淺談冷94井鉆井施工技術難點

蘇海明

摘 要：冷94井位于柴達木盆地柴北緣冷湖構造帶冷湖五號構造四高點冷90井區(qū)高部位，是該構造中較為典型的一口預探井。柴北緣位于柴達木盆地北部，是盆地一級構造單元，因斷塊構造發(fā)育，因此又稱北緣塊斷帶。冷湖五號構造四高點F1滑脫斷層下盤的斷背斜圈閉落深可靠，具備鉆探的地質條件。本文的目的是通過冷94井在鉆井施工中出現(xiàn)的復雜、事故來說明在柴北緣冷湖構造帶冷湖五號構造中的鉆井施工難點，為該區(qū)塊下步鉆井施工提供依據(jù)。

關鍵詞：冷94井；柴北緣；井控；防斜；MWD隨鉆測斜儀

中圖分類號： TE242 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）20-173-2

1 冷94井概況

冷94井是柴達木盆地冷湖構造帶冷湖五號構造四高點冷90井區(qū)高部位一口預探井，主要目的層：N1、E32；完井層位：N1；設計井深2550m，實際完鉆井深2146.54m。

冷94井于2013年3月19日5：00一開；6月16日10：30完鉆，完鉆井深2146.54m； 7月1日20：00完井。鉆井周期：89.23天；鉆機月速：615.05米/臺月；平均機械鉆速：2.32 m/h；井身質量、固井質量均合格。采用常規(guī)法固井，水泥返至地面。

2 鉆井施工難點

2.1 柴北緣普遍存在高壓含氣鹽水層，鉆井液維護難度大，安全鉆進困難大

由于普遍存在高壓含氣鹽水層，且其位置及壓力系數(shù)出入較大，造成一些深探井經(jīng)常發(fā)生溢流、井涌、鉆井液愛污染；同時，由于密度過高，欠壓實和薄弱地層又會出現(xiàn)井漏，導致井下復雜和事故頻發(fā)。因此，安全鉆穿高壓含氣鹽水層是柴北緣探區(qū)的首要鉆井難題。本井鉆至360米時，就開始逐步出現(xiàn)高壓含氣鹽水層，密度提至1.45-1.81g/cm3。高壓含氣鹽水層屬于高壓低滲層位，地層中鹽水不斷侵入井筒內，污染鉆井液，改變鉆井液性能，導致井下不斷出現(xiàn)復雜和異常。本井一開在鉆井液中加入（1.5-2）%的復合堵漏劑，防止在淺層鉆進中發(fā)生井漏。二開、 三開井段地層富含高壓油氣水層，為高壓流體聚積帶。采用具有抗高溫、抗鹽水侵、防塌、穩(wěn)定性強、密度可調范圍大的聚合物鉆井液施工，用 SMP-2、SMC、PSC等處理劑調整鉆井液性能及參數(shù)。

2.2 地質構造復雜、地層傾角大，嚴重影響鉆井速度和井身質量

該區(qū)塊表層地層傾角7°-8°，下部地層傾角8°-10°。如冷科1井最大井斜為18.7°，多次糾斜，發(fā)生卡鉆；冷92井最大井斜13.2°/2988m，發(fā)生多次卡鉆；鄂Ⅱ2井井深2950.18m，井斜12.75°，填井側鉆；鴨參3井最大井斜

11.75°/3250m。井身質量的控制是制約提高鉆井速度的重要因素，針對本井地層傾角大，地層自然造斜力較強的情況，冷94井制定了嚴密的防斜措施，采用優(yōu)化鉆具組合、增加單點測斜的頻率、MWD隨便測斜等技術。后期作業(yè)中，使用MWD隨鉆測斜儀，隨時監(jiān)控井斜數(shù)據(jù)，及時采取糾斜措施，以確保井眼軌跡和井身質量。

2.3 復雜情況交替出現(xiàn)

該區(qū)塊復雜情況交替出現(xiàn)，不能完全用表套、技套封固復雜地層。裸眼段中常有噴、漏、塌、卡并存，給鉆井施工、完井作業(yè)帶來極大困難。如鴨深1井在4855～4891m井段時，密度高則漏、低則出，出與漏的壓力窗口窄，密度調整范圍只有0.2g/cm3。地質方面提供的地層壓力系數(shù)與實際鉆井施工的鉆井液密度相差大，柴北緣施工的井鉆遇高壓水層后，鉆井液密度多在1.90g/cm3以上。鴨深1井井下掉塊嚴重，下入Φ339.7表套時在1680.97m卡死。冷93井側鉆井深720.43m，提前完鉆。冷94井2013年6月09日鉆至井深2146.54m，接完單根下放遇阻，發(fā)生粘卡?？c位置：1741m；后成功解卡恢復正常鉆進。

2.4 一級井控風險井

冷94井屬于青海油田一級井控風險井，井控工作尤為重要。本井地層壓力和異常地應力預測困難大，淺部地層疏松易漏，易垮；在鉆井施工過程中加強了坐崗，做到了及時發(fā)現(xiàn)，及時控制。多次組織井隊干部、班級人員認真學習《冷94井鉆井技術措施》、《青海油田石油與天然氣鉆井井控實施細則》，以及《鄰區(qū)鉆井情況》中冷科一井、冷90井、冷91井、冷92井、冷93井的復雜、事故，增加防噴演習次數(shù)，增強全員井控意識。鄰井資料顯示：冷90井井深404m就鉆遇高壓鹽水層，最大溢速達12.62m3/h，1300m中間電測時鉆井密度由1.60？坭1.90g/cm3；鄂I-1井發(fā)生溢流，出水情況嚴重，導致報廢。鄂Ⅱ2井在井深1790m時，共出水3508.3m3，最大溢速達40m3/h。在本井的施工中，設計密度低，液柱壓力不能平衡地層壓力，造成溢流復雜情況9次。（表2）

3 結論與建議

在冷94井的鉆井施工過程中，利用鄰井資料和鄰井鉆井經(jīng)驗，運用優(yōu)質鉆井液、高效能鉆頭，防噴、漏、塌、卡，保護油氣層等技術措施相配合，堅持以科學鉆井為主導，強化技術管控、確保井控安全、優(yōu)質高效的鉆井原則順利完鉆。

①井控工作是重中之重，提高鉆井井控意識，以井控安全為中心，做好一級井控風險井的井控工作。嚴格按照設計要求做好儲備工作，確保一次井控萬無一失。二開、三開后加強井控設備的安裝、維護保養(yǎng)及現(xiàn)場試壓工作，嚴格執(zhí)行坐崗制度、干部24小時值班制度，提高全員井控工作水平，把井控管理各項規(guī)章制度和技術規(guī)范落到實處，以確保在該區(qū)塊鉆井施工中的井控安全工作。

②針對不同井段，不同層位維護好鉆井液性能。二開、 三開井段地層富含高壓油氣水層，為高壓流體聚積帶。適時有效地調整鉆井液性能，采用具有抗高溫、抗鹽、防塌、穩(wěn)定性強、密度可調范圍大的聚合物鉆井液施工，鉆遇高壓油氣水層鉆井液密度則以壓穩(wěn)地層流體為原則。鉆井液中加入適量的SPAN、SP-80、 Na2Cr2O7等表面活性劑，提高鉆井液的熱穩(wěn)定性，同時加入QX-4和ST-2，改善鉆井液中固相離子級配，提高泥餅質量，提高鉆井液的潤滑性，降低濾失量，防止地層剝蝕性掉塊和壓差粘附卡鉆。

③二開、三開前，必須有詳細、綜合的鉆井工程技術措施、鉆井液處理方案，并在現(xiàn)場進行技術交底和風險提示。加強技術管控，做到隊部、班組都清楚施工技術措施和鄰井的復雜、事故。加強現(xiàn)場巡查和技術指導，做好井下復雜情況的預防工作，保障生產的安全平穩(wěn)運行。優(yōu)化鉆具組合，建議下入隨鉆震擊器，鉆鋌盡量使用螺旋鉆鋌，防止粘卡；使用無磁鉆鋌+MWD隨鉆測斜儀+螺桿鉆具，可以隨時監(jiān)測井斜、方位的變化，有效地控制井眼軌跡和井身質量。堅持每鉆進150-200米進行短起下鉆，防止出現(xiàn)不規(guī)則井眼，防止事故發(fā)生。