YD油田瀝青層安全鉆井技術(shù)

江 朝， 郭京華， 王子進(jìn)， 黃在福， 王學(xué)杰

(中國(guó)石化國(guó)際石油勘探開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100029)

YD油田瀝青層安全鉆井技術(shù)

江 朝， 郭京華， 王子進(jìn)， 黃在福， 王學(xué)杰

(中國(guó)石化國(guó)際石油勘探開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100029)

在YD油田鉆穿瀝青層的過(guò)程中，易出現(xiàn)瀝青侵入導(dǎo)致的溢流、井涌等井下故障，極太影響了鉆井安全，為此，開(kāi)展了YD油田瀝青層安全鉆井技術(shù)研究。根據(jù)已鉆井的瀝青侵入特點(diǎn)、瀝青所造成的井下故障及采取的主要技術(shù)措施，將鉆遇瀝青層的井分為4類(lèi)。對(duì)YD油田鉆遇瀝青層時(shí)所采用技術(shù)及采取的技術(shù)措施進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合鉆遇瀝青層井的分類(lèi)，提出應(yīng)根據(jù)瀝青侵入的特征及程度，采用相應(yīng)的安全鉆井技術(shù)并采取相應(yīng)的技術(shù)措施。YD油田的鉆井實(shí)踐表明，針對(duì)不同類(lèi)型的瀝青侵入情況采用相應(yīng)的鉆井技術(shù)和技術(shù)措施，可以解決YD油田瀝青層安全鉆井的技術(shù)難點(diǎn)。

瀝青層 瀝青侵入 井溢流 壓井 側(cè)鉆 控壓鉆井 YD油田

YD油田輕質(zhì)油的主力產(chǎn)層Fahliyan層具有埋藏深、地層壓力和溫度高、地層水礦化度高、富含硫化氫和二氧化碳等特點(diǎn)，鉆井過(guò)程中井下問(wèn)題復(fù)雜多樣，特別是在鉆穿含瀝青的Kazhdumi地層時(shí)，由于瀝青侵入、氣侵、地層漏失等原因?qū)е戮鹿收项l發(fā)，給鉆井施工安全帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于如何解決瀝青侵入導(dǎo)致鉆井困難和瀝青侵入機(jī)理研究的文獻(xiàn)甚少，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)或研究成果較少[1-4]。

針對(duì)YD油田鉆井過(guò)程中存在的瀝青層鉆井技術(shù)難點(diǎn)，筆者在分析瀝青侵入機(jī)理的基礎(chǔ)上，總結(jié)了YD油田瀝青層鉆井過(guò)程中所采取的技術(shù)措施和方法，并針對(duì)不同的瀝青侵入特征，提出了相對(duì)應(yīng)的瀝青層安全鉆井技術(shù)，以期為YD油田后期開(kāi)發(fā)過(guò)程中的瀝青層安全鉆井提供借鑒和指導(dǎo)。

1 瀝青層地質(zhì)特征

1.1 地層特征

Kazhdumi層埋藏深度3 400.00 m左右。鉆時(shí)差異及測(cè)井解釋結(jié)果表明，Kazhdumi層是一個(gè)封閉性較好且非均質(zhì)性較強(qiáng)的地層。YD油田油井實(shí)鉆資料發(fā)現(xiàn)，Kazhdumi層部分區(qū)域鉆遇干質(zhì)瀝青，其他區(qū)域以濕質(zhì)瀝青呈現(xiàn)。其中，濕質(zhì)瀝青分為流動(dòng)性好、流動(dòng)性差及黏稠狀的瀝青。Kazhdumi層富含瀝青質(zhì)，是一個(gè)較好的烴源巖地層；同時(shí)，由于其微裂隙發(fā)育和封閉性能良好，屬于生儲(chǔ)蓋同層。

1.2 巖性特征

Kazhdumi層以灰色石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主，部分層段含有深色瀝青。巖屑錄井顯示Kazhdumi層微裂隙發(fā)育。鉆遇干質(zhì)瀝青的井，巖屑錄井顯示瀝青與石灰?guī)r已較好地融合一起，形成類(lèi)似于泥質(zhì)灰?guī)r的瀝青質(zhì)灰?guī)r。

1.3 地層孔隙壓力

不同井間瀝青層的孔隙壓力差異較大。F09井SFT測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)顯示，瀝青層孔隙壓力的當(dāng)量密度為1.191和1.318 kg/L；F15井SFT測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)顯示，瀝青層孔隙壓力的當(dāng)量密度平均為1.266 kg/L；WD2井DST測(cè)試資料顯示，瀝青層的孔隙壓力當(dāng)量密度為1.45～1.60 kg/L。利用YD油田已完鉆井的關(guān)井資料反算，瀝青層的孔隙壓力當(dāng)量密度為1.30～1.65 kg/L。

1.4 地層溫度

通過(guò)測(cè)試回歸，求得YD油田的平均地溫梯度約為2.89 ℃/m，據(jù)此預(yù)測(cè)瀝青層的溫度為110～120 ℃。

1.5 瀝青性質(zhì)

各井鉆遇瀝青的特性存在較大的差異性。 F19井鉆遇的瀝青黏稠、流動(dòng)性差、能夠黏附在鉆具及振動(dòng)篩的篩布上；APP2井和F21井鉆遇的瀝青流動(dòng)性好，黏性較小，不會(huì)黏附在鉆具及篩布上；F13井鉆遇的瀝青質(zhì)軟、黏稠，水浴加熱至98 ℃時(shí)融化分散；其他井鉆遇瀝青的特性介于F19井和APP2井之間；F4井和F14井鉆遇的瀝青硬脆，斷口光亮，沒(méi)有流動(dòng)性，水浴加熱至98 ℃仍保持原來(lái)的形狀。從地質(zhì)沉積上看，瀝青的不同特性反映了其生成后經(jīng)歷過(guò)不同的環(huán)境，硬質(zhì)和黏稠的瀝青很可能由于接觸空氣氧化而導(dǎo)致，流動(dòng)性能較好的瀝青很可能未受到氧化。

圖1為50 MPa壓力下YD油田瀝青的黏溫曲線，圖2為不同溫度下YD油田瀝青的黏壓曲線。

由圖1和圖2可知：YD油田瀝青的黏度受溫度影響較大，壓力同樣對(duì)瀝青的黏度有影響；溫度越低，壓力越高，瀝青的黏度越高；測(cè)定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，黏度越高，受壓力影響的程度也越大。

2 鉆遇瀝青層油井的分類(lèi)

Fahliyan層是YD油田的目的層之一，以Fahliyan層為目的層生產(chǎn)井的典型井身結(jié)構(gòu)為：一開(kāi)，φ444.5 mm鉆頭×300.00 m，φ339.7 mm表層套管×298.00 m；二開(kāi)，φ311.1 mm鉆頭×1 560.00 m，φ244.5 mm技術(shù)套管×1 558.00 m；三開(kāi)，φ212.7 mm鉆頭×4 000.00 m，φ177.8 mm技術(shù)套管×1 410.00～3 998.00 m；四開(kāi)，φ149.2 mm鉆頭×4 500.00 m，φ114.3 mm技術(shù)套管×3 850.00～4 498.00 m。實(shí)鉆資料顯示，只有以Fahliyan層為目的層的生產(chǎn)井需要鉆穿含瀝青的Kazhdumi層。因此，為了便于歸納分析和對(duì)比由于瀝青侵入導(dǎo)致的井下故障，根據(jù)各自的特點(diǎn)，將以Fahliyan層為目的層的鉆遇含瀝青Kazhdumi層的28口井分為以下4類(lèi)：

1) 無(wú)瀝青侵入或有瀝青侵入但未造成溢流等井下故障的油井。該類(lèi)井存在以下現(xiàn)象：a)在鉆穿Kazhdumi瀝青層的過(guò)程中，鉆井液出口密度小于進(jìn)口密度的現(xiàn)象較為常見(jiàn)，特別是在剛鉆開(kāi)瀝青層時(shí)，鉆井液進(jìn)出口密度差會(huì)相對(duì)較大；b)鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆井液總體積相對(duì)穩(wěn)定；c)井眼長(zhǎng)時(shí)間靜止時(shí)，井眼液面正常，鉆具下至井底循環(huán)時(shí)，有大量被瀝青污染的鉆井液返出。

2) 有溢流采用常規(guī)壓井處理成功的油井。該類(lèi)井井下漏失和瀝青涌入并存，但漏失量及涌入量相對(duì)較小，利用常規(guī)的先壓井后堵漏的方法即能成功的解決。

3) 有溢流，采用常規(guī)壓井處理未成功而導(dǎo)致側(cè)鉆的油井。該類(lèi)井具有以下特點(diǎn)：a)井下故障發(fā)生之前，均先出機(jī)械鉆速變快的情況，如F13井在鉆至井深3 487.00 m時(shí)出現(xiàn)了明顯的放空，大鉤載荷從1 280 kN降至1 200 kN，機(jī)械鉆速?gòu)?.50 m/h增至5.00 m/h；b)噴漏同存；c)井下漏失速度較大(大于20 m3/h)，甚至出現(xiàn)失返性漏失，且按照顆粒架橋理論[5]，采用大顆粒的堵漏材料進(jìn)行堵漏沒(méi)有明顯的效果；d)由于瀝青和鉆井液的密度和黏度存在差異，瀝青難以被替出井筒或壓回地層；e)由于瀝青的黏度具有隨溫度降低而升高的特性，瀝青在上升至井口附近易形成黏稠的段塞帽，增大判斷和分析井下故障的難度；f)井下漏失通道的容納能力隨處理時(shí)間增長(zhǎng)而增大[6]；g)瀝青侵入對(duì)鉆井液和水泥漿造成污染，導(dǎo)致其中的添加劑失去應(yīng)有的作用，如水泥漿無(wú)法固化，堵漏材料無(wú)法形成有效的級(jí)配，重晶石塞和凝膠塞失效。

4) 有溢流，采用控壓鉆井技術(shù)順利鉆穿Kazhdumi層的油井。

3 瀝青侵入機(jī)理

3.1 蠕動(dòng)侵入

國(guó)外學(xué)者[3]研究認(rèn)為，深部地層瀝青在原地應(yīng)力作用下傾向于垂直方向運(yùn)移，在地層中的分布形態(tài)為不規(guī)則柱狀，與常規(guī)油氣不同，瀝青自身體積占據(jù)較大的空間，受上覆巖石壓力影響巨大，瀝青地層被鉆開(kāi)后，近井眼處的瀝青受力失衡，開(kāi)始侵入井眼。由于上覆巖石壓力給瀝青提供了侵入井眼的驅(qū)動(dòng)力，只要鉆井液密度不能平衡這一驅(qū)動(dòng)力，瀝青會(huì)一直緩慢侵入井眼。

瀝青蠕動(dòng)侵入的特征較是活而壓不死(如HOS2井和F19井，鉆井液密度逐漸提高，但是溢流量變化甚微)。瀝青蠕動(dòng)侵入的速度和侵入量與近井筒地帶的滲透率以及孔縫連通性密切相關(guān)。另外，不同井間瀝青的特性差異較大，特別是黏度差異較大。由于瀝青的黏度不同，導(dǎo)致其蠕動(dòng)侵入過(guò)程中能量損失不同；同時(shí)，黏度對(duì)瀝青蠕動(dòng)侵入的速度和侵入量的影響也很大。上述2個(gè)方面是影響瀝青蠕動(dòng)侵入的主要因素，從這2個(gè)方面能夠解釋已鉆井之間瀝青侵入特征不同的原因。

3.2 置換侵入

國(guó)內(nèi)學(xué)者用可視化平板模擬地層裂縫，通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究了定容情況下瀝青與鉆井液發(fā)生置換的情況，結(jié)果證實(shí)，井眼內(nèi)的鉆井液與瀝青會(huì)因密度差而發(fā)生置換，并且裂縫寬度是影響置換速度的主要因素[7]。

瀝青層內(nèi)裂縫本身的差異(如裂縫的寬度、長(zhǎng)度及連通性等)與瀝青黏度的差異導(dǎo)致瀝青侵入特征不同。

4 瀝青層安全鉆井技術(shù)措施

4.1 常規(guī)壓井

早期在遇到瀝青侵入導(dǎo)致井涌時(shí)(如HOS2井、F19井和F13井),由于對(duì)瀝青侵入的機(jī)理和規(guī)律不是十分清楚，常采用常規(guī)司鉆法或工程師法壓井處理瀝青侵入造成的井涌。HOS2井和F19井采用常規(guī)司鉆法或工程師法壓井成功處理了瀝青侵入造成的井涌，但F13井卻未成功。分析認(rèn)為：瀝青層處于三開(kāi)長(zhǎng)裸眼井段，薄弱層導(dǎo)致常規(guī)壓井過(guò)程中出現(xiàn)井下漏失或置換。常規(guī)壓井的優(yōu)點(diǎn)是，在沒(méi)有控壓設(shè)備的情況下，進(jìn)行常規(guī)壓井可以快速處理由瀝青侵入造成的井涌，如F03井和WD2井。由此可見(jiàn)，在處理瀝青侵入造成的井涌時(shí)，常規(guī)壓井適用于井下不易出現(xiàn)漏失或置換或漏失較小的情形。

4.2 水泥回填側(cè)鉆

墨西哥灣深海鉆井實(shí)踐表明，鉆遇瀝青地層后，立即回填側(cè)鉆是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)手段[2]。但是，由于瀝青本身含有油的成分，再加上瀝青的密度和黏度與水泥漿存在差異而導(dǎo)致置換無(wú)法避免，極易影響水泥漿的固結(jié)或者水泥漿與瀝青形成竄槽而無(wú)法固結(jié)。F13井、APP2井和F21井先后采用重晶石隔離塞、凝膠隔離塞、膨潤(rùn)土水泥漿、滯留型水泥漿、氯化鈣速凝劑和水玻璃閃凝劑等技術(shù)或工藝，才成功回填側(cè)鉆。

水泥回填存在鉆柱被堵死的風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于對(duì)瀝青的分布規(guī)律不是十分清楚，難以準(zhǔn)確把握側(cè)鉆方位和側(cè)鉆位移，存在側(cè)鉆后沒(méi)有繞開(kāi)瀝青層的風(fēng)險(xiǎn)，如APP2井的側(cè)鉆井APP2ST1井還是鉆遇了瀝青層。

4.3 低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液

瀝青具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠絮凝固相顆粒形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或膜狀結(jié)構(gòu)，束縛大量自由水，輕則使鉆井液增稠，重則使鉆井液絮凝。針對(duì)瀝青的這種特性，探索形成了低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液。該鉆井液通過(guò)提高鹽水的飽和度(Cl-質(zhì)量濃度保持(8～15)×104mg/L)提高其密度，降低固相含量，特別是膨潤(rùn)土的含量；同時(shí)，能更好地抑制地層中黏土造漿造成的鉆井液黏度升高。該鉆井液通過(guò)混入適量的乳化劑和柴油，可以對(duì)混入鉆井液內(nèi)的稠油進(jìn)行適度分散，以保持鉆井液的流性[8]。

當(dāng)瀝青侵入量較小時(shí)，低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液與常規(guī)機(jī)械清除瀝青方法(利用除砂除泥器和離心機(jī)除去部分瀝青)配合，就能解決瀝青侵入的問(wèn)題。當(dāng)瀝青侵入量較大或很大時(shí)，必須輔以置換方法(用新鉆井液部分或全部置換污染嚴(yán)重的鉆井液)和排放方法(由于起鉆、電測(cè)、下套管或其他作業(yè)而導(dǎo)致井下長(zhǎng)時(shí)間靜止后，井底會(huì)侵入大段較純的瀝青，需開(kāi)泵建立循環(huán)將該段瀝青全部排放掉)。

4.4 承壓堵漏技術(shù)

承壓堵漏技術(shù)通過(guò)提高多壓力層系井段中低壓地層的承壓能力，以保證鉆井正常進(jìn)行[9]。在多口井鉆遇瀝青的情況下，針對(duì)以Fahliyan層為目的層井的油井，在鉆開(kāi)瀝青層前，利用超細(xì)碳酸鈣配以合適級(jí)配的堵漏材料，提高地層的承壓能力。對(duì)鉆開(kāi)瀝青層前已經(jīng)發(fā)生過(guò)漏失的油井，采取了承壓堵漏技術(shù)措施，如F21ST1井。

承壓堵漏技術(shù)的缺點(diǎn)是不可能無(wú)限制地提高地層的承壓能力；優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)承壓堵漏，大體掌握地層的承壓能力，可以為后續(xù)的壓井作業(yè)提供依據(jù)。

4.5 “專(zhuān)打?qū)７狻本斫Y(jié)構(gòu)

Kazhdumi地層處于三開(kāi)井段中，其上部裸眼段長(zhǎng)達(dá)1 900.00 m左右，且存在Asmari層、Pebdeh層、Gurpi層和Ilam層等多套低壓易漏地層，Sarvak層(含H2S巨厚稠油產(chǎn)層)也包含其中，增大了處理瀝青侵入時(shí)發(fā)生井漏、卡鉆以及H2S防控等風(fēng)險(xiǎn)。為此，引入了“專(zhuān)打?qū)７狻崩砟?，?duì)井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化[10]。優(yōu)化后的井身結(jié)構(gòu)為：一開(kāi)，φ660.4 mm鉆頭×300.00 m，φ508.0 mm套管×298.00 m；二開(kāi)，φ444.5 mm鉆頭×1 560.00 m，φ339.7 mm套管×1 558.00 m；三開(kāi)，φ311.1 mm鉆頭×3 380.00 m，φ250.8 mm套管×3 378.00 m；四開(kāi)，φ212.7 mm鉆頭×4 000.00 m(可以根據(jù)瀝青侵入情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整)，φ177.8 mm套管×3 998.00；五開(kāi)，φ149.2 mm鉆頭×4 500.00 m，φ114.3 mm套管×4 498.00。

S03井和F16井采用了“專(zhuān)打?qū)７狻本斫Y(jié)構(gòu)，降低了瀝青層以上低壓易漏地層漏失的可能性，為及時(shí)判斷井下情況和采取有效措施奠定了基礎(chǔ)。

4.6 瀝青稠化固化技術(shù)

室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，瀝青與氧化劑或交聯(lián)劑經(jīng)過(guò)短時(shí)間的反應(yīng)，軟化點(diǎn)可以接近甚至超過(guò)100 ℃。瀝青稠化固化技術(shù)[11-14]就是建立在這一發(fā)現(xiàn)之上的。該技術(shù)通過(guò)泵入含有氧化劑或交聯(lián)劑的橋堵漿，在地層壓力溫度條件下，處理劑與地層瀝青充分混合反應(yīng)，提高瀝青軟化點(diǎn)，使瀝青與橋堵漿的混合物變稠甚至固化，降低近井壁瀝青流動(dòng)或蠕動(dòng)的能力，增強(qiáng)瀝青地層的穩(wěn)定性，降低鉆井和后續(xù)電測(cè)、固井的風(fēng)險(xiǎn)。

該技術(shù)在YD油田進(jìn)行了2口井的先導(dǎo)試驗(yàn)，其中F17井取得了明顯的效果，受瀝青污染鉆井液體積明顯減小，而F21ST1井的應(yīng)用效果不理想。

4.7 控壓鉆井技術(shù)

控壓鉆井技術(shù)能夠?qū)聣毫M(jìn)行有效控制，對(duì)于處理窄密度窗口、“漏噴同存”等復(fù)雜情況效果顯著[15]。YD油田在S03井3 437.00～3 808.50 m井段先后進(jìn)行了控壓鉆進(jìn)、控壓循環(huán)、短程控壓起下鉆、控壓封堵、控壓條件下尾管下入與固井等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[7]。結(jié)果表明，利用旋轉(zhuǎn)控制頭的旋轉(zhuǎn)密封功能，可以實(shí)現(xiàn)不停鉆屏蔽井眼環(huán)空，防止有毒、有害氣體侵襲鉆臺(tái)危害鉆井作業(yè)人員安全；可以快速處理井下復(fù)雜情況，確保鉆井、下套管和固井作業(yè)的順利進(jìn)行。同時(shí)，應(yīng)用控壓鉆井設(shè)備可以避免處理井下復(fù)雜情況時(shí)鉆柱在井內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間靜止而導(dǎo)致的卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)用控壓鉆井時(shí)應(yīng)充分了解地層的孔隙壓力和破裂壓力，因不同井間瀝青層的孔隙壓力差異較大，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在瀝青不斷侵入井筒污染鉆井液的情況。另外，在不同工況切換過(guò)程中也要精確控制壓力。

4.8 加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù)

瀝青通過(guò)漏失層段向井口上返，由于井筒內(nèi)溫度逐步降低，瀝青的黏度升高，結(jié)構(gòu)力增強(qiáng)，在井筒上部形成了能承受一定壓力的瀝青段稠塞。利用瀝青稠塞的承壓能力，應(yīng)用類(lèi)似于加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù),通過(guò)環(huán)空施加適當(dāng)?shù)幕貕哼M(jìn)行強(qiáng)行鉆進(jìn)。強(qiáng)行鉆進(jìn)過(guò)程中只需泵入犧牲液，巖屑與犧牲液不返回地面，而是直接進(jìn)入漏失層。

APP2ST1井應(yīng)用了加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù)，并取得成功?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)配漿能力，APP2ST1井進(jìn)行4次加壓泥漿帽控壓鉆井作業(yè)，各次犧牲液的密度分別為1.35，1.15～1.20，1.15～1.20和1.10～1.15 kg/L。應(yīng)用加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù)共鉆進(jìn)101.81 m，順利鉆穿了活躍的瀝青層，并預(yù)留了固井“穿鞋”深度，成功下入尾管并固井。

應(yīng)用加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù)鉆穿瀝青層的風(fēng)險(xiǎn)是，漏失層與瀝青帽之間可能沒(méi)有完全充滿鉆井液，增大了由于鉆桿發(fā)生氫脆導(dǎo)致井眼報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。

4.9 瀝青層安全鉆井技術(shù)總結(jié)

通過(guò)分析該油田所采取的措施及效果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于瀝青侵入，要針對(duì)瀝青侵入的特征和程度，進(jìn)行分類(lèi)處理[16]：

1) 有瀝青侵入但未造成井涌的油井，使用低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液，配以隨鉆封堵技術(shù)處理瀝青侵入，必要時(shí)采用瀝青稠化固化技術(shù)。

2) 有井涌但采用常規(guī)壓井成功的油井，在裝有控壓設(shè)備的情況下，可采用常規(guī)壓井進(jìn)行快速處理，壓井成功后，進(jìn)行承壓堵漏或在低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液加入隨鉆堵漏漿材料進(jìn)行隨鉆堵漏，必要時(shí)采用瀝青稠化固化技術(shù)。

3) 壓不穩(wěn)但漏失可控的油井，在裝有控壓設(shè)備的情況下，可采用常規(guī)壓井進(jìn)行快速處理，在壓不穩(wěn)漏失可控的情況下，進(jìn)行承壓堵漏或在低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液中加入隨鉆堵漏材料進(jìn)行隨鉆堵漏，或采用控壓鉆井技術(shù)。

4) 壓不穩(wěn)且漏失嚴(yán)重不可控的油井，在裝有控壓設(shè)備的情況下，可以采用常規(guī)壓井進(jìn)行快速處理，如壓不穩(wěn)且漏失嚴(yán)重，可采用加壓泥漿帽控壓鉆井技術(shù)，必要時(shí)可采用水泥回填側(cè)鉆技術(shù)。

5 潛在瀝青層安全鉆井技術(shù)

5.1 旋轉(zhuǎn)尾管鉆井技術(shù)

旋轉(zhuǎn)尾管鉆井技術(shù)的尾管懸掛系統(tǒng)采用雙筒結(jié)構(gòu)，采用高排量循環(huán)，尾管懸掛器不會(huì)提前坐掛，尾管送入工具能夠滿足尾管旋轉(zhuǎn)、沖放、劃眼和鉆進(jìn)等各項(xiàng)作業(yè)。采用合金材料制造的鉆頭能夠滿足鉆穿漏失層、瀝青層、塑性蠕動(dòng)地層和高應(yīng)力復(fù)雜地層的需要，并能夠在下一開(kāi)次用特殊的PDC鉆頭鉆掉。墨西哥灣深海Walker Ridge區(qū)塊在鉆遇高活性瀝青地層回填后，采用旋轉(zhuǎn)尾管鉆井技術(shù)成功恢復(fù)鉆進(jìn),并順利鉆穿高活性瀝青地層[17]。

5.2 瀝青層低溫鉆井技術(shù)

低溫能使瀝青變硬，降低瀝青在金屬表面的黏附，并容易利用固控設(shè)備去除鉆井液中的瀝青。另外，低溫能增強(qiáng)瀝青地層的強(qiáng)度，有利于井壁保持穩(wěn)定。據(jù)此，加拿大在未膠結(jié)油砂地層鉆井時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)配備冷凝裝置，鉆井液入井前先采用冷凝裝置降溫至8～12 ℃，以便冷卻地層中的瀝青，降低瀝青的活性。墨西哥灣深海油田鉆遇瀝青地層時(shí)也采用了鉆井液冷凝裝置，并取得了一定的應(yīng)用效果。

6 結(jié)論及建議

1) 采用“專(zhuān)打?qū)７狻本斫Y(jié)構(gòu)，利用控壓鉆井技術(shù)，使用低固相混乳欠飽和鹽水鉆井液，基本能解決YD油田活躍瀝青侵入的問(wèn)題。

2) YD油田已鉆井瀝青侵入特征各異，在綜合考慮工程風(fēng)險(xiǎn)和成本條件下，應(yīng)根據(jù)瀝青侵入的特征和程度進(jìn)行分類(lèi)處理。為更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作，建議制定YD油田瀝青侵入分類(lèi)處理規(guī)程。

3) 為更好地指導(dǎo)鉆井過(guò)程中對(duì)瀝青侵入的處理，建議開(kāi)展YD油田瀝青形成機(jī)理和分布規(guī)律研究。

4) 建議對(duì)旋轉(zhuǎn)尾管鉆井技術(shù)和瀝青層低溫鉆井技術(shù)等潛在的瀝青層安全鉆井技術(shù)開(kāi)展技術(shù)適用性和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析，在技術(shù)可行和成本有優(yōu)勢(shì)的情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

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[編輯 劉文臣]

Discussion on Safe Drilling Technologies for the Asphalt Layer in the YD Oilfield

Jiang Zhao, Guo Jinghua, Wang Zijin, Huang Zaifu, Wang Xuejie

(SinopecInternationalPetroleumExplorationandProductionCorporation,Beijing, 100029,China)

During drilling through asphalt layer in the Yada Oilfield, asphalt invasion posed a lot of down-hole issues such as mud contamination, well kick and mud loss coexistence, bringing tremendous challenges in operation. In order to solve those problems, studies were conducted on safe drilling technologies for the asphalt layer in the YD Oilfield. Depending on asphalt invasion characteristics, induced down-hole issues and major techniques and measures taken, the wells were divided into 4 classes. The techniques and measures applied in drilling through asphalt layer in the YD Oilfield were summarized. For each of the 4 classes of wells, it is proposed to employ specific drilling techniques and measures depending on the characteristics and extent of asphalt invasion. The drilling practices in the YD Oilfield demonstrated that specified drilling techniques and measures should be implemented depending on types of asphalt invasion in order to effectively ensure the safe drilling through asphalt layer in the YD Oilfield.

asphalt layer; asphalt invasion; well overflow; killing well; sidetracking; managed pressure drilling；YD Oilfield

2015-02-20；改回日期：2015-05-04。

江朝(1983—)，男，湖北孝昌人，2006年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專(zhuān)業(yè)，2009年獲中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣井工程專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位，工程師，主要從事鉆井技術(shù)及管理工作。

?YD油田工程技術(shù)專(zhuān)題?

10.11911/syztjs.201503002

TE28+3

A

1001-0890(2015)03-0007-06

聯(lián)系方式：(010)69165367，zjiang.sipc@sinopec.com。