塔里木克深9 氣田復(fù)雜超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)

王學(xué)龍， 何選蓬， 劉先鋒， 程天輝， 李瑞亮， 富 強(qiáng)

（中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司塔里木鉆井分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

克深9 氣田天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量587×108m3，氣井平均完鉆井深7 785.00 m，是目前塔里木油田勘探開(kāi)發(fā)最深的氣田。該氣田于2014 年開(kāi)始試采，目前氣藏壓力保持程度高達(dá)87%，開(kāi)發(fā)潛力巨大，為西氣東輸工程提供了資源保障?？松? 氣田井底溫度高達(dá)185 ℃，地層壓力接近200 MPa，鹽上地層傾角大，吉迪克組地層、致密砂巖儲(chǔ)層機(jī)械鉆速低，鹽膏層溢流、漏失和卡鉆故障頻發(fā)，安全鉆井難度大[1]。

克深9 氣田勘探開(kāi)發(fā)初期借鑒了塔里木庫(kù)車山前鉆井完井技術(shù)成果，鹽上高陡地層應(yīng)用垂直鉆井工具解決了防斜打直難題。但吉迪克組含礫地層、白堊系致密砂巖儲(chǔ)層使用國(guó)產(chǎn)常規(guī)PDC 鉆頭，平均機(jī)械鉆速分別只有1.50 和0.57 m/h。鹽膏層配套鉆井技術(shù)不成熟，窄安全密度窗口溢漏故障處理技術(shù)單一，使用傳統(tǒng)壓井工藝反復(fù)調(diào)整鉆井液密度找平衡點(diǎn)，處理效率低，鉆井液漏失量大，鹽膏層卡鉆時(shí)有發(fā)生，鹽膏層鉆井故障處理時(shí)間長(zhǎng)（克深903 井鹽膏層鉆井故障處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)85 d）；雖然鉆成了井深超過(guò)8 000.00 m 的超深井，但整體平均機(jī)械鉆速低、鉆井周期長(zhǎng)（克深903 井鉆井周期長(zhǎng)達(dá)567 d），嚴(yán)重制約了該氣田的勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

為了解決上述工程技術(shù)難點(diǎn)，塔里木油田開(kāi)展了超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在鹽上高陡地層推廣應(yīng)用垂直鉆井工具，匹配高效PDC 鉆頭；在致密砂巖儲(chǔ)層引進(jìn)360 旋轉(zhuǎn)齒鉆頭、渦輪+孕鑲鉆頭提速技術(shù)；針對(duì)鹽膏層安全鉆井難點(diǎn)，應(yīng)用高密度油基鉆井液，探索應(yīng)用控壓放水技術(shù)，增加鹽膏層窄密度窗口處理技術(shù)手段；總結(jié)井下故障處理經(jīng)驗(yàn)，形成鹽膏層安全鉆井技術(shù)措施。將以上技術(shù)集成應(yīng)用，形成了克深9 氣田復(fù)雜超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果顯著，大幅度縮短了鹽膏層鉆井故障處理時(shí)間，平均鉆井周期從420 d 縮短至368 d。

1 地層巖性特點(diǎn)與鉆井技術(shù)難點(diǎn)

1.1 地層巖性特點(diǎn)

克深9 氣田目的層為白堊系巴什基奇克組，發(fā)育一套鹽膏層，鹽頂埋深超過(guò)6 500.00 m。該氣田超深井采用五開(kāi)井身結(jié)構(gòu)：一開(kāi)，采用φ660.4 mm 鉆頭鉆進(jìn)，下入φ508.0 mm 套管封固地表疏松地層；二開(kāi)，采用φ431.8 mm 鉆頭鉆進(jìn)，下入φ365.1 mm 套管封固上部疏松地層；三開(kāi)，采用φ333.4 mm 鉆頭鉆進(jìn)，下入φ293.5 mm+φ273.1 mm 復(fù)合套管封固鹽上地層；四開(kāi)，采用φ241.3 mm 鉆頭鉆進(jìn)，下入φ206.4 mm尾管封固鹽膏層，完井作業(yè)階段φ196.8 mm 套管回接至井口；五開(kāi)，采用φ168.3 mm鉆頭鉆進(jìn)，下入φ139.7 mm 尾管封目的層。該井身結(jié)構(gòu)使用抗外擠強(qiáng)度150 MPa 的φ206.4 mm 高強(qiáng)度套管專封鹽膏層，備用一層套管處理復(fù)雜情況。該氣田已完鉆的9 口井均采用上述五開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，鹽上井眼直徑大，滿足Power-V 等各種提速工具的井眼尺寸要求。三開(kāi)φ293.5 mm+φ273.1 mm 復(fù)合套管下深近7 000.00 m，套管浮重高達(dá)4 900 kN，選用90DB 型鉆機(jī)（最大載荷超過(guò)6 850 kN），應(yīng)用7 500 kN 套管卡盤(pán)、7 500 kN吊環(huán)等下套管工具，精確計(jì)算通井鉆具組合剛度比，使用單根三穩(wěn)定器通井鉆具組合，解決了大井眼下超高負(fù)荷套管的技術(shù)難題。

克深9 氣田自上而下鉆遇第四系，新近系庫(kù)車組、康村組、吉迪克組，古近系蘇維依組、庫(kù)姆格列木群組和白堊系巴什基奇克組、巴西改組地層。以克深905 井為例，第四系地層埋深0～749.00 m，巖性為大段砂礫巖、小礫巖與泥巖、粉砂質(zhì)泥巖呈不等厚互層，蹩跳鉆嚴(yán)重、可鉆性差；新近系地層埋深749.00～6 495.00 m，上部為大段礫巖夾薄層泥巖，中下部為砂泥巖互層，吉迪克組地層普遍含礫石，可鉆性差；古近系地層埋深6 495.00～7 375.00 m，蘇維依組地層為厚層泥巖、含膏泥巖夾粉砂巖，庫(kù)姆格列木群組地層自上而下為泥巖段、鹽膏段、白云巖段和膏泥巖段，鉆進(jìn)中易發(fā)生井漏、鹽膏層縮徑、坍塌和卡鉆等故障；白堊系地層埋深7 375.00～7 695.00 m（未鉆穿），巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖夾泥巖，存在高壓氣層易溢流、井漏、掉塊卡鉆和可鉆性差等難題[2]。

1.2 鉆井技術(shù)難點(diǎn)

1）鹽上高陡地層防斜打直打快難度大。鹽上井段平均長(zhǎng)近7 000.00 m，占全井井深的90%，井斜控制難度大，使用傳統(tǒng)鐘擺鉆具組合或滿眼鉆具組合，鉆井參數(shù)受限，機(jī)械鉆速偏低。例如，克深7 井在3 520.00～7 090.00 m 井段使用常規(guī)鉆具組合鉆進(jìn)，鉆井周期長(zhǎng)達(dá)355 d，平均機(jī)械鉆速僅0.66 m/h。吉迪克組地層普遍含礫石，壓實(shí)程度高，可鉆性差。例如，克深7 井鉆進(jìn)吉迪克組地層時(shí)使用了27 只鉆頭，平均單只鉆頭進(jìn)尺僅59.00 m，平均機(jī)械鉆速0.46 m/h，鉆頭起出后發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重。

2）鹽膏層安全鉆井難度大。鹽膏層井段高壓鹽水與薄弱漏層同存，安全密度窗口窄，鹽水層壓力系數(shù)最高達(dá)2.60，采用節(jié)流循環(huán)調(diào)整鉆井液密度重新建平衡處理溢漏時(shí)，會(huì)陷入溢漏交替轉(zhuǎn)換的惡性循環(huán)，處理效率低，鉆井液漏失量大，同時(shí)，鹽水侵造成鉆井液性能惡化，會(huì)導(dǎo)致井壁坍塌。例如，克深7 井在鉆至井深7 764.16 m 時(shí)發(fā)生鹽水溢流，此時(shí)鉆井液密度2.35 kg/L，采用傳統(tǒng)處理方法，用密度2.50～2.55 kg/L 的鉆井液節(jié)流循環(huán)壓井發(fā)生井漏，因安全密度窗口窄，導(dǎo)致后期溢流、井漏頻繁交替出現(xiàn)，鉆井液性能惡化導(dǎo)致井壁垮塌嚴(yán)重，被迫提前下套管封隔復(fù)雜層段，鉆井時(shí)間損失85 d，漏失鉆井液達(dá)1 445.3 m3。

3）白堊系致密砂巖儲(chǔ)層可鉆性差，鉆井周期長(zhǎng)。致密砂巖儲(chǔ)層埋藏超深，壓實(shí)程度高、研磨性極強(qiáng)，常規(guī)PDC 鉆頭鉆進(jìn)效率低。例如，克深904井鉆進(jìn)7 657.93～7 902.29 m 致密砂巖儲(chǔ)層井段用時(shí)43.0 d，平均機(jī)械鉆速只有0.57 m/h，共使用5 只PDC 鉆頭，平均單只鉆頭進(jìn)尺48.87 m[3-5]。

2 鉆井關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)克深9 氣田超深井鉆井技術(shù)難點(diǎn)，從垂直鉆井工具、PDC 鉆頭優(yōu)選、致密儲(chǔ)層提速、鹽膏層安全鉆井、控壓放水、油基鉆井液等方面進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，形成了復(fù)雜超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 垂直鉆井工具+高效PDC 鉆頭技術(shù)

庫(kù)車山前構(gòu)造帶多口井鉆井實(shí)踐表明，垂直鉆井工具能解決高陡地層防斜打直打快的難題，解放鉆井參數(shù)，發(fā)揮PDC 鉆頭的優(yōu)勢(shì)。為此，塔里木油田在鉆進(jìn)鹽上高陡地層時(shí)主要選用了Power-V 垂直鉆井工具，并聯(lián)合國(guó)內(nèi)外廠家研制了高效PDC 鉆頭。

2.1.1 Power-V 垂直鉆井工具

Power-V 垂直鉆井工具穩(wěn)定性好，適用于井下各種復(fù)雜環(huán)境，近鉆頭推靠巴掌旋轉(zhuǎn)指向糾斜，類似三穩(wěn)定器滿眼鉆具組合鉆進(jìn)，滿足下套管前通井鉆具組合剛性需要。目前，塔里木油田主要應(yīng)用了PD900 型和PD1100 型Power-V 垂直鉆井工具，適用于φ444.5，φ431.8，φ333.4 和φ311.1 mm 井眼，工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)速60～200 r/min、排量38～75 L/s、最高承壓170 MPa、最高耐溫150 ℃、使用壽命超過(guò)200 h。施工過(guò)程中每趟鉆要實(shí)測(cè)鉆井泵的上水效率，準(zhǔn)確計(jì)算工作壓降；施加鉆壓保證鉆具不發(fā)生彎曲，井底振動(dòng)在中等程度以下；倒劃眼時(shí)排量降至正常鉆進(jìn)排量的80%～90%，轉(zhuǎn)速降至50～60 r/min[6]。

2.1.2 高效PDC 鉆頭的研制

吉迪克組地層埋深5 000.00 m 以深，壓實(shí)程度高，普遍含礫石及石英顆粒，研磨性極強(qiáng)?？松? 井吉迪克組地層使用常規(guī)PDC 鉆頭鉆進(jìn)，復(fù)合片崩齒多，鼻部、肩部和碳化鎢基底磨損嚴(yán)重，表明該地層研磨性極強(qiáng)，常規(guī)PDC 鉆頭復(fù)合片抗沖擊能力不足，導(dǎo)致鉆頭先期崩齒損壞失效。針對(duì)地層巖性特點(diǎn)和鉆頭磨損情況，聯(lián)合史密斯鉆頭公司研制了X516、SI616 和SDI516 系列鉆頭，其具有以下特點(diǎn)：復(fù)合片的抗沖擊性和抗研磨性高、布齒密度高，切削齒出露高度低，從而限制了鉆頭主切削齒吃入深度，可降低崩齒概率。聯(lián)合DBS 鉆頭公司研制了MM55RH 和FX65D 系列鉆頭，其中，MM55RH 型鉆頭采用H3切削齒，提高了耐高溫性，R1后綴齒平衡鉆頭軸向鉆壓，提高了鉆頭工作的穩(wěn)定性，多重力平衡設(shè)計(jì)降低局部切削齒載荷；FX65D 型鉆頭具有強(qiáng)熱穩(wěn)定性，并采用雙排齒設(shè)計(jì)，提高了抗沖擊性和研磨性[7-9]。

X516、SI616、SDI516 系列鉆頭在1 口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，平均單只鉆頭進(jìn)尺242.50 m，平均機(jī)械鉆速1.40 m/h；FX65D、MM65H3系列鉆頭在1 口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，平均單只鉆頭進(jìn)尺197.00 m，平均機(jī)械鉆速1.42 m/h。與克深7 井同層段國(guó)產(chǎn)常規(guī)PDC鉆頭相比，平均單只鉆頭進(jìn)尺提高3～4 倍，平均機(jī)械鉆速提高3.0 倍。

庫(kù)車組—康村組上部地層為砂泥巖互層，地層可鉆性好，選用中低密度布齒、強(qiáng)攻擊性的PDC 鉆頭。統(tǒng)計(jì)分析克深9 氣田該層段PDC 鉆頭應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn)，百施特MS1953SS 型、新速通STS915K 型和DBS 的SF56H3型、SF55H3型等鉆頭應(yīng)用效果較好，其中，克深905 井應(yīng)用了STS915K 型鉆頭，單只鉆頭進(jìn)尺1 415.00 m，機(jī)械鉆速高達(dá)26.20 m/h。

2.2 致密砂巖儲(chǔ)層鉆井提速技術(shù)

克深 9 氣田致密砂巖儲(chǔ)層約含50% 的礫石，PDC 鉆頭可鉆性級(jí)值10～14。克深7 井使用常規(guī)平面齒PDC 鉆頭鉆進(jìn)儲(chǔ)層的平均機(jī)械鉆速只有0.57 m/h，平均單只鉆頭進(jìn)尺48.87 m。為提高致密砂巖儲(chǔ)層鉆進(jìn)速度，引進(jìn)了史密斯360 旋轉(zhuǎn)齒鉆頭，并采用渦輪鉆具+孕鑲鉆頭提速技術(shù)，通過(guò)超高轉(zhuǎn)速刻劃磨蝕替代傳統(tǒng)PDC 的剪切破巖[10]。

2.2.1 360 旋轉(zhuǎn)齒鉆頭

傳統(tǒng)PDC 鉆頭切削齒復(fù)合片與地層的接觸面積小，輕微磨損后攻擊性大幅降低。360 旋轉(zhuǎn)齒鉆頭的外肩部安裝能夠360°旋轉(zhuǎn)的復(fù)合片，在地層反作用力下，復(fù)合片可360°自由旋轉(zhuǎn)，能避免復(fù)合片受力集中導(dǎo)致的過(guò)早磨損，整個(gè)復(fù)合片可全部接觸地層，實(shí)現(xiàn)圓周均勻磨損，提高了復(fù)合片的利用率，使鉆頭使用壽命大幅度提高[11]。

2.2.2 渦輪鉆具+孕鑲鉆頭提速技術(shù)

渦輪鉆具利用鉆井液的高壓液能，通過(guò)多組抗沖擊葉片產(chǎn)生800～2 000 r/min 的高轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)；其采用全金屬構(gòu)件，結(jié)構(gòu)牢固，抗沖蝕，使用壽命達(dá)500 h，可抗320 ℃高溫。孕鑲鉆頭由天然金剛石、硬質(zhì)合金和孕鑲材料高溫堆焊集結(jié)，通過(guò)孕鑲齒中金剛石的自銳刻劃磨蝕巖石。渦輪鉆具+孕鑲鉆頭提速技術(shù)是鉆進(jìn)可鉆性差、研磨性強(qiáng)、礫石層石英含量高等極難鉆地層的有效手段[12]。

2.3 鹽膏層安全鉆井技術(shù)

克深9 氣田鹽膏層平均厚度500.00 m 左右，埋深超深，地層壓力系數(shù)高，蠕變性強(qiáng)，縮徑阻卡、井漏、溢流等井下故障頻發(fā)，且易誘發(fā)卡鉆。鹽膏層卡鉆故障處理難度大，解卡成功率低，易導(dǎo)致回填側(cè)鉆，造成巨大損失。例如，克深904 井鉆至井深6 883.24 m 時(shí)（鹽膏層）發(fā)生卡鉆，套銑、磨銑處理效率低，回填側(cè)鉆耗時(shí)達(dá)45.0 d。鹽底卡層是鹽膏層鉆井階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于鹽底巖性組合差異大，標(biāo)志層底板泥巖薄、鉆時(shí)高，導(dǎo)致鹽底卡層難度極大，如鉆過(guò)標(biāo)志層會(huì)發(fā)生惡性漏失，鹽膏層縮徑卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大；如未鉆至標(biāo)志層則出現(xiàn)漏封，多下一層套管導(dǎo)致目的層小井眼完井，制約完井投產(chǎn)。

通過(guò)多口井鉆井探索，分析總結(jié)鹽膏層復(fù)雜情況，制定了鹽膏層安全鉆井技術(shù)措施[13]：

1）鉆開(kāi)鹽膏層前進(jìn)行地層承壓試驗(yàn)，保證鉆開(kāi)鹽膏層時(shí)的安全密度。井口安裝旋轉(zhuǎn)控制頭，為溢流關(guān)井后帶壓活動(dòng)鉆具、安全起鉆創(chuàng)造條件，避免關(guān)井后活動(dòng)鉆具受限發(fā)生卡鉆。

2）選用大水眼鉆頭，以滿足采用大粒徑堵漏材料堵漏要求。一旦發(fā)生井漏應(yīng)立即吊灌起鉆，防止由漏失轉(zhuǎn)為溢流錯(cuò)過(guò)起鉆安全時(shí)間。

3）鉆井參數(shù)異常時(shí)，采取“進(jìn)一退三”試鉆方式鉆進(jìn)。

4）通過(guò)短起下鉆判斷鹽膏層蠕變情況，起下鉆時(shí)控制阻卡鉤載不超過(guò)100 kN，以劃眼處理為主；中完作業(yè)采取擴(kuò)眼、提高鉆井液密度和測(cè)蠕變等措施，增長(zhǎng)安全下套管時(shí)間。

5）如果預(yù)測(cè)有高壓鹽水層，鉆開(kāi)鹽水層前進(jìn)行承壓堵漏，將上部地層承壓能力提高至2.40 kg/L 以上。

6）鹽底卡層時(shí)，鉆至標(biāo)志層前30.00～50.00 m，改用小直徑鉆頭鉆導(dǎo)眼卡層（單趟進(jìn)尺不超過(guò)1 個(gè)立柱的長(zhǎng)度），再用原鉆頭進(jìn)行擴(kuò)眼。

2.4 控壓放水技術(shù)

克深9 氣田鹽膏層普遍發(fā)育高壓鹽水，通過(guò)分析鹽水層的溢流特點(diǎn)、建立物理模型，結(jié)合油基鉆井液抗污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)，試驗(yàn)應(yīng)用了控壓放水技術(shù)，且應(yīng)用效果明顯，為高壓鹽水層安全鉆進(jìn)提供了新的技術(shù)手段。

1）高壓鹽水層定容分析。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、鹽巖塑性流動(dòng)擠壓鹽水層儲(chǔ)集體，導(dǎo)致形成高壓鹽水層。分析實(shí)鉆鹽水層的溢流情況發(fā)現(xiàn)，高壓鹽水主要存儲(chǔ)于泥巖裂縫中，鹽水層也是漏層，裂縫開(kāi)啟和閉合導(dǎo)致溢漏轉(zhuǎn)換，置換現(xiàn)象導(dǎo)致溢流發(fā)現(xiàn)滯后。反復(fù)提高鉆井液密度壓井，關(guān)井套壓無(wú)降低趨勢(shì)；降低鉆井液密度后，關(guān)井套壓隨之降低，說(shuō)明高壓鹽水儲(chǔ)集體定容特性明顯，具備放水泄壓的物理?xiàng)l件[14]。

2）井筒安全性評(píng)估。由于使用油基鉆井液鉆進(jìn)，井筒安全性評(píng)估就是定量分析油基鉆井液抗鹽水污染性能。采用克深904 井密度2.57 kg/L 的油基鉆井液進(jìn)行試驗(yàn)，模擬地層高壓鹽水組分，配置Cl-1質(zhì)量密度19.0×104mg/L、密度1.18 kg/L 的鹽水，鹽水加量分別為10%，20%，30%和80%。試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽水加量為30%時(shí)油基鉆井液破乳失去流動(dòng)性；鹽水加量低于30%時(shí)，隨著鹽水體積比增加，油基鉆井液逐漸增稠，經(jīng)處理可恢復(fù)原有性能。綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，鹽水侵入量低于10%時(shí)，鉆井液性能處于可控狀態(tài)。

3）控壓放水作業(yè)程序。針對(duì)油基鉆井液抗鹽水污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)，高壓鹽水儲(chǔ)集體定容可實(shí)施控壓放水作業(yè)。具體作業(yè)流程為：調(diào)節(jié)節(jié)流管匯節(jié)流閥的開(kāi)度來(lái)控制井口套壓，控制高壓鹽水進(jìn)入井筒的速度，精準(zhǔn)計(jì)量排放量、排放速率，單次放水量不超過(guò)井筒容積的10%；節(jié)流循環(huán)排污調(diào)整鉆井液性能后，關(guān)井求壓驗(yàn)證排放效果；出水速率變小時(shí)，可適當(dāng)降低鉆井液密度；通過(guò)多次循環(huán)放水作業(yè)，繪制總排放水量與關(guān)井套壓的關(guān)系曲線，檢驗(yàn)放水效果。放水作業(yè)的主要風(fēng)險(xiǎn)是鹽結(jié)晶堵塞環(huán)空和節(jié)流管匯，導(dǎo)致套壓突然增大，防治措施是當(dāng)監(jiān)測(cè)到振動(dòng)篩析出結(jié)晶鹽或者套壓異常波動(dòng)時(shí)，上下調(diào)整節(jié)流閥的開(kāi)度直至套壓平穩(wěn)[15]。

2.5 油基鉆井液技術(shù)

克深9 氣田鹽膏層埋深近7 500.00 m，井溫高達(dá)170 ℃，鉆進(jìn)高壓鹽水層時(shí)鉆井液密度需高達(dá)2.50～2.60 kg/L，普遍應(yīng)用VERSACLEAN 油基鉆井液，該鉆井液最高密度超過(guò)2.50 kg/L，抗溫達(dá)180 ℃，穩(wěn)定性好，抗污染能力強(qiáng)?；九浞綖椋翰裼?2.5%氯化鈣+2.0%～3.0%VERSAMUL+2.0%～3.0%VERSACOAT HF+0.5%～1.0%VERSAGEL HT+1.0%～1.5% VERSATROL+0.1%～0.2%ECOTROL RD+0.3%～0.6%SOLTEX-O+2.0%～3.0%石灰+重晶石。鉆井液主要性能為：密度2.20～2.50 kg/L，漏斗黏度80～140 s，動(dòng)切力5～10 Pa，塑性黏度小于70 mPa?s，初切力1～5 Pa，終切力5～12 Pa，油水比（95～75）/（5～25），150 ℃高溫高壓濾失量不大于10 mL，破乳電壓不低于400 V[16]。

主要維護(hù)措施：控制油水比穩(wěn)定在（90～85）/（10～15）范圍內(nèi)；監(jiān)測(cè)氯離子變化情況，控制150 ℃高溫高壓濾失量不超過(guò)10 mL，維持破乳電壓大于400 V；一旦高溫高壓濾液中見(jiàn)到自由水，且高溫高壓濾失量有增大趨勢(shì)，及時(shí)加入VERSAMUL 和VERSACOAT 進(jìn)行處理。向井漿補(bǔ)充重晶石提高密度時(shí)，同時(shí)補(bǔ)充乳化劑、潤(rùn)濕劑，以保持重晶石的潤(rùn)濕性。鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)高溫高壓濾失量和破乳電壓變化情況，調(diào)整乳化劑加量。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

克深9 氣田第一輪鉆了4 口井，平均鉆井周期420.0 d，平均機(jī)械鉆速2.30 m/h，平均單井故障處理時(shí)效8.7%。復(fù)雜超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)在2 口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，平均鉆井周期368.0 d，平均機(jī)械鉆速2.60 m/h，平均故障處理時(shí)效4.6%。與應(yīng)用前相比，單井鉆井周期平均縮短52.0 d，平均機(jī)械鉆速提高13.0%，故障處理時(shí)效降低4.1 百分點(diǎn)。

1）垂直鉆井工具+高效PDC 鉆頭提速技術(shù)。克深9-2 井鹽上地層井段長(zhǎng)6 749.00 m，251.00～6 749.00 m 井段使用垂直鉆井工具，將井斜角控制在1.0°以內(nèi)。庫(kù)車組地層應(yīng)用STS915K、SF56H3強(qiáng)攻擊性PDC 鉆頭，康村組下部—吉迪克組地層應(yīng)用史密斯SI516、MI516 和X516 高抗研磨性PDC 鉆頭，共使用鉆頭16 只，鉆井周期140.0 d，平均單只鉆頭進(jìn)尺422.00 m，平均機(jī)械鉆速3.45 m/h，與該氣田同層段平均鉆井指標(biāo)相比，平均機(jī)械鉆速提高30.0%，單只鉆頭平均進(jìn)尺提高73.0%，鉆井周期縮短49.0 d，提速效果顯著。

2）致密砂巖儲(chǔ)層鉆井提速技術(shù)應(yīng)用效果?？松?05 井、克深9-1 井使用360 旋轉(zhuǎn)齒鉆頭鉆進(jìn)致密砂巖儲(chǔ)層，與使用常規(guī)固定齒PDC 鉆頭的克深9 井相比，平均單只鉆頭進(jìn)尺提高39%，平均機(jī)械鉆速提高40.0%～68.0%；克深902 井使用了渦輪+孕鑲鉆頭，平均單只鉆頭進(jìn)尺提高59.0%，平均機(jī)械鉆速提高86%（見(jiàn)表1）。

表 1 致密砂巖儲(chǔ)層鉆井提速技術(shù)應(yīng)用效果Table 1 Application of speed-up drilling technology in tight sandstone reservoirs

3）控壓放水技術(shù)、鹽膏層安全鉆井技術(shù)措施和油基鉆井液技術(shù)應(yīng)用效果。克深907 井、克深905 井鹽膏層井段平均長(zhǎng)643.00 m，應(yīng)用鹽膏層安全鉆井技術(shù)措施、高密度油基鉆井液技術(shù)和控壓放水技術(shù)，平均鉆井周期65.0 d，未發(fā)生井下故障，與第一輪的4 口井（鹽膏層井段長(zhǎng)574.00 m、鉆井周期121.0 d）相比，鹽膏層平均鉆井周期縮短56.0 d。

克深905 井鉆至井深6 975.00 m 時(shí)發(fā)生鹽水溢流，此時(shí)鉆井液密度2.45 kg/L，將鉆井液密度提至2.58 kg/L 壓穩(wěn)后，鉆至井深7 229.00 m 時(shí)頻繁發(fā)生井漏，將鉆井液密度降至2.56 kg/L 時(shí)發(fā)生溢流，安全密度窗口0.02 kg/L，決定應(yīng)用控壓放水技術(shù)。該井控壓放水18 次，累計(jì)排放鹽水189.9 m3，鉆井液密度從2.58 kg/L 逐步降至2.49 kg/L，不漏不溢，安全密度窗口由0.02 kg/L 擴(kuò)大至0.09 kg/L，使用密度2.49 kg/L 的鉆井液順利鉆至中完井深（見(jiàn)圖1）。

圖 1 克深905 井控壓放水應(yīng)用效果Fig. 1 Application effect of pressure management water drainage in Well Keshen 905

鹽膏層井段使用油基鉆井液鉆進(jìn)，其密度最高達(dá)2.58 kg/L，性能穩(wěn)定，鉆遇高壓鹽水層后多次實(shí)施控壓放水，鉆井液油水比最低降至70/30，未出現(xiàn)井壁垮塌情況，經(jīng)過(guò)處理調(diào)整后鉆井液性能恢復(fù)，表明該油基鉆井液具有較強(qiáng)的抗鹽水污染能力。

4 結(jié)論與建議

1）垂直鉆井工具+高效PDC 鉆頭是鹽上高陡地層最主要的鉆井提速技術(shù)；致密砂巖儲(chǔ)層應(yīng)用360旋轉(zhuǎn)齒鉆頭、渦輪鉆具+孕鑲鉆井技術(shù)，提速效果顯著，但渦輪鉆具堵漏作業(yè)受限，長(zhǎng)時(shí)間高泵壓鉆進(jìn)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)抗壓性能要求高。

2）吉迪克組難鉆地層應(yīng)用史密斯、DBS 高效PDC 鉆頭鉆進(jìn)，取得了一定的提速效果，但平均機(jī)械鉆速低于1.50 m/h，提速潛力巨大，建議試驗(yàn)應(yīng)用個(gè)性化PDC 鉆頭+扭沖工具+垂直鉆井工具、非平面齒鉆頭+大扭矩螺桿+垂直鉆井工具等多種提速工具。

3）控壓放水技術(shù)僅適用于小儲(chǔ)量鹽水定容體；對(duì)于容水量大的高壓鹽水層，需繼續(xù)探索高密度油基鉆井液精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，加大鹽膏層油基鉆井液堵漏技術(shù)研究力度，利用高效的堵漏技術(shù)提高薄弱地層的承壓能力，增大安全密度窗口。

4）克深9 氣田超深井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，吉迪克組地層、鹽膏層井下故障頻發(fā)，目前主要靠經(jīng)驗(yàn)判斷處理，建議引進(jìn)井下安全監(jiān)測(cè)工具，實(shí)時(shí)掌握井下鉆具的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下安全隱患。