塔中順托果勒區(qū)塊控壓鉆井施工錄井油氣顯示的識別

蘇健　韓軍偉

摘 要：控壓鉆井是在鉆進(jìn)、接單根或起下鉆過程中維持一個恒定的環(huán)空壓力，實現(xiàn)“近平衡”鉆井。控壓鉆井有利于保護(hù)儲集層、提高鉆井速度、降低鉆井風(fēng)險。控壓鉆井施工時，通常使用的是節(jié)流循環(huán)，錄井無法依靠常規(guī)方法來識別、發(fā)現(xiàn)油氣顯示層。針對控壓鉆井的技術(shù)特點，控壓鉆井施工條件下，特別是氣侵后，需要從各個施工環(huán)節(jié)入手，結(jié)合巖屑的觀察與識別、氣測值的變化情況、點火情況變化、管匯立套壓變化、控壓鉆井微流量變化、懸重和鉆壓的變化等多種技術(shù)手段，綜合各個參數(shù)變化，仔細(xì)觀察，綜合分析判斷，落實，解釋評價油氣顯示。

關(guān)鍵詞：控壓鉆井;巖屑;氣測值;點火;立套壓;微流量;懸重和鉆壓;變化;綜合分析判斷

0 引言

塔中順托果勒區(qū)塊油氣勘探開發(fā)顯示，目的層孔隙壓力和破裂壓力之間的窗口通常比較小，經(jīng)常出現(xiàn)井涌、井漏、有害氣體泄漏、卡鉆、起下鉆時間長、氣侵等鉆井現(xiàn)象，不但延長了鉆井周期，還帶來了安全隱患。為了更有利于保護(hù)儲集層、提高鉆井速度、降低鉆井風(fēng)險，西北油田分公司引進(jìn)了控壓鉆井技術(shù)，取得十分顯著的效果。

控壓鉆井技術(shù)是通過對井底壓力的實時監(jiān)測、水力參數(shù)的分析計算、井口套壓（或回壓）的自動控制，實現(xiàn)合理的井底壓力，始終保證鉆進(jìn)、接單根或起下鉆過程中環(huán)空壓力恒定，控制地層流體向井內(nèi)流動，使地層流體不侵入井筒，實現(xiàn)“近平衡”鉆井，有效控制地層流體侵入井眼，減少井涌、井漏、卡鉆等多種鉆井復(fù)雜情況，非常適宜孔隙壓力和破裂壓力窗口較窄的地層作業(yè)。

常規(guī)鉆井施工時，我們僅僅依靠巖屑熒光干、濕照，結(jié)合氣測資料綜合分析判斷便可以準(zhǔn)確識別油氣顯示層。控壓鉆井施工時通常使用節(jié)流循環(huán)，無法依靠常規(guī)方法來識別、發(fā)現(xiàn)油氣顯示層，必須開展與控壓鉆井技術(shù)相配套的錄井技術(shù)研究工作，結(jié)合多種技術(shù)手段落實、解釋評價油氣顯示，以適應(yīng)油氣勘探形式的發(fā)展，防止鉆探時漏失油氣層，促進(jìn)錄井技術(shù)的提高。

1 塔中區(qū)塊基本情況

塔中順托果勒區(qū)塊構(gòu)造位置位于塔里木盆地中部塔中Ⅰ號斷裂帶下盤，緊鄰滿加爾凹陷生烴區(qū)，位于油氣運移的有利指向區(qū)。該區(qū)發(fā)育多組北東向走滑斷裂，是儲層發(fā)育的有利區(qū)，同時也是晚期天然氣充注富集的有利部位。先期已鉆井證實該區(qū)發(fā)育加里東中期Ⅰ幕（T74面）風(fēng)化殼巖溶儲集體、鷹山組下段縫洞儲集體與蓬萊壩組三套目的層，具備油氣成藏的良好條件。

通過該區(qū)已鉆井的資料可以看出，該區(qū)的井具有易井涌、氣侵等特性，先期鉆探的井中都采用高密度鉆井液壓井，防止井涌、氣侵;因此導(dǎo)致壓死油氣藏、堵塞了儲集層裂縫，影響后期開采，嚴(yán)重情況下可能直接導(dǎo)致井的報廢。為了減少鉆井事故，保護(hù)好油氣層，并能及時發(fā)現(xiàn)油氣層，該區(qū)部分井在碳酸鹽巖地層施工時采用控壓鉆井技術(shù)鉆進(jìn)。

2 控壓鉆井技術(shù)對油氣顯示識別的影響

控壓鉆井在該區(qū)塊使用二套鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，在控壓鉆井過程中，當(dāng)井口壓力較低時采用常規(guī)鉆井循環(huán)流程，綜合錄井可以采用常規(guī)的方法進(jìn)行錄井，基本不影響油氣層的識別;當(dāng)井口壓力較高時采用控壓鉆井循環(huán)流程，在常規(guī)鉆井設(shè)備的基礎(chǔ)上增加了另外一套循環(huán)設(shè)備，這些設(shè)備主要包括：旋轉(zhuǎn)防噴器、控壓節(jié)流管匯、液氣分離器、控壓循環(huán)罐、控壓振動篩和點火裝置等（圖1）;綜合錄井相應(yīng)增加出口密度、溫度、電導(dǎo)率傳感器、固定式硫化氫傳感器和一套電動脫氣器裝置，但往往條件受限，出口傳感器只能讓鉆井隊在震動篩前加工一個小的緩沖槽，便于錄井隊安裝以上傳感器，采集出口參數(shù);控壓鉆井時脫氣器安裝在液氣分離器之后，電動脫氣器脫出的氣體與點火管線的氣體不能同時進(jìn)行分析，給氣測數(shù)據(jù)歸位帶來困難。

控壓鉆井時鉆井液經(jīng)過液氣分離器除氣后流向振動篩，造成巖屑、氣測數(shù)據(jù)的代表性差，在氣測基值較高的情況下，不易識別真假顯示，給巖屑的歸位和油氣顯示的落實于評價帶來困難。

3 控壓鉆井條件下油氣顯示的綜合判斷

針對控壓鉆井的技術(shù)特點，可以從以下幾方面進(jìn)行綜合判斷：

3.1 巖屑的觀察與識別

順托果勒區(qū)塊以氣井為主，巖屑中基本未發(fā)現(xiàn)熒光，但不能排除有熒光的可能性。錄井過程中，需要結(jié)合地層、鉆時、氣測值變化，及時校正鉆井液遲到時間，減少循環(huán)系統(tǒng)導(dǎo)致巖屑滯后的影響;巖屑在清洗過程中不要過度攪拌，防止巖屑在清洗時進(jìn)一步遭到破碎變小。

順托果勒區(qū)塊儲層為碳酸鹽地層，儲集空間為裂縫、微裂縫和孔洞，次生礦物、微裂縫均說明鉆遇的儲層具備了一定的儲集空間，儲層物性變好，發(fā)育油氣顯示的可能性較大。因此需要仔細(xì)觀察巖屑中次生礦物的變化情況、微裂縫的發(fā)育情況等，特別是次生方解石的發(fā)育情況。

3.2 氣測值變化的監(jiān)測

控壓鉆井條件下，色譜采集分析的氣測值，屬于二次脫氣后的值，多為油氣分離之后流體內(nèi)的原油伴生氣或殘余氣，數(shù)值已經(jīng)失真，整體表現(xiàn)為數(shù)值偏大，循環(huán)均勻后，氣測基值也較高?？筛鶕?jù)短時間氣測基值的變化多少來判斷，排除可疑因素，確定是否鉆遇油氣顯示層，即在這段時間的相對變化量。

3.3 點火情況變化

控壓鉆井在鉆井液氣侵嚴(yán)重的情況下，需要循環(huán)排氣，并進(jìn)行點火作業(yè)，這樣可以有效降低氣侵后，鉆井液密度下降帶來的風(fēng)險。記錄相應(yīng)遲到井深的點火火焰高度、顏色以及燃燒是否伴有黑煙，結(jié)合鉆時、氣測等其他資料，可以準(zhǔn)確確定油氣顯示層。

3.4 管匯立壓、套壓變化

塔中施工的高壓氣井鉆遇新油氣層幾乎都存在溢流、井涌現(xiàn)象，甚至是井噴的風(fēng)險，這時管匯立、套壓能夠最直觀的反應(yīng)。當(dāng)鉆遇新地層時，立壓快速升高、關(guān)井后套壓升高，也是鉆遇油氣顯示層的一個重要標(biāo)志，再結(jié)合氣測、鉆時資料綜合分析判斷油氣顯示層厚度及井段。

3.5 控壓鉆井微流量變化

微流量控壓鉆井技術(shù)主要是通過對井口回壓、流體密度、流體流變性、環(huán)空液位和水力摩阻的綜合控制，使整個井筒的壓力維持在地層孔隙壓力和破裂壓力之間，進(jìn)行平衡或近平衡鉆井，有效控制地層流體侵入井眼，減少井涌、井漏、卡鉆等多種鉆井復(fù)雜情況的閉環(huán)控制技術(shù)。當(dāng)有鉆遇油氣后，相應(yīng)遲到井深所循環(huán)的鉆井液密度會降低，在通過控壓微流量計時，會導(dǎo)致流量計采集數(shù)據(jù)快速升高，從而確定油氣顯示層。下圖為接單根時，單根峰造成微流量計采集數(shù)據(jù)變化曲線（圖2）。

3.6 懸重、鉆壓的變化

懸重是在充滿鉆井液的井內(nèi)，鉆柱在懸吊狀態(tài)下指重表所指軸向載荷;鉆柱在鉆進(jìn)狀態(tài)下指重表所指的軸向載荷;懸重與鉆重的差值便是鉆壓。一般情況下，懸重、鉆壓參數(shù)只是鉆井工程的一個工作參數(shù)，對油氣顯示的發(fā)現(xiàn)沒有實際意義，但是當(dāng)工程的異常時，懸重、鉆壓突變，可能是鉆遇好的油氣顯示層，影響了其參數(shù)的變化。控壓鉆井施工，特別是氣侵后，我們是無法通過某中單一參數(shù)變化來確定油氣顯示的，需要綜合各個參數(shù)變化，仔細(xì)觀察，綜合判斷，達(dá)到準(zhǔn)確確定油氣顯示層的目的。

4 實例分析

案例：某井在鉆至井段6458.00-6462.00m時，氣測全烴由28.601↗37.891%，C1：27.4274↗35.5615%，鉆時：21-22↘18min/m，雖然出口點火不成功，立、套壓基本無變化，但巖屑中的次生方解石明顯較上部地層增加;控壓方微流量計顯示流量快速上升，氣測顯示呈快速升高態(tài)勢;因此錄井隊結(jié)合以上資料綜合分析確定鉆遇新油氣顯示層。（圖3、圖4）。

該段測井解釋：側(cè)向電阻率163-170Ω.m，淺側(cè)向電阻率58.4-72.7Ω.m;自然伽瑪16.5-19.7API;聲波時差50.1-50.4μs/ft;中子孔隙度1.4-1.7%;密度2.62-2.66 g/cm3;井徑10.2in。

解釋結(jié)果：Ⅱ類儲層。證實了多個參數(shù)落實油氣顯示層的方法可行。

5 結(jié)論

塔中順托果勒區(qū)塊控壓鉆井施工條件下，收集、巖屑、氣測值短時間內(nèi)相對變化量、點火情況、管匯立、套壓、鉆井微流量變化、懸重等鉆壓等參數(shù)變化情況，綜合分析、判斷，可一定程度上識別、評價油氣顯示，得到現(xiàn)場的驗證，但畢竟這種方法是根據(jù)現(xiàn)場實際情況摸索出來的，有一定的不足之處，并尚有需要進(jìn)一步驗證、改進(jìn)和加強(qiáng)的地方。

參考文獻(xiàn)：

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