土库曼斯坦超高压巨厚盐膏层和恶性漏失性产层钻井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸气田Ｈｏｊｇ－２１井在巨厚盐膏层内钻遇超高压盐水透镜体,出现大产量高压盐水溢流,压井过程中多次发生井漏;在储层钻进中,钻遇垂直裂缝发育、密度窗口极窄、井漏和出气同层的地层而险象环生。阿姆河公司结合实际情况,应用成熟的盐膏层钻井、随钻堵漏、桥浆堵漏、凝胶堵漏和水泥堵漏等工艺技术,安全顺利完成了钻井任务。该井的成功钻探,完善了阿姆河右岸探区内的安全钻井技术,是阿姆河公司在超高压钻井技术领域取得的重大突破,在超高压巨厚盐膏层及恶性漏失性产层中实现安全钻井积累了宝贵的经验。     

阿姆河右岸定向探井钻井关键技术探索与应用

阿姆河右岸区域地面和地质情况均很复杂,具有地层压力高、盐膏层厚和储层埋藏深等特点,且无定向钻探的经验借鉴。鉴于此,通过对地质情况研究、地层压力预测和对潜在复杂情况的分析,确立了定向探井的4层套管井身结构,并完善了适用于巨厚盐膏层的抗盐钻井液技术。通过对已钻井钻遇高压盐水的情况进行分析,优化了井眼轨道设计方案,将造斜点设置于盐膏层以上,在可能出现高压盐水的上盐层底部完成定向增斜,这样即使钻遇高压盐水,仍可采用稳斜或降斜方式钻达目标靶点。定向探井钻井技术已在3口定向探井上顺利应用,生产时效均达到95%以上,其中2号井日产量超过100万m~3。应用结果表明在阿姆河右岸实施定向探井钻井可行。     

阿姆河右岸复杂碳酸盐气藏上覆巨厚盐膏层优快钻井技术

阿姆河右岸钻遇地层具有浅层高压次生气藏、高压盐水层、高压目的层、高产储层、巨厚盐膏层等"四高一厚"的特征,高压层及巨厚盐膏层安全快速钻进、缝洞型高压储层保护难度大,严重影响高效安全钻井。为了实现稀井高产、高效开发的目的,需要大规模实施大斜度井整体开发,由于目的层上覆巨厚盐膏层,导致造斜段增斜段均在盐膏层中,对井眼轨迹控制提出更高要求。针对上述钻井技术瓶颈及生产需求,开展了分段式地层压力预测、井身结构优化、井眼轨迹优化及钻井液体系优选等技术攻关与研究,形成了浅层次生高压气藏安全钻井、巨厚盐膏层大斜度井钻井、高压缝洞型气藏及上覆巨厚盐膏层钻井流体等特色技术,基本解决了长期困扰阿姆河右岸气田开发的钻井技术难题。     

阿姆河右岸定向水平井钻井工艺技术实践

中油（土库曼斯坦）阿姆河天然气工程项目是迄今为止中国石油集团公司在海外最大的天然气项目,是中亚管道的主要气源地,萨曼杰佩气田Sam35-1H水平井是土库曼斯坦阿姆河右岸巴格德雷区块的第一口水平井,其钻 探目的是通过水平井实现稀井高产。该构造地层复杂,存在巨厚盐膏层（有的含异常高压盐水）,储层压力低（0．98）,高含H2S,该井面临水平位移长及盐膏层定向稳斜难等技术难题。Sam-35-1H水平井的成功实施,同类地层大位移水平井的钻井积累了经验。     

土库曼斯坦尤拉屯气田15、16井盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦尤拉屯地区15、16气探井盐膏层属上侏罗系克里米得氏组,埋深约为3 400～4 000 m,地层温度、压力都很高,且含高压盐水,天然气和H2S,钻井风险极大.研究应用了高密度(2.40 g/cm3)KC1/饱和盐水聚磺钻井液,该钻井液克服了高压盐水侵、天然气气侵溢流以及盐膏层蠕动而引起的多次井下复杂情况,如多次发生井漏失返、溢流、阻卡等,充分满足了该盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求;同时对尤拉屯气田盐膏层地质特性有了更进一步的认识,为顺利完成土库曼斯坦钻井项目提供了关键技术.     

喀什山前高陡构造安全钻进钻井液技术

喀什北区块阿克莫木气田属山前高陡构造,钻井过程中事故频发.已完钻的4口邻井,在施工中遇到了因井漏和盐膏层蠕变引起的卡钻与套管变形等多起事故.针对该区块地层特点,研发了一套适合喀什山前高陡构造盐膏层安全钻井的欠饱和盐水钻井液体系.并针对喀什北区块浅层西域组和阿图什组的砾岩层和白垩系下统克孜勒苏群气层顶部的井漏问题,进行了薄弱地层防漏堵漏工艺研究,有效解决了钻井液严重漏失及盐膏层安全施工难题,所应用的阿克101井和阿克5井,各项钻井指标均居该区块之首.     

东营深层盐膏层钻井液工艺

胜利油田东营深层盐膏地层发育,盐膏段厚度大,分布范围广,地层岩性十分复杂,钻井中经常发生喷、漏、塌、卡,遇阻、划眼、电测遇阻等井下复杂事故。郝科1井是在该区设计的一口重点深探井,宅钻井深5807.81m,井底最高温度230℃。介绍了深层盐膏层钻井液体系的转化工艺、性能控制、维护处理、防漏、堵漏、固相控制、抗污染和钻具缓蚀等技术,以及MMH聚合物饱和盐水钻井液在郝科1井的成功应用。结果表明,该钻井液在高密度下对盐膏层具有较强的抑制性、悬浮携砂性和抗污染性,抗温220—230℃。MMH聚合物饱和盐水钻井液体系及其配套技术满足了深层盐膏层钻井施工需要。     

英深1井钻井液技术

英深1井位于塔里木盆地西南坳陷齐姆根凸起英吉沙构造,是1口五开超深预探井直井,完钻井深为7258m。该井钻遇大段巨厚泥岩、膏泥岩、盐膏层,地层倾角大,裂缝发育,高压盐水层发育,钻井过程中遇到了很多困难。研究出了高密度抗盐膏钻井液配方及维护处理方案,并针对五开后钻井液密度高、压力高和温度高的问题,研制出了高密度磺化有机盐抗高温钻井液,同时,对四开固井中水泥浆发生闪凝,造成井漏、盐水溢流的问题,配出了密度为2.60和2.80g/cm3的压井液,成功地压住了盐水层。现场应用表明,高密度抗盐膏钻井液成功地克服了巨厚盐膏层、高压盐水层等难点;高密度磺化有机盐抗高温钻井液抑制性好,具有较低的粘度、切力和高温高压滤失量,在220℃,138MPa下仍有良好的流变性,满足了深井段钻井的需要;密度高达2.80g/cm3的压井液具有良好的流变性,成功地解决了高密度压井的技术难题。     

土库曼斯坦阿姆河右岸B区高风险气藏安全钻井技术

在土库曼斯坦阿姆河右岸B区钻井史上,由于存在高压浅层次生气层、高压盐水层、高压高产气藏以及巨厚盐膏层的复杂地层,因而井喷、卡钻、高压盐水结晶导致井筒报废等事故频发,钻井成功率仅为64%,钻井安全风险极高,部分气田已禁止钻井施工。为此,针对性地开展了如下安全钻井技术试验与应用:(1)针对浅层次生高压气层,采用小尺寸领眼试钻,很大程度上减少了井筒容积,使进入井筒油气的量大大降低,减少了加重钻井液,加快了压井作业时间,提高了钻遇复杂层的安全性,同时在浅层气井区外围采用了钻大斜度井定向井强采方案;(2)针对高压巨厚盐膏层,优选了与盐膏层相配伍的欠饱和—饱和盐水钻井液体系,优选了盐岩蠕变模型,建立了盐膏层井眼缩径方程,形成了钻井液密度图版,确定了盐膏层安全钻井液密度,有效地提高了盐膏层段钻井液的抗污染性和抗蠕变性,保证了井筒安全。相关配套技术已推广应用近百口井,钻井成功率达100%,井喷发生率为零,解放了"钻井禁区",较好地解决了该区域高风险天然气井安全钻井难题。     

土库曼斯坦南约洛坦气田复杂盐膏层钻井液技术

土库曼斯坦南约洛坦气田的主力产层位于盐膏层之下,曾因盐膏层地质情况复杂和工程事故频发而一度不能钻达设计井深。该区存在一系列的钻井难题：①随巨厚盐膏层而来的“盐水侵”、“钙镁侵”等导致钻井液受到严重污染;②地层疏松和高压气体所造成的“气侵”使井漏与溢流（井涌）并存;③井下高温、高压环境使钻井液性能变差;④高密度钻井液因其固有的高固相所造成的流变性控制难。为此,中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司研发并使用了以体系组成简单且高效、配制有序且逐步放大量为特点,以“护胶为主、增强抑制性”为维护处理技术思路的高密度饱和盐水聚磺钻井液,其组成为：基础材料类（膨润土、烧碱、纯碱、NaCl、KCl等）＋聚合物类（PAC、FA367、XY-27、JT888等）＋磺化材料类（SMP-2、SMC、SPNH、JNJS-220、SMT、FT-1等）＋加重剂（重晶石）＋辅助材料类（润滑剂、消泡剂、盐重结晶抑制剂等）。此举,提高了高固相含量钻井液体系的综合性能。该钻井液应用于现场,克服了各种因地质因素所造成的钻井液污染破坏问题,突破了该气田钻井技术“瓶颈”,成功解决了该气田盐膏层井段所惯存的蠕动、缩径、垮塌等技术难题,确保了该区12口天然气探井盐膏层钻井任务的安全、顺利完成。     

塔里木油田库车山前超高压盐水层精细控压钻井技术

塔里木油田库车山前巨厚盐膏层普遍发育超高压盐水,且盐膏层中夹杂破裂压力低的泥岩层,导致安全钻井密度窗口窄, 易发生井涌、井漏、井塌和卡钻等井下故障。通过精细描述钻井液循环系统流量变化特征,定量化钻井液出入口流量差与溢流量、漏失量及高密度钻井液弹性变形量间的相互关系,可以实时快速判断溢流和漏失,计算求取地层压力,并将自动控压排水与控压压回相结合,精确控制地层与井底的压力差,有效控制合适的盐水返出量,大幅降低溢流、井漏等井下风险,形成了超高压盐水层微流量精细控压钻井技术。该技术在克深A井和克深B井进行了现场试验,均安全快速钻穿超高压盐水层,大幅提高了机械钻速,缩短了钻井周期,降低了钻井成本。研究与应用表明,超高压盐水层微流量精细控压钻井技术可快速发现溢流和漏失,精确控制地层盐水返出或者钻井液漏入地层,实现可控微溢流或漏失,大幅减少了盐水排放时间,确保了井眼稳定,实现了安全快速钻穿超高压盐水层的目的,为超深井复杂地层高效钻进提供了新的技术手段。      

塔里木山前构造复杂地质条件下的钻井液技术在大古一井的应用

塔里木盆地山前构造带是国内钻探难度较大,难题较集中的地区之一。该地区地质条件极为复杂,上部为高陡地层,下部为多套高压盐水层、复合盐层、漏失层、坍塌层及高压气层,地层压力系数高。由于地应力大,裂缝发育,采用高密度钻井液钻遇盐岩、盐膏层、易塌页岩、大倾角易破碎地层时,极易发生井漏和井下出盐水,造成漏、塌、斜、涌、卡钻等复杂情况,严重时解卡无效只能被迫采用侧钻,严重制约了钻井生产速度的提高。介绍了天山南构造带超深井大古一井钻井过程中,针对多套高压盐水层,采用乳化石蜡封堵防塌、非渗透成膜钻井液提高地层承压能力、膨胀型堵漏三道新工艺技术,成功地解决了井塌、井漏、钻井液污染等复杂问题,使山前构造带超深井钻井液技术迈上了一个新台阶。     

阿姆河右岸B区复杂地层大斜度井和水平井钻完井技术

通过对已钻直井的实钻资料研究,分析总结出该区域地质特点及大斜度井钻井施工难点,通过井身结构与井眼轨迹优化,优选穿越长段盐膏层的钻井液体系及配方,研究成果已在该区域钻成8口大斜度井,钻井成功率100%,经测试产量为该区域直井的2~3倍。通过实钻作业形成了该区域大斜度井/水平井的井眼轨迹控制及复杂盐下气藏安全钻井技术;解决了巨厚盐膏层使用高密度钻井液情况下的定向钻井技术难题;实践了在使用高密度钻井液,喷漏同存、处理困难复杂情况下的完井方式,形成了巨厚盐膏层及高压含硫产层大斜度井特色钻完井技术,目前大量推广的大斜度井正在施工。大斜度井和水平井钻完井技术为该项目地区实施"稀井高产、少井多产"的开发方案提供了可靠的技术支撑和产能保障。     

垂直钻井系统在K5区块巨厚盐膏层的应用

K5区块古近系发育巨厚盐膏层,该段地层井斜难以控制,容易超标。受盐岩易蠕变缩径、溶解形成大肚子,且盐间发育高压盐水层和低压易漏层的复杂条件限制,最初只能采用塔式钻具组合小钻压吊打来控制井斜。随着油基钻井液在巨厚盐膏层的成功应用,基于其对盐膏层井眼稳定的良好效果,开始尝试在钻具组合中加入稳定器,使用钟摆钻具钻进,但钻压仍然受到极大限制。为了解决盐膏层段防斜与提速的矛盾,使用了垂直钻井系统,相比常规钻具组合,垂直钻井系统解放了钻压,大幅度提高机械钻速,同时将井斜控制在很小范围内。     

土库曼斯坦加尔金内什气田复杂井钻井液技术

针对土库曼加尔金内什气田不同复杂特点,选用两性离子聚合物和聚磺钻井液体系,解决了444. 5mm大井眼3 000 m长裸眼泥页岩地层造浆、钻头泥包、井壁垮塌和起下钻阻卡等技术难题;抗150℃高温高密度(2. 10～2. 45 g/cm3)饱和盐水聚磺钻井液体系,解决了450～700 m巨厚盐膏层蠕变缩径和盐水侵技术难题;抗高温(170℃～180℃)强封堵防塌钻井液体系及堵漏技术,解决了"三高"碳酸岩生物礁目的层易垮塌、安全窗口窄、孔洞裂缝发育、漏喷同层等技术难题。施工期间配合甲方成功处理由于钻具老化、钻遇异常高压×264井、110井三开高压盐水溢流、井漏,×262井四开溢流关井断钻具打捞等井下复杂事故。目前5口技术服务井中2口井已成功完钻。     

库车山前超深超高压盐水层安全钻井技术探索

库车山前深部巨厚盐膏层地质特征复杂,层间超高压盐水普遍发育,纵横向规律性差,地层压力变化大,预测难度高。盐膏层钻井过程中超高压盐水侵入井筒后,钻井液性能恶化,导致喷、漏、卡等复杂事故频发,严重影响安全快速钻井。结合超高压盐水层钻井特征,通过分析超高压盐水赋存的圈闭特点及实钻情况,在钻井液的盐水污染容量限实验模拟和评价的基础上,开展了超高压盐水层控压排水技术的探索与实践,形成了控压排水配套新技术,通过控制节流阀调节井口回压和钻井液排量等手段,让地层盐水按一定比例均匀侵入到环空钻井液中,单次放水量不超过环空钻井液量的10%,多次放出盐水,降低高压盐水层的地层压力系数。解决了库车山前超深超高压盐水层安全钻井难题。现场试验表明,采取合理的控压排水方法能够降低盐水层的压力,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全的井筒状态。      

胜坨油田ST6井钻井液技术

ST6井是胜坨油田的一口重点探井，完钻井深为4450m。胜坨油田的深部地层钻探给钻井液带来了许多技术难题，主要表现在：沙河街组地层井壁稳定性差，沙四段地层不仅含有易造成井涌、井漏的高压油气层，而且其砂岩地层含有大量的酸性气体和大段的盐膏层，给钻井液处理造成了很大困难。针对以上难题，ST6井采用了聚硅醇低渗透抗盐膏钻井液，同时配合了相应的技术措施，取得了较好的应用效果，满足了该井钻井施工要求。     

河坝1井复杂地层钻井完井技术

河坝1井是川东北地区的一口重点区域探井，完钻井深6130．00m。该井地质情况非常复杂，上部陆相地层高陡构造倾角大，坍塌严重；下部海相地层含多套压力系统，且存在含硫化氢的超高压天然气层、盐水层、盐膏层以及易漏失地层等，在钻井施工中出现多次井壁严重垮塌、井漏、喷漏同存、气侵，甚至出现卡钻等井下复杂情况和事故。深部井段由于钻井液密度高．钻井周期长，不但给钻井液的维护和处理带来了极大的困难．而且造成钻具、套管磨损严重。河坝1井采取了优选钻具组合、钻井参数、钻井液体系以及水泥浆体系等技术措施，并采用了系列钻井新工艺、新技术．历时1241．96d．钻至设计井深，发现了两个高压气层及数个含气层。详细介绍了该井钻井作业中存在的技术难点及采取的技术措施。     

高压巨厚盐膏层大斜度井工程设计优化

南霍贾姆巴兹气田位于土库曼斯坦东部,该气田盐膏层厚,地层压力高。前苏联时期在该区用直井钻探,钻井成功率极低,没有钻探定向井先例。中国石油获得该气田开采权后,已完成一口直井和一口小井斜定向井,为了提高单井产量,提高气田开发速度,有必要进行大斜度井开发可行性的研究。SHojb-102D井是土库曼斯坦南霍贾姆巴兹气田上一口大斜度定向井,该井靶区范围小,盐膏层厚达1 085 m,地层孔隙压力系数达到2.2～2.3,还存在高压、直井段不直、键槽、缩径、黏附、井漏、钻具事故等多种钻井风险,文章主要通过对几种井身结构、井眼轨迹、控制方式优缺点的对比分析,优化出安全可靠、易于实现的钻井工程设计,进行现场实践,为该气田用大斜度井、水平井开发做技术储备。     

塔河油田S106井盐膏层钻井复杂情况对策

S106井是塔里木盆地沙雅隆起塔里木乡构造上的一口探井,该地区盐膏层埋藏深,厚度大,受高温高压等因素的影响,钻井矛盾较为突出.通过对S106井盐膏层(5 142～5 402 m)钻井过程中出现的井漏、掉钻具、侧钻等复杂情况的分析,总结了该地区盐膏层钻井难点的解决方法,探讨了该地区盐膏层的钻井技术.