大慶南二三區(qū)鉆井施工風險及對策研究

李保山

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413）

1 概述

南二、三區(qū)是大慶油田的主產油區(qū)。該區(qū)地下情況極為復雜，復雜事故發(fā)生率占18%，其中以井漏為主，同時因井漏誘發(fā)其它復雜事故。導致發(fā)生復雜的因素主要表現(xiàn)在該區(qū)淺氣層發(fā)育、地層傾角大、淺層套損嚴重、地層孔隙壓力高及地層破裂壓力低等客觀地質條件，易造成井噴、井涌、井斜、井漏、油層固井質量差、固井后管外冒及油層段漏封等情況。為了進一步提高該復雜區(qū)鉆井水平，對南二三區(qū)的施工風險和相應對策進行深入研究，對該區(qū)塊的進一步開發(fā)起到了良好的指導作用。

2 地質特點及鉆井風險

（1）地質構造復雜。由于該區(qū)在形成長垣構造時，形成張扭斷裂帶，同時伴生一系列的垂直張性裂縫，區(qū)塊內斷層發(fā)育，從N4段到高臺子油層裂縫均有發(fā)育，垂直裂縫的發(fā)育是該區(qū)低破裂壓力區(qū)形成的主要原因。三維地震解釋成果顯示，斷層達到93條。地層傾角大（1°～25°），影響鉆井速度，影響完井測井資料錄取質量。嫩二段底部與高一組頂部構造對比，從嫩二段至高一頂部，地層傾角增大5°左右。鉆進過程中，進入高臺子油層，由于鈣質夾層多，鉆進易斜，造成鉆井周期長，井眼規(guī)則度差，套管不易居中，固井時會影響水泥頂替效果，影響固井質量。同時，鉆進過程中采取防斜措施，造成井眼大，井壁泥餅形成的質量不好，影響影響完井測井資料錄取質量。

（2）淺氣層分布廣。受斷層影響，分布差異大；埋深較淺（60m），平衡壓力系數較高（1.27）；氣體上竄，易發(fā)生淺氣層井噴，導致縱向上淺氣層更為復雜。

（3）油層異常高壓。薩一組巖性產生高壓區(qū)；高臺子斷層遮擋產生高壓區(qū)；葡一組注采不平衡產生高壓區(qū)。不同井網，鉆關泄壓能力差異較大，層間壓差大。最高壓力系數1.78，主要集中在S0、S1、G高層。最低壓力系數0.73，主要集中在P油層。平均層間壓差為11.9MPa。

（4）安全密度窗口窄。根據以往鉆井資料統(tǒng)計，該區(qū)最低地層破裂壓力1.45左右，受斷層影響，低破裂壓力區(qū)分布范圍較大，具有井間差異較大的特點，給預測帶來一定難度。同時，受套損井、注采不平衡、差油層泄壓緩慢等因素影響，地層孔隙壓力高。最終導至該區(qū)安全密度窗口窄，易發(fā)生井噴井漏事故。

3 施工對策

3.1 生產保障方面

（1）嚴格現(xiàn)場規(guī)格化標準，加強現(xiàn)場檢查指導考核，實行鉆井監(jiān)督旁站制度；

（2）生產、技術管理人員靠前指導生產，精心組織，密切配合，提高應急反應能力；

（3）在前線儲備足夠的鉆井液、石粉、泥漿處理劑以及應急工具，提高復雜事故的處理速度；

（4）堅持單井跟蹤分析交底，措施落實到崗位、層段。

3.2 井控技術方面

（1）優(yōu)化鉆井液密度。薄差層欠平衡鉆進；中滲透層近平衡鉆進；厚油層、水層保持過平衡鉆進。

（2）井控預防措施。全面應用變徑閘板防噴器；改進應用新型表層簡易套管頭；應用鉆井液智能流量計。

3.3 防漏堵漏技術方面

南二三區(qū)的漏失易漏的主要原因是上部地層易縮徑導致環(huán)空不暢和負密度窗口問題。漏失特點是S2漏失量大、速度快，井漏誘發(fā)井噴，裂縫大不易封堵。

3.3.1 防漏方面[1-2]

針對負密度窗口，從提高井壁承壓能力和減小液柱壓力2個方面入手。①使用防漏效果好的針狀植物纖維材料配合粉狀和細顆粒材料組成的防漏劑，提高地層承壓能力，減少誘導裂縫產生。②針對N2地層進水縮徑，從暢通上部地層井眼入手，采用提前加重、上部地層短起下鉆、控制鉆速、提高洗井排量等技術措施。在平穩(wěn)操作的基礎上，重點采取高壓層欠平衡鉆井和分級加重鉆井方法。

3.3.2 堵漏方面[3]

準備多種不同粒徑和材質的復合型堵漏劑滿足不同漏失量和漏層的堵漏需要。在堵漏工藝方面：使用原鉆具堵漏方法，提高堵漏速度，避免嚴重井漏誘發(fā)的井噴井涌事故。

3.4 鉆具防斷技術方面

對易斷鉆具的區(qū)域進行的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，斷鉆具事故多發(fā)于距鉆頭45～53m的螺紋根部，鉆頭為四翼PDC鉆頭，發(fā)生層位是G3-4。針對上述問題將鉆具組合中增加7寸鉆鋌數量，從而提高鉆具的穩(wěn)定性；使用五刀翼防斜PDC鉆頭；進入高臺子油層后，根據轉盤負荷調整轉速和鉆壓；定期更換新鉆鋌，調整鉆鋌下井順序。

4 結論與認識

（1）精細準確的地質分析是復雜區(qū)成功鉆井的前提；

（2）復雜事故的預防是基礎，針對性的、有效的技術措施是提高復雜鉆井水平的關鍵；

（3）合理的鉆井運行、良好的裝備、技術與生產密切配合是復雜區(qū)優(yōu)質高效鉆井的重要保障。