塔中地區寒武系鹽下白云巖卡層研究
——以中寒2井為例

祁騰飛，任俊鵬，周鵬遙，陳柳，王敏捷

中國石油塔里木油田分公司 監督中心（新疆 庫爾勒 841000）

0 引言

隨著勘探開發力度的逐步增大，向深層要油氣成為今后油氣勘探的必然選擇，寒武系鹽下白云巖層以其儲層厚度大、分布廣、蓋層優質、勘探程度低成為塔里木盆地油氣勘探重要的戰略接替層位[1]。塔中區塊下寒武統白云巖普遍發育，臺地礁灘相、丘灘相等多種有利沉積相展布，寒武系底部玉爾吐斯組黑色泥頁巖生烴條件好[2]，中寒武統阿瓦塔格組和沙依里克組膏鹽巖優質蓋層厚度大[3]，三者共同構成了有利的生儲蓋組合，中深1井和中深1C井的成功證實了本地區鹽下白云巖重大勘探潛力。中寒2井是部署在塔中地區塔中10號構造帶上中寒6號構造的一口風險探井，目的是探索塔中凸起塔中10號構造帶下寒武統障壁丘灘白云巖含油氣性及勘探潛力。鹽下寒武系井鉆井關鍵環節是中寒武統鹽層底部的中完卡層工作，如果卡層出現失誤，可能會導致井漏、卡鉆等工程復雜。本區塊寒武系鹽下白云巖儲層埋深大（＞8 000 m），地震資料品質較差，地層及構造預測準確性低；鄰井少且距離遠，地層可對比性差；區域上深部輝綠巖侵入體發育且發育規律難以預測，輝綠巖易垮塌井漏[4]，種種因素造成鹽底卡層井控風險大，地層對比難度大，沙依里克組鹽層底部能否卡準，直接影響鉆井進度和井控安全。本文在地震剖面預測的基礎上，結合沉積相特征，通過地震剖面特征分析、地層對比、巖性分析，闡述了中寒2井沙依里克組鹽底卡層過程，保證了鉆井施工的順利進行。

1 基本情況

1.1 構造特征

中寒2井位于塔中隆起塔中凸起北斜坡塔中10號構造帶中寒6號構造，中古48井北東約1.8 km。塔中凸起從北向南劃分為3個三級構造帶：塔中北斜坡、塔中中央主壘帶和塔中南斜坡[5]。其中，塔中北斜坡位于塔中中央主壘帶和塔中Ⅰ號坡折帶之間，是一個整體向北西方向傾斜的大型鼻狀構造，可進一步劃分為塔中10號構造帶、塔中40號構造帶、塔中Ⅰ號坡折帶等四級構造帶，其中塔中10號構造帶和塔中40號構造帶為逆沖構造[6]。

1.2 地層特征

本井鉆揭地層自上而下依次為：新生界第四系、新近系、古近系；中生界白堊系、三疊系；古生界二疊系、石炭系、志留系、奧陶系、寒武系；元古界前寒武系（未穿）。缺失地層為中生界侏羅系和奧陶系吐木休克組和一間房組。目的層為寒武系吾松格爾組和肖爾布拉克組白云巖。三開鉆至7 681 m進入中寒武統阿瓦塔格組上部膏鹽巖段中完，封固鹽上地層。

1.3 沉積相

塔中10號構造帶為下寒武統沉積前向海方向的第一排正地貌帶，具有發育障壁灘沉積條件。根據地震沉積相分析，下寒武統丘灘復合體沿塔中10正地貌帶呈帶狀展布，中寒2井位于塔中10號帶障壁丘灘，儲層條件有利。

1.4 中完原則

本井寒武系鹽下白云巖卡層的中完原則是確認鉆穿沙依里克組膏鹽巖，進入吾松格爾組含泥白云巖5 m以內中完。

2 卡層難點

2.1 實鉆與設計差距大

塔中區域井區內構造運動導致地層相對復雜，地震資料少、品質差，設計與實鉆差距大。

1）設計沙依里克組7 940 m鉆遇斷層，實際在8 052～8 076 m鉆遇輝綠巖。

2）設計寒武系中統膏鹽層阿瓦塔格組和沙依里克組7 885～8 240 m共計355 m，實際從7 686～8 376.5 m共計鉆遇690.5 m，地層有加厚趨勢。

2.2 與鄰井地層對比性差

1）鄰井中寒1井距離中寒2井71.6 km，楚探1井距離中寒2井100.6 km。兩口井均距離較遠。

2）中寒2井與兩口鄰井的阿瓦塔格組和沙依里克組巖層厚度對比見表1，中寒2井阿瓦塔格組厚度是中寒1井的1.9倍，是楚探1井的2.4倍，對比來看，中寒1井鹽層薄，楚探1井鹽層厚，中寒2井鹽層更深更厚，寒武系中統阿瓦塔格組可對比性差，給沙依里克組地層對比帶來較大挑戰。

表1 楚探1、中寒2、中寒1三口井阿瓦塔格組和沙依里克組對比

2.3 鉆遇鹽層最深

鄰井楚探1井沙依里克組鹽層發育在7 500 m附近在鹽間并未鉆遇火成巖，但是2016年3月18日在鉆至7 552.56 m進入吾松格爾組時鉆遇火成巖卡鉆且同時發生井漏，處理事故失利導致鉆具斷裂落井打撈失敗，之后回填側鉆[7]。

中寒2井沙依里克組鹽層發育在8 300 m附近，是目前塔里木油田最深鹽層，在阿瓦塔格組鹽間鉆遇火成巖。由于該區塊中寒武統地層巖性復雜、火成巖易垮塌、膏鹽巖埋深大、厚度大、井底溫度高、高壓鹽水及惡性漏失同層，一旦鹽層未封完，降密度打開目的層極易造成卡鉆等復雜工況[8]。

3 卡層過程

3.1 卡層方案

選取楚探1井、中寒1井進行地層對比，沙依里克組主要分為上部云灰巖段、中部膏鹽巖段、底部膏云巖段。圖1為楚探1井和中寒1井沙依里克組地層對比圖。

圖1 楚探1井和中寒1井沙依里克組地層對比

1）云灰巖段：本層主要特征是巖性以云巖和灰巖為主，碳酸鹽巖含量能夠達到90%以上，區別于上部地層阿瓦塔格組底部的鹽層，中寒1井頂部標志層云灰巖段厚53 m，楚探1井厚60 m，中寒2井鉆厚58 m，對比較好。

2）膏鹽巖段：本層主要特征是巖性以石膏、鹽巖為主，部分夾雜白云巖，區別于上部云灰巖段，碳酸鹽巖含量下降至40%左右，楚探1井膏鹽巖段發育，中寒1井發育較低，但是根據中寒2實鉆情況，膏鹽層較為發育，更接近楚探1井。

3）膏云巖段：本層主要特征巖性以石膏和云巖為主，不發育鹽層，楚探1井和中寒1井均不發育鹽層，伽馬曲線平直，泥質含量較低。

具體卡層步驟為：①先卡膏鹽巖段底：最后一套鹽巖鉆穿后15～20 m再未見鹽層，且巖性以膏云互層為主，可確定進入膏云巖段；②確認進入膏云巖段后控時鉆進，保證井筒3～5 m巖屑；③緊盯微鉆時、加密撈巖屑、做碳酸鹽巖含量分析、元素錄井分析；見到1至2套膏云巖互層可中完[9]。

風險分析：①如果不發育火成巖，中完前后巖性應為泥質含量較高的云巖、膏云巖、膏泥巖為主，不發育鹽巖，且儲層不發育，井漏風險小；②如果火成巖發育，工程風險大，在鉆揭膏云巖段后，起鉆更換小鉆頭進行卡層，降低惡性漏失風險。

3.2 卡層實施

1）鉆至8 167 m時，鉆時增大云灰質成分陡然增加，判斷可能進入沙依里克組。

2）8 166～8 220 m，碳酸鹽含量逐漸超過90%，且未出現膏質成分和鹽巖，從而印證8 166 m是沙依里克組頂界。

3）鉆至8 221 m時，當米巖屑碳酸鹽巖含量陡然降至10%，通過石膏滴定實驗和元素數據判斷進入中部膏鹽巖段。

4）根據和楚探1井中部膏鹽巖段對比，楚探1井中部膏鹽層內部可以分為上部鹽巖段，中部的石膏、鹽巖、碳酸鹽巖互層段，底部的鹽巖段。中寒2井上部鹽層發育常夾雜有石膏不如楚探1井純凈，中部石膏、云巖、鹽巖三者互層，在判斷鹽底時存在一定困難。

5）8 319～8 349 m為一套30 m厚的鹽層，8 349～8 360 m呈現出膏巖和云質膏巖互層的特征，判斷已到鹽底，計劃中完。

6）鉆至8 361 m時，出現火成巖，此時極易出現井漏等復雜工況，卡層風險增大。

7）為保證中完安全作業，需將火成巖鉆穿封住顯示層，8 364～8 368 m為泥質云巖和膏云巖互層，確定已鉆至鹽底，為規避再次可能出現的火成巖造成復雜工況，決定在8 368 m中完。圖2為中寒2井沙依里克組綜合柱狀圖。

圖2 中寒2井沙依里克組綜合柱狀圖

3.3 判斷依據

1）鉆時明顯：通過對比發現中寒2、中寒1、楚探1三口井沙依里克組鉆時呈現相同變化特征，膏鹽巖段鉆時最低，云灰巖段和膏云巖段較高，且云巖的鉆時大致是鹽層的4倍左右。從8 350～8 368 m持續接近18 m的高鉆時，鹽層已鉆穿，進入鉆時較高的底部膏云巖段，已到鹽底。

2）巖屑：從返出巖屑來看，8 350 m開始鹽巖出完，8 349～8 359 m為云質膏巖和石膏的互層，疊加8 364～8 368 m的泥質云巖和膏云巖，14 m不見鹽巖，且石膏和云巖互層。為沙依里克組組下部典型的膏云巖段特征。已到鹽底。

3）元素錄井：云灰巖段Mg元素不斷下降，S元素保持較低值，膏鹽巖段以S元素上升，Mg保持較低值，膏云巖段，S元素快速下降，Mg元素上升，說明云巖又開始發育，進入膏云巖段，已到鹽底。圖3為中寒2井沙依里克組元素錄井Mg和S元素變化圖[10]。

圖3 中寒2井沙依里克組元素錄井Mg和S元素變化圖

4）碳酸鹽巖含量分析：云灰巖段，碳酸鹽巖總量達到90%，膏鹽巖段僅40%，膏云巖段又逐漸上升，8 366 m以后達到60%，證明進入底部膏云巖段，已到鹽底。

5）對鄰井出現的各種工程事故及復雜情況要了如指掌，加強地層對比，及時做出預告并提出建設性建議，為安全鉆井保駕護航。

3.4 卡層結果

根據五開數據，8 368 m之后再未出現鹽層，卡層成功。并且成功避開8 370～8 435 m的火成巖（8 371～8 376 m有油氣顯示，全烴值最高達到77%），節約了寶貴的時間，有效降低揭開火成巖顯示層的井控風險。

4 結論

中寒2井鹽下白云巖卡層通過利用地震、地層對比、沉積相等相關資料制定卡層方案，再綜合鉆時、氯根、電導率等工程參數及巖性、元素、碳酸鹽巖含量等地質特征決定是否中完。

1）本井在寒武系鹽下目的層鉆遇火成巖未發生井漏，且發現較好氣測顯示，建議該井段進行射孔試油，一旦突破意義重大。

2）火成巖發育位置不確定，鉆進過程中密切緊盯巖性變化，如果出現火成巖及時上提鉆具至安全井段，循環觀察巖性變化，控時鉆進。

3）綜合利用鉆時、返出巖屑、元素錄井、碳酸鹽巖含量、含膏實驗等手段，多方驗證，提高決策準確率。

4）中寒2井與不同區塊上的楚探1井（巴楚隆起巴東構造帶）對比性較好，在做地層對比時一定要收集查閱更多鄰井資料，不同區塊的井也要考慮和參考。