何 勇， 蘇時(shí)才， 陳 楊， 馮心濤， 張秀軍， 楊發(fā)勝， 馮國(guó)文

(1.四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072； 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081)

高壓涌水及高含硫化氫頁(yè)巖氣井繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)

何 勇1， 蘇時(shí)才1， 陳 楊1， 馮心濤2， 張秀軍1， 楊發(fā)勝1， 馮國(guó)文1

(1.四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072； 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081)

頁(yè)巖氣調(diào)查井滎地1井設(shè)計(jì)井深1600 m，鉆探施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)多個(gè)高應(yīng)力涌水破碎帶，最大涌水量達(dá)135 m3/h，井口壓力達(dá)2.5 MPa；并且地層水中溶解有硫化氫，從涌水中揮發(fā)出來(lái)的硫化氫氣體最大含量達(dá)100 ppm；水溫較高，在1300 m處涌水溫度達(dá)到50 ℃；這些問(wèn)題給施工帶來(lái)了極大的困難，并增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題，介紹了鉆井過(guò)程中所采取的注水泥漿堵水技術(shù)、高密度鉆井液平衡鉆進(jìn)技術(shù)、多級(jí)套管固井技術(shù)，并總結(jié)了每種技術(shù)的特點(diǎn)，為川西南地區(qū)以后的頁(yè)巖氣調(diào)查井鉆探工作提供參考。

高壓涌水層；高含硫化氫；水泥漿堵水；高密度鉆井液；多級(jí)套管固井

1 鉆井工程概述

1.1 工程簡(jiǎn)介

滎地1井是由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心承擔(dān)的“四川盆地西南地區(qū)1∶5萬(wàn)頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”子項(xiàng)目中設(shè)計(jì)的一口頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井，四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)鉆井施工；該井位于四川盆地西南地區(qū)頁(yè)巖氣空白區(qū)塊——四川省雅安市滎經(jīng)縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)井深1600 m，設(shè)計(jì)目的層位為志留系龍馬溪組；此項(xiàng)目對(duì)推動(dòng)空白區(qū)頁(yè)巖氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)，加快四川省頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)步伐意義重大。

1.2 地層概況

滎地1井位于川西低隆構(gòu)造帶南緣之滎經(jīng)天鳳背斜核部，加里東期處于樂(lè)山-龍女寺隆起抬升的部位，奧陶系、志留系地層殘存較少，受海西早期揚(yáng)子地臺(tái)持續(xù)隆升的影響，石炭系地層全部缺失，泥盆系地層殘存較少。該井鉆遇地層主要為二疊系、泥盆系、志留系以及奧陶系部分地層，主要為一套巖漿巖、沉積巖地層，巖性主要為玄武巖、灰?guī)r、砂巖、泥巖、白云巖及頁(yè)巖等，各類巖石交替出現(xiàn)。巖石可鉆性在4～9級(jí)(見(jiàn)表1)。

1.3 地質(zhì)技術(shù)要求

根據(jù)頁(yè)巖氣調(diào)查井相關(guān)規(guī)范并結(jié)合本井的鉆探目的，在施工過(guò)程中遵循以下地質(zhì)要求：

表1 區(qū)域地層及巖石可鉆性分級(jí)情況

(1)除第四系表土覆蓋層，要求全井取心率≮90%；

(2)平均井徑擴(kuò)大率≯15%；

(3)終孔直徑≮95 mm；

(4)直井完井井斜≯5°；

(5)目的層鉆進(jìn)取樣，完成取樣時(shí)間≯30 min/次；

(6)自鉆穿第四系土層至完井隨鉆氣測(cè)錄井；

(7)目的層含氣性現(xiàn)場(chǎng)解析，并對(duì)氣樣進(jìn)行室內(nèi)化驗(yàn)；

(8)完井后及時(shí)進(jìn)行地球物理測(cè)井。

2 鉆井難點(diǎn)分析

2.1 巖石可鉆性差

根據(jù)區(qū)域巖石可鉆性資料分析，本井鉆遇的峨眉山玄武巖、平驛鋪組石英砂巖、臨湘組榴狀灰?guī)r及寶塔組龜裂紋灰?guī)r莫氏硬度較大，可鉆性差，可鉆性分級(jí)最大的峨眉山玄武巖達(dá)到9級(jí)，并且多套地層巖石物理機(jī)械性能不一，均質(zhì)性差，對(duì)鉆頭磨損嚴(yán)重。在鉆進(jìn)過(guò)程中，憋跳嚴(yán)重，鉆頭工作不平穩(wěn)，易造成鉆頭先期損壞，影響鉆頭機(jī)械鉆速和鉆頭的使用時(shí)間。

2.2 井涌及井漏風(fēng)險(xiǎn)大

滎地1井鉆遇地層中灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖地層厚度大，這些地層裂隙和溶洞較發(fā)育，極易發(fā)生井涌和井漏。

2.3 地層壓力大

成都中心實(shí)施的穿過(guò)滎地1井的MT資料顯示，該井地層中存在高阻帶，分析井下可能由于目的層龍馬溪組含氣導(dǎo)致異常高壓存在，加之龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖本身具有水敏性，遇水和異常高壓極易垮塌導(dǎo)致埋鉆、卡鉆事故。

2.4 有毒氣體溢出

龍馬溪組主要為黑色富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖段，為含氣層段，可能有可燃?xì)怏w及有毒有害氣體溢出。此外，川西南地區(qū)茅口組及棲霞組地層中普遍存在硫化氫氣體，鉆井中容易發(fā)生井涌、井噴，并有可能因?yàn)榱蚧瘹錃怏w溢出危及人生安全。

2.5 鉆井遇到的關(guān)鍵難題

(1)鉆遇地層涌水點(diǎn)多、涌水量大，最大涌水量達(dá)到135 m3/h，松軟破碎的地層在大量的涌水條件下局部形成垮塌；地層壓力大，經(jīng)過(guò)測(cè)量井口水壓最大達(dá)到2.5 MPa(見(jiàn)表2)，導(dǎo)致起鉆時(shí)井口形成高壓水柱，操作風(fēng)險(xiǎn)大，并且取心工具難以投入井內(nèi)；水溫高，經(jīng)測(cè)量井口水溫最大超過(guò)45 ℃，高水溫會(huì)加速水中有毒有害氣體揮發(fā)，造成人身傷害。

表2 滎地1井地層高壓涌水點(diǎn)及硫化氫情況統(tǒng)計(jì)

(2)水中含有較高濃度的硫化氫，涌水到達(dá)地表后硫化氫迅速揮發(fā)，井口濃度超過(guò)100 ppm(見(jiàn)表2)。硫化氫不僅會(huì)腐蝕鉆桿導(dǎo)致斷鉆具的事故，更會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康產(chǎn)生危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命安全。

(3)巖心鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆具級(jí)配中各級(jí)井徑間環(huán)狀間隙小，通過(guò)使用配置高密度固相泥漿以平衡井內(nèi)地層壓力的方法鉆進(jìn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致泥漿循環(huán)壓力過(guò)大從而超過(guò)泥漿泵的負(fù)荷，并且由于固相泥漿中的重晶石會(huì)不同程度的沉淀，沉淀顆粒堵塞取心內(nèi)管從而導(dǎo)致巖心管無(wú)法打撈。

3 鉆井設(shè)備

根據(jù)本井設(shè)計(jì)井深及鉆探目的選用XY-6B型立軸式液壓鉆機(jī)、WB-18型鉆塔、BW-320型泥漿泵；并針對(duì)本井可能出現(xiàn)井噴及硫化氫氣體溢出的風(fēng)險(xiǎn)專門配備了井口防噴器，現(xiàn)場(chǎng)還配備了便攜式H2S報(bào)警儀、風(fēng)向標(biāo)、泥漿測(cè)試儀、測(cè)斜儀等專用檢測(cè)儀器(見(jiàn)表3)。

表3 主要施工設(shè)備和儀器統(tǒng)計(jì)

4 鉆井工藝

根據(jù)本井地質(zhì)要求、鉆遇的地層、巖石可鉆性及涌水情況，綜合分析采用如下鉆井工藝。

4.1 井身結(jié)構(gòu)

為應(yīng)對(duì)鉆井可能遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)，該井設(shè)計(jì)多開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，實(shí)鉆井身結(jié)構(gòu)為四開(kāi)(見(jiàn)圖1)。

一開(kāi)(開(kāi)鉆口徑)：用?150 mm普通工法(采用硬質(zhì)合金鉆頭)鉆進(jìn)至20.65 m，下入?146 mm表層套管并固井，一開(kāi)固井對(duì)于后續(xù)開(kāi)次的固井及堵涌、堵漏施工是十分必要的。

二開(kāi)(過(guò)渡口徑)：用?130 mm普通工法(采用硬質(zhì)合金鉆頭)鉆進(jìn)，根據(jù)設(shè)計(jì)二開(kāi)只需要鉆進(jìn)至井深400 m，由于井內(nèi)出現(xiàn)多層涌水，因此加深至576.24 m，并下入?127 mm套管固井。

圖1 滎地1井實(shí)鉆井身結(jié)構(gòu)

三開(kāi)(備用口徑)：本開(kāi)次主要用于井內(nèi)出現(xiàn)復(fù)雜情況備用，根據(jù)該井涌水情況，用S110金剛石繩索取心工藝鉆穿涌水層后下入?108 mm套管并固井，本開(kāi)次井深1140.75 m。

四開(kāi)(完鉆井深)：用S95金剛石繩索取心鉆至終孔。

4.2 鉆進(jìn)參數(shù)

XY-6B型鉆機(jī)主要靠鉆頭機(jī)械研磨進(jìn)行鉆進(jìn)，在較軟地層(本井中頁(yè)巖、泥巖地層)鉆進(jìn)，采用低轉(zhuǎn)速、小泵量和適當(dāng)?shù)膲毫Γ辉趫?jiān)硬的研磨性強(qiáng)的巖層(本井中玄武巖、石英砂巖地層)鉆進(jìn)，則采用大鉆壓、較高的轉(zhuǎn)速和泵量；在裂隙發(fā)育的破碎巖層(本井中灰?guī)r及砂巖破碎帶)鉆進(jìn)，應(yīng)適當(dāng)加大鉆壓，降低轉(zhuǎn)速，盡量減少鉆具震動(dòng)；在回次鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)鉆壓變化不大，發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)速度明顯加快要及時(shí)調(diào)整，減小鉆壓，控制鉆進(jìn)速度，防止軟硬巖石互層時(shí)壓力過(guò)大造成鉆頭順層跑偏，導(dǎo)致井斜偏大；在低固相泥漿鉆進(jìn)條件下，為避免鉆桿內(nèi)結(jié)泥垢，應(yīng)限制鉆具轉(zhuǎn)速和回次時(shí)間；另外在孔深較大時(shí)，為保證孔內(nèi)安全，則要限制轉(zhuǎn)速和鉆壓。

本井使用的鉆進(jìn)參數(shù)如表4所示。

表4 滎地1井鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)

注：具體施工時(shí)，需根據(jù)孔內(nèi)情況和鉆機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選用，頁(yè)巖鉆進(jìn)時(shí)選用低鉆進(jìn)參數(shù)。

5 關(guān)鍵鉆井技術(shù)

根據(jù)鉆井遇到的問(wèn)題，分別采用了有針對(duì)性的技術(shù)措施，并將石油鉆井中常用的技術(shù)方法加以改進(jìn)運(yùn)用到鉆探施工中，主要技術(shù)包括：水泥漿堵水技術(shù)、多級(jí)套管固井技術(shù)、高密度鉆井液平衡鉆進(jìn)技術(shù)等。

5.1 水泥漿堵水技術(shù)

水泥漿堵涌技術(shù)屬于化學(xué)堵水技術(shù)的一種，是用水泥漿封堵出水層的方法，將預(yù)先配制好的水泥漿泵送到涌水層，再施加一定壓力將水泥漿擠入地層，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間水泥漿候凝在破漏或者地層裂隙處形成密封帶，有效地將涌水層封堵固化從而達(dá)到堵水的目的。

針對(duì)本井涌水點(diǎn)較多的實(shí)際情況，共進(jìn)行了8次水泥漿堵水施工，以井深651.12 m處堵水施工為例進(jìn)行介紹。

5.1.1 水泥漿配制

根據(jù)井筒內(nèi)容積，結(jié)合涌水情況，配制14 m3水泥漿。材料為水泥、水及硅酸鈉速凝劑(俗稱水玻璃)，按水灰比1∶2，硅酸鈉占15%配比配置密度為1.90 g/cm3的水泥漿。同時(shí)準(zhǔn)備清水以備注完水泥漿后替漿用。

5.1.2 施工步驟

(1)進(jìn)行注水泥漿，將配置好的水泥漿液通過(guò)泥漿泵從井口泵入井內(nèi)。

(2)當(dāng)水泥漿全部注完后立即用清水進(jìn)行替漿，并觀察泥漿泵壓力變化，在泥漿泵承壓范圍內(nèi)盡可能多的將水泥漿注入地層裂隙中(本次施工中泵壓達(dá)到10 MPa時(shí)停止泵入，通過(guò)流量計(jì)算出水泥漿進(jìn)入裂隙7.16 m3，殘留在井筒內(nèi)6.84 m3)。

(3)替漿完成后給井口進(jìn)行補(bǔ)壓，帶壓候凝24 h。

(4)候凝結(jié)束后打開(kāi)井口，下入鉆具鉆除水泥塞。

5.1.3 堵水效果分析

本次施工揭穿水泥塞后，涌水量明顯降低，由原來(lái)的60 m3降至2.5 m3，效果顯著。根據(jù)8次堵水施工情況總結(jié)，并非每次水泥漿堵水都能取得顯著效果，成功與否取決于涌水點(diǎn)地層壓力、上下地層裂隙相互連通情況、水泥漿配比及注漿操作技巧等多種因素的共同影響，并且由于堵水過(guò)程中水泥漿候凝時(shí)間難以掌握，往往在井內(nèi)形成大量水泥塞，候凝后鉆開(kāi)水泥塞需要耗費(fèi)較多的時(shí)間。

5.1.4 注意事項(xiàng)

(1)在注漿施工前首先要確保井口密封，并且密封組件要能夠承受超過(guò)泥漿泵負(fù)荷的壓力，否則注漿時(shí)會(huì)導(dǎo)致漿液從井口返出，注漿失敗。

(2)由于水泥漿中加入了速凝劑，要確保操作過(guò)程中泵入排量較大，流速較快，否則水泥漿可能提前凝固，導(dǎo)致泵入裂隙中漿液較少，堵水效果差。

(3)帶壓候凝十分必要。水泥漿在稠化過(guò)程中稠度會(huì)增加，水泥漿隨著稠度升高并且由于處于失重狀態(tài)，難以傳遞到封堵層位。在水泥漿失重期間，地層裂隙中水流體將通過(guò)高低壓層流體之間的壓差從水泥漿還沒(méi)有凝固的部分，從高壓層竄流到低壓層，進(jìn)而形成水泥竄槽。由于井口加壓給井筒內(nèi)的水泥漿一個(gè)覆蓋力，控制高壓裂隙水流體不在井筒內(nèi)流動(dòng)，從而確保井筒內(nèi)流體趨于穩(wěn)定，這樣能保證水泥封堵的成功率。

5.2 高密度鉆井液平衡鉆進(jìn)技術(shù)

由于本井涌水點(diǎn)眾多，并且水泥漿堵水方法并非每次都能奏效，為保證正常鉆進(jìn)并且裂隙水在鉆進(jìn)和循環(huán)過(guò)程中不再涌出，通過(guò)加大鉆井液密度平衡地層壓力以達(dá)到控制井涌的理論，結(jié)合巖心鉆機(jī)的實(shí)際情況，嘗試了配制固相和無(wú)固相2種重漿平衡鉆進(jìn)的技術(shù)。

5.2.1 固相高密度鉆井液

鉆井液配方：4%膨潤(rùn)土+0.5%Na2CO3+2%NaOH+0.5%HV-CMC+2.5%KHm+1%TX+重晶石粉。

鉆井液性能：密度1.37～1.40 g/cm3，粘度45～50 s，pH值8～9。

該鉆井液密度容易調(diào)節(jié)，是石油鉆井中最常用的重漿類型，但相比無(wú)固相鉆井液循環(huán)阻力會(huì)更大，對(duì)鉆具環(huán)空直徑、泥漿泵泵壓要求較高，應(yīng)用到繩索取心鉆具中應(yīng)當(dāng)隨時(shí)關(guān)注泵壓變化情況，使用不當(dāng)容易產(chǎn)生因泥漿循環(huán)不暢導(dǎo)致的燒鉆、卡鉆事故。

5.2.2 無(wú)固相高密度鉆井液

鉆井液配方：4%膨潤(rùn)土+2%NaOH+0.5%HV-CMC+1%TX+氯化鈣。

鉆井液性能：密度1.35～1.42 g/cm3，粘度34～42 s，pH值8～9。

考慮到氯化鈣水溶液密度大，選用無(wú)水氯化鈣為主要加重劑，配制高密度鉆井液，既可滿足高密度壓井，又因其為液態(tài)，流動(dòng)性很好，確保了泥漿循環(huán)暢通。但由于該泥漿中潤(rùn)滑劑的溶解度較小、潤(rùn)滑性能受到影響，鉆進(jìn)過(guò)程中鉆速較低，不適合在研磨性強(qiáng)的巖層(本井中玄武巖、石英砂巖地層)中使用。

5.3 多級(jí)套管固井技術(shù)

在繩索取心鉆進(jìn)工藝中，一般只對(duì)涌、漏、垮塌等復(fù)雜地層下入套管封隔，并且不進(jìn)行套管固井。本井施工過(guò)程中，由于存在地層涌水點(diǎn)多、水壓高、水中溶解有硫化氫等棘手問(wèn)題，單純下套管封隔不僅無(wú)法解決涌水問(wèn)題(裂隙水會(huì)從套管環(huán)空以較大流速涌出井口)，甚至套管會(huì)因?yàn)榱蚧瘹涓g氫脆斷裂而導(dǎo)致嚴(yán)重的井內(nèi)事故(本井在施工過(guò)程中檢查出鉆具接手因硫化氫腐蝕而脆裂的現(xiàn)象)，經(jīng)過(guò)綜合分析，為徹底封隔涌水層，杜絕硫化氫危害，滎地1井對(duì)一開(kāi)、二開(kāi)和三開(kāi)均進(jìn)行了固井，本文以三開(kāi)固井為例進(jìn)行介紹，如圖2所示。

圖2 滎地1井三開(kāi)固井施工示意圖

三開(kāi)井深為576.24～1140.75 m，裸眼井徑為110 mm，選用?108 mm套管固井，若?108 mm套管直接從井口固至1140.75 m，材料成本很高，造成了浪費(fèi)，在二開(kāi)已固井的情況下只需固三開(kāi)井段即可達(dá)到封隔涌水層目的。

5.3.1 施工步驟

(1)準(zhǔn)備?108 mm套管600 m，用S95鉆桿將套管送入孔底(中間用正反扣變徑將S95鉆桿與?108 mm套管聯(lián)接)。

(2)配制2 m3水灰比為0.5的水泥漿，進(jìn)行第一次注漿，用泥漿泵連接S95鉆桿從鉆桿中將水泥漿泵入井內(nèi)。

(3)水泥漿泵入完成后立即進(jìn)行第一次替漿，用7 m3的清水把水泥漿壓至孔底，并壓入套管環(huán)狀間隙(見(jiàn)圖2a)。

(4)提起S95 mm鉆具。

(5)配制3 m3水灰比為0.6的水泥漿，進(jìn)行第二次注漿。

(6)用泥漿泵從井口?130 mm套管，將水泥漿壓入孔內(nèi)(見(jiàn)圖2b)。

(7)替漿，用6 m3清水壓水泥漿，致泵壓升高，不能壓入為止，井口保壓6 h。

整個(gè)固井完工，待水泥漿凝固后鉆開(kāi)水泥塞。

5.3.2 固井效果分析

通過(guò)三級(jí)套管固井方法，徹底封隔住涌水層段，并且解決了硫化氫危害。

5.3.3 注意事項(xiàng)

套管固井施工前應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)定地層壓力、涌水量和井內(nèi)容積，以便配置合適密度和體積的水泥漿，以防止水泥漿密度和體積不恰當(dāng)導(dǎo)致被稀釋或是將地層壓漏。

5.4 幾種鉆井技術(shù)對(duì)比

以上技術(shù)在應(yīng)對(duì)本井高應(yīng)力涌水和含硫化氫地層的鉆進(jìn)過(guò)程中都起到了良好的效果，在應(yīng)用過(guò)程中每種方法也有各自的優(yōu)劣：水泥漿堵水技術(shù)成本低、操作方法容易掌握，但堵水成功率難以保證，并且耗時(shí)較長(zhǎng)，會(huì)降低鉆進(jìn)效率；高密度鉆井液平衡鉆進(jìn)技術(shù)由于不需要額外的鉆井輔助時(shí)間，有利于提高鉆效，但鉆井液與地層壓力之間的平衡難以掌握，增加了鉆井的成本；多級(jí)套管固井技術(shù)能從根本上解決涌水和硫化氫問(wèn)題，但固井后套管無(wú)法再次使用，因此成本也最高；一般而言，在固井前應(yīng)該先嘗試水泥漿堵水和高密度鉆井液平衡鉆進(jìn)方法，在前兩種方法不奏效時(shí)才考慮套管固井。

6 鉆井技術(shù)成果

(1)通過(guò)滎地1井的施工，基本形成了一套切合實(shí)際的頁(yè)巖氣調(diào)查井鉆井施工工藝，并且總結(jié)了一套較為完善的處理井內(nèi)涌水、含有毒有害氣體的方法，為川西南地區(qū)即將實(shí)施的頁(yè)巖氣調(diào)查井鉆探提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

(2)首次嘗試在繩索取心鉆探工藝中引入高密度鉆井液，通過(guò)平衡井內(nèi)壓力的方法對(duì)高壓涌水地層進(jìn)行鉆進(jìn)，并且針對(duì)巖心鉆機(jī)各級(jí)井徑環(huán)空間隙小、泥漿泵泵壓普遍較小的特點(diǎn)，自制了無(wú)固相高密度氯化鈣型鉆井液，克服了常規(guī)固相重晶石型鉆井液會(huì)增加泥漿循環(huán)阻力的難題。

(3)應(yīng)用水泥漿堵水技術(shù)，成功堵住超過(guò)巖心鉆機(jī)常規(guī)處理能力的高應(yīng)力涌水，為下一步鉆井施工打下了基礎(chǔ)。

(4)采用多級(jí)套管固井技術(shù)并在井口安裝防噴器，成功應(yīng)對(duì)了硫化氫氣體可能對(duì)人身安全和鉆具產(chǎn)生的危害，施工過(guò)程中未出現(xiàn)一起安全事故。

7 問(wèn)題探討

頁(yè)巖氣調(diào)查井與常規(guī)煤田鉆井具有相似之處，但也具有特殊性，具體而言，由于目前國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣調(diào)查井鉆井經(jīng)費(fèi)投入有限，在設(shè)備選型上無(wú)法考慮抗風(fēng)險(xiǎn)能力更高的石油鉆機(jī)，只能沿用鉆井成本較低的巖心鉆機(jī)；而頁(yè)巖氣調(diào)查井針對(duì)的目的層都含有甲烷氣體，甚至含有硫化氫等有毒氣體，并且地層往往具有超壓的特點(diǎn)，無(wú)疑會(huì)增加井涌、井噴的風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)的巖心鉆機(jī)在應(yīng)對(duì)這些復(fù)雜情況是非常困難的。為此，提出如下建議。

(1)增加頁(yè)巖氣調(diào)查井工程的經(jīng)費(fèi)投入，保證鉆探施工有充足的經(jīng)費(fèi)處理復(fù)雜情況。

(2)用巖心鉆機(jī)施工時(shí)要提前做好相關(guān)應(yīng)急預(yù)案、加裝井口防噴設(shè)備、采用多級(jí)鉆進(jìn)工藝、重視鉆井液使用、必要時(shí)采取套管固井方案。

[1] DT/T 0227—2010，地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程[S].

[2] 頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井滎地1井地質(zhì)設(shè)計(jì)書(shū)[Z].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，2015.

[3] 頁(yè)巖氣地質(zhì)調(diào)查井滎地1井工程設(shè)計(jì)書(shū)[Z].四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，2015.

[4] 楊雄.吐哈油田油水井水泥封堵工藝的優(yōu)化與應(yīng)用[D].山東東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué),2014.

[5] 黃士鵬，廖鳳蓉，吳小奇，等.四川盆地含硫化氫氣藏分布特征及硫化氫成因探討[J].天然氣地球科學(xué)，2010，(5)：705-714.

[6] 陳寧，彭步濤.貴州頁(yè)巖氣調(diào)查評(píng)價(jià)井鉆探施工技術(shù)綜述[J].探礦工程(巖土掘進(jìn)工程)，2013，40(S1)：261-264.

[7] 蔣國(guó)盛，王榮璟.頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2013，40(1)：3-8.

[8] 米合江，張飛.新疆頁(yè)巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁(yè)2井鉆井施工技術(shù)及問(wèn)題探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2015，42(11)：25-30.

[9] 徐永鐳，汪曉東，馮本強(qiáng).許昌武莊鐵礦深孔繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2014，41(7)：33-35.

[10] 洪衛(wèi)東.甘陜工區(qū)鉆井防漏堵漏技術(shù)分析與建議[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2013，40(3)：42-45.

致謝：在鉆井技術(shù)論證及論文編寫(xiě)過(guò)程中得到了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心余謙、汪正江及四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院李之利、黎冬林、冉茂云、嚴(yán)瑞剛、邱建、錢直明、陳銳等人的支持和幫助，在此一并表示感謝！

Wire-lineCoreDrillingTechnologyinShaleGasWellswithHighPressureGushingWaterandHighH2SContent/

HEYong1,SUShi-cai1,CHENYang1,FENGXin-tao2,ZHANGXiu-jun1,YANGFa-sheng1,FENGGuo-wen1

(1.Sichuan Institute of Coalfield Geological Engineering Exploration and Designing, Chengdu Sichuan 610072, China; 2.Chengdu Center, China Geological Survey, Chengdu Sichuan 610081, China)

The designed depth is 1600 meters for the shale gas survey well Yingdi-1. During the construction process, several high stress water gushing fractured zones were encountered, the largest watering quantity was 135m3/h and wellhead pressure was up to 2.5MPa; there was hydrogen sulfide dissolved in formation water, the highest content of hydrogen sulfide gas escaped from the gushing water was up to 100ppm; the water temperature is high up to 50℃ in gushing spot at 1300 meters depth, these difficulties brought safety risk to the construction. In view of the above, this paper introduces water plugging technology by cement slurry grouting, balanced drilling technology with high density drilling fluids and multistage casing technology for well cementing used in drilling process and summarizes the characteristics of each technology, which can be reference for the shale gas investigation well drilling construction in Southwestern Sichuan.

high pressure water gushing layer; high H2S content; water shutoff technology by cement slurry; high density drilling fluid; multistage casing technology for well cementing

P634；TE242

：A

：1672-7428(2017)08-0023-06

2016-10-14；

：2017-05-31

四川盆地頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“四川西南地區(qū)1∶5萬(wàn)頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”(編號(hào)：12120115100201-04)

何勇，男，漢族，1986年生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士，從事非常規(guī)資源調(diào)查及勘探技術(shù)工作，四川省成都市青羊區(qū)青華路39號(hào)，594903100@qq.com。