有優越的油氣成藏條件。井控級別I級，井型為直井，井身結構為四開，由長城鉆探工程公司70XXX隊承鉆，采用綜合錄井手段進行地質工程一體化跟蹤研究，完鉆電測時，發現該探井井深5864m（完鉆井深5877m）處井斜29.05°;井底水平位移237.7m，為落實井筒質量要求，將井身軌跡調整為定向井順利完鉆。

【關鍵詞】遼河坳陷;地質工程一體化;井筒質量

一、X探1井基本情況

構造上X探1井構造位置位于遼河坳陷清水洼陷北側馬深1南塊;鉆井目的為探索清水洼陷深層資源潛力，實現規模高成熟天然氣的突破，開拓新的勘探領域。

二、鉆探圈閉特征

來自中央凸起的碎屑物質沿大洼斷層由東向西入湖，形成沙三下扇三角洲和沙三中近岸水下扇沉積，兩套扇體在本區疊置分布，處于有利相帶內，儲集條件較好。設計X探1井位于清水洼陷北側構造較高部位，以沙三中最大湖泛面之下近岸水下扇砂體為主要目的層，兼探沙三下扇三角洲砂體。由沙三中扇體Ⅰ頂界構造圖可見，該圈閉為構造-巖性圈閉，北側依附于近東西向展布的馬南斷層，呈斷鼻形態，地層產狀南傾，東側為大洼斷層，向外為扇體尖滅邊界線，圈閉閉合面積47km2。沙三下圈閉為巖性圈閉，扇體東側大洼斷層展布，邊界為扇體尖滅線，為向西南傾斜的斷鼻形態，圈閉閉合面積40km2。X探1井位于圈閉的較高位置和砂體的有利部位。

三、鉆井地質設計

井別：預探井;井型：直井。

地理環境：本區地處遼寧省西南部、渤海遼東灣北岸，地勢平坦，地面海拔2～5m，為一廣闊平原。部署X探1井位于遼寧省盤錦市興隆臺區清水鎮清河村東南約1.5km，距離其西側的遼寧遼河口國家級自然保護區邊界約8km，該井周邊為稻田、鄉鎮、村落居民區，人口密度較大。

補鉆井地質設計：

該井鉆至設計深度5400m，層位為沙三段，巖性為深灰色泥巖、灰色泥質粉砂巖。井底氣測全烴值最高2.48%，泥漿密度1.55g/cm3，起鉆測后效，全烴值55.61%，上竄速度0.51m/min，上竄高度1339.59m。鉆探過程中3500m之下氣測值持續較高，循環后效全烴值多次達到100%。3526.0m-3728.6m井段測井解釋油氣層33.6m/11層;4197m-4344m、4646m-5400m井段錄井解釋氣層22m/6層，差氣層40m/11層，4151處點火成功，火焰高度0.2m-1.0m。

該井預測地層與實際鉆探基本符合，在4646m-5151m井段鉆遇第一套扇體（原設計預測4575m-5100m為砂體集中發育段），單層最大厚度8m，累計厚度234m/69層，砂巖占比近45.7%。當前井深5400m難以達到揭穿整個扇體（頂界埋深5350m，厚度350m）的目的，同時探索沙三下底部地質異常體的含油氣性，建議加深鉆探至5980m。

目的層預測：

X探1井勘探目的層有兩套，第一套為沙三中最大湖泛面之下近岸扇砂體，第二套為沙三下扇三角洲砂體，三開完鉆至原設計井深5400m，未能達到揭開主力層的目的。第一套原設計中的沙三扇體，預計油氣層在5500-5700井段，地層溫度175℃;第二套沙三下地質異常體，預計油氣層在5850-5980m井段，地層溫度約180℃。

加深設計要求：

鉆探至5980m，如無油氣顯示，留足口袋即可完鉆，如果鉆穿設計目的層和已經實現地質目的而未鉆達設計井深，可考慮提前完鉆。

鉆進過程中若遇良好油氣顯示，或者在完鉆前，建議進行鉆井取心1筒。

四、鉆井工程設計

設計井深：5400m（垂深）

井別：預探井;井型：直井;目的層位：Es32、Es33。

完鉆層位及完鉆原則：Es33，鉆達設計井深及相應層位，若無油氣顯示，可以完鉆;如果鉆至設計井深未鉆達設計層位和沒有實現地質目的，可以考慮加深鉆探;如果鉆穿設計目的層和已經實現地質目的而未鉆達設計井深，可以考慮提前完鉆。

井控風險級別：Ⅰ級

實際完鉆井深5877m，鉆井取心后，巖心顯示完成中生界玄武巖鉆探目的，建設單位決定提前完鉆，鉆井工況為通井待下Ф127mm直井P110型完井（四開）套管，固井方案初稿已完成，固井質量為優質，符合井筒質量要求。

五、井筒質量調整原因及總結

井深5104-5400m井段地溫在165℃以上，高于旋轉導向鉆井系統D-Guider儀器（MWD、LWD測斜儀器+螺桿）最高工作溫度150℃，長城鉆探公司聯系相關導向儀器廠家，未找到最高工作溫度高于150℃的導向儀器，無法使用導向儀器完成剩余井段鉆進任務;同時，由于地層高溫使得MWD無工作信號，無法指導螺桿糾斜，若下入螺桿還會增加卡鉆風險，因此，鉆井隊未下入螺桿配合MWD測斜儀器進行定向鉆進。

在井深5168m處，進行MWD測斜，井斜2.95度、方位18.37度的事實，預測至5400m完鉆井深，剩余232m軌跡，井斜能夠控制在標準要求范圍內，即井斜≤11°。因此采用簡化鉆具（無定向儀器）繼續鉆進至完鉆井深5400m。

井深5400-5877m井段，同樣由于地層溫度高于現有導向儀器最高工作溫度，因此鉆進過程中無法使用導向儀器完成剩余井段鉆進任務。

地質設計中5.1地層分層數據表預測Es33（預測頂深（垂深）5233m）地層傾角10-20°，傾角大，實鉆軌跡與設計預測風險相符，因無定向儀器，軌跡打直糾斜困難，隨地層傾角變大趨勢而井斜超標。

由于地層溫度約在169℃-190℃以上，現有儀器打直糾斜定向困難，因此編制工程設計時，未提出井身質量控制要求。

水平位移超標。5804—5864m井段水平位移為從208.4m增至237.7m。標準規定5000-6000m水平位移為≤200m。

具體原因同上述井斜角超標原因一致，隨著井深不斷增加，以及井斜角逐漸超標，綜合導致井底水平位移超標。

參考文獻：

[1]《鉆井手冊（甲方）》編寫組.鉆井手冊（甲方）.北京：石油工業出版社，1990.

[2]鉆井與完井工程.北京：石油工業出版社，2005.

[3]石油工程.北京：石油工業出版社，2000.

[4]地球物理測井方法原理.北京：石油工業出版社，2007.

[5]蘇義腦.水平井井眼軌跡控制.北京：石油工業出版社，2000.

[6]蘇義腦.地質導向鉆井技術概況及其在我國的研究進展.石油勘探與開發，32（1）：92-95.

[7]萬仁薄.水平井開采技術.北京：石油工業出版社，1995.

[8]萬仁薄.中國不同類型水平井開采技術.北京：石油工業出版社，1997.

[9]劉新平，房軍，金有海.隨鉆測井數據傳輸技術應用現狀及展望.測井技術，32（3）：249-253.

[10]石曉兵，陳平，熊繼有.油氣深井隨鉆擴眼鉆柱扭轉振動分析.西南石油大學學報，30（6）：81-84.

[11]肖仕紅，梁政.旋轉導向鉆井技術發展現狀及展望.石油機械，34（4）：66-70.

[12]吳奇.地質導向與旋轉導向技術應用級發展.北京：石油工業出版社，2012.

（作者單位：遼河油田公司油氣井井筒工程質量監督站）