合水區(qū)塊高壓淺水層鉆井液技術(shù)實(shí)踐與應(yīng)用

陳保民 張孝兵 海照新(川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司, 陜西 西安 710000)

合水區(qū)塊高壓淺水層鉆井液技術(shù)實(shí)踐與應(yīng)用

陳保民 張孝兵 海照新(川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司, 陜西 西安 710000)

隨著勘探開(kāi)發(fā)的滾動(dòng)推進(jìn)，鉆遇異常壓力區(qū)域的范圍和機(jī)率相應(yīng)增大，鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)的城壕、合水兩區(qū)塊是典型的老區(qū)擴(kuò)邊、加密區(qū)塊，由于多套注水開(kāi)采區(qū)塊并存導(dǎo)致出水頻發(fā)。通過(guò)對(duì)該區(qū)塊出水問(wèn)題處理總結(jié)出了一套可行的鉆井液處理方法，效果顯著。

出水;潤(rùn)滑性;異常高壓區(qū);機(jī)械鉆速;近平衡鉆井

1 現(xiàn)場(chǎng)出水現(xiàn)狀與分析

1.1 城壕、合水區(qū)塊的共性

(1)地面海拔在1150米左右發(fā)生出水的機(jī)率很大，而處于河道、山底旁的井，出水發(fā)生率幾乎百分之百；(2)地質(zhì)構(gòu)造相同，均為隆起構(gòu)造；(3)人為開(kāi)采因素造成對(duì)儲(chǔ)層的開(kāi)采和注水，多注水井；(4)出水層位都在直羅下部井段至延安中部井段(940—1120米)之間；(5)兩地出水量不大，均在每小時(shí)十方左右。

1.2 城壕、合水區(qū)塊的特性

城壕區(qū)塊長(zhǎng)3油氣層地層壓力穩(wěn)，而合水區(qū)塊屬于“三高”油氣層異常壓力區(qū)，鉆井中油氣侵速度快，伴生氣含量高。

2 地層異常壓力區(qū)域的劃分

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料研究分析得出城壕區(qū)塊存在一個(gè)異常高壓區(qū)，范圍大約在960-1120米左右，位于直羅下部井段至延安中部井段。 合水區(qū)塊存在兩個(gè)異常地層高壓區(qū)，大約在940—1035米，與1281—1380米，前者地層與城壕相同，后者屬于長(zhǎng)4+5油氣層。

3 鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

(1)該區(qū)塊出水量不大，但對(duì)泥漿破壞嚴(yán)重。坍塌層主要在直羅層，也是發(fā)生出水的主要層段，該地層含有大量的泥頁(yè)巖，地層穩(wěn)定性差，易坍塌。鉆井周期相對(duì)較長(zhǎng)，增加了直羅段的浸泡時(shí)間，會(huì)使泥頁(yè)巖嚴(yán)重軟化，鉆井中造成坍塌和縮徑，將會(huì)使起下鉆遇阻，因此該井段為全井防塌的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

(2)城壕區(qū)塊安定井段較短(40米左后)，洛河、安定、直羅地層銜接緊密，巖性變化較大，造成井徑變化較大，起鉆至該井段時(shí)容易造成起鉆遇阻，電測(cè)困難。

(3)合水區(qū)塊存在兩個(gè)異常地層高壓區(qū)，表現(xiàn)為油氣侵速度快，伴生氣含量高。加重泥漿在上水池建立小循環(huán)，長(zhǎng)時(shí)間鉆進(jìn)泥漿性能差，無(wú)用固相增加，特別是泥漿密度上升過(guò)快，使井下安全風(fēng)險(xiǎn)增大。其次，長(zhǎng)時(shí)間使用加重泥漿鉆進(jìn)，給鉆井施工帶來(lái)了許多困難，如：對(duì)井下粘卡的風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)螺桿和PDC鉆頭的損害及對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)速的影響。

4 應(yīng)對(duì)技術(shù)措施

(1)二開(kāi)鉆進(jìn)后，繼續(xù)以“四強(qiáng)”技術(shù)為支持。即：上部井段強(qiáng)絮凝、中部井段強(qiáng)抑制、中下部井段強(qiáng)凈化、下部井段強(qiáng)封隔。以確保井下安全，最大限度的解放機(jī)械轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)。城壕區(qū)塊西259井區(qū)261-3井組960-1120米處存在一個(gè)異常地層高壓區(qū)，地層水非?；钴S，鉆至該井段(直羅底至延安)時(shí)發(fā)生出水 。該區(qū)塊出水量不大，但對(duì)泥漿破壞嚴(yán)重?？紤]到對(duì)機(jī)械鉆速的影響，過(guò)早轉(zhuǎn)化為加重鉆井液體系必然增加鉆井周期，對(duì)鉆井液防塌、防卡、潤(rùn)滑性提出更高的要求。為了不影響鉆時(shí)，根據(jù)出水量小的特點(diǎn)，在直羅、延安中下部井段繼續(xù)以“四強(qiáng)”技術(shù)為依托，以強(qiáng)抑制與強(qiáng)凈化為重點(diǎn)。由于是出水井，進(jìn)入延長(zhǎng)(延安底1162米)前不管離油層前轉(zhuǎn)化相差多少米，必須轉(zhuǎn)化為細(xì)分散體系。

(2)合水區(qū)塊，存在兩個(gè)地層異常壓力區(qū)域即940-1035米與1281-1380米，其前者位于地層的直羅底部至延安中部，后者位于長(zhǎng)3至長(zhǎng)4+5油氣層段。從井控考慮，下部異常高壓區(qū)在長(zhǎng)3油氣層段，所以上部異常高壓區(qū)出水井段必需提前轉(zhuǎn)化為加重細(xì)分散體系，確保在鉆開(kāi)長(zhǎng)3油氣層前能快速加重到1.15 g/cm3。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)地面海拔較低時(shí)，鉆井中發(fā)生出水的機(jī)率很大，而處于河道、山底旁的井，出水發(fā)生率幾乎百分之百，因此當(dāng)井場(chǎng)地理位置與其相符時(shí)，我們要做好(地層出水)防范工作。

(2)針對(duì)城壕區(qū)塊洛河、安定、直羅地層銜接處井徑變化不規(guī)則，造成起鉆遇阻的技術(shù)難點(diǎn)，可采用在該地層短程起下鉆的方法，取得了良好的效果。

(3)坍塌層主要在直羅層，也是發(fā)生出水的主要層段，因此防塌工作必須在清水聚合物體系轉(zhuǎn)換為細(xì)分散體系之前做好，為后續(xù)防塌工作打下基礎(chǔ)。

(4)采用近平衡鉆井，在不發(fā)生出水或油氣侵的條件下，確定合理的密度、粘度。使其泥漿液柱壓力等出水層壓力或油氣層壓力的情況下的鉆井，最大限度的提高機(jī)械轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)。

(5)加重鉆井液要有良好的潤(rùn)滑性和較低的摩阻系數(shù)，泥餅質(zhì)量要做到薄、韌、光滑，確保不發(fā)生粘吸卡鉆，減少井下事故的發(fā)生。

(6)加重泥漿在長(zhǎng)時(shí)間、大井段入井循環(huán)情況下，做好地面凈化和井筒凈化工作，能有效控制無(wú)用固相，優(yōu)化泥漿性能，保證井下安全。

(7)密度、粘度及切力三大因素嚴(yán)重的影響著機(jī)械鉆速，所以一般盡量追求泥漿的低密度，低粘度，根據(jù)實(shí)際需要，只要調(diào)整泥漿密度和粘度能達(dá)到所需要求即可，以確保最大機(jī)械鉆速。