肯基亞克油田鉆井井控技術

章增光,毛 健

（西部鉆探國際工程公司，新疆烏魯木齊 830026）

1 肯基亞克地區地質特征

（1）肯基亞克油田具有多個含油氣層段，鹽上的上二疊統、三疊系、侏羅系和白堊系等沉積層中發育了約30個油氣藏，淺層氣發育，難以準確預測。

（2）受鹽丘構造影響，鹽層中含高壓水層或氣水同層，氣水關系復雜，且分布不規律。

（3）下二疊統和石炭系儲層結構復雜，埋藏深?？匣鶃喛他}下油藏位于下二疊統和石炭系，下二疊統油藏屬于海陸過渡環境中沉積的碎屑巖油藏，鹽下石炭系碳酸鹽巖包含了生物礁灰巖和白云巖，均在巨厚鹽層之下，儲層埋深均在4000m以下。

（4）巨厚鹽層、儲層壓力高。下二疊統孔谷階鹽膏層地層壓力系數均在1.75 以上，阿爾琴階和薩克馬爾階P1-1-P1-4油氣層地層壓力系數均在1.85 以上，石炭系原始地層壓力系數1.84，由于常年開采，壓力保持度降低，成無規律分布，油田東部個別區域地層壓力系數降低至1.35以下。

（5）石炭系地層流體多樣性。儲層有硫化氫、CO2、CH4等，其中H2S含量高達11.47g/m3，汽油比含量高達650m3/m3以上。

2 肯基亞克地區鉆井地質難點分析

（1）肯基亞克鹽上淺氣層風險大?？匣鶃喛他}上地緣區塊淺層氣活躍，白堊系阿爾比階和侏羅系目的層存在淺層氣，并且由于井網密集，注水注汽對周邊壓力系統的破壞，導致淺層氣更加難以預測。在肯基亞克鹽上施工中曾發生過井噴失控著火事故，且在近年來也發生過井噴或溢流的井控事故，給甲乙雙方造成嚴重損失，同時造成惡劣的社會影響。

（2）下二疊系鹽膏層壓力高、卡層難度大?？匣鶃喛他}下地層下二疊系孔谷階存在巨厚鹽層，可達3000m，鹽層中存在高壓油氣藏，個別區域存在透鏡體高壓油氣藏，且隨區域不同呈不規則分布，無規律可循，難以預測，地層壓力系數高達1.75 以上；且鹽膏層在橫向上變化較大，二開中完井深卡層較為困難，技術套管如果不能有效封隔鹽膏層，可能給下一開次留下安全隱患；但如果鉆穿鹽膏層，揭開下二疊系阿爾琴階高壓氣層，可能會導致“上漏下噴”的復雜。

（3）窄密度窗口壓力控制困難?？匣鶃喛他}下三開井段下二疊系阿舍利階P1as沉積層埋藏于石炭系不整合界面之上，巖性復雜，施工井段受斷層影響，裂縫較為發育。鉆井液“密度窗口”較窄，密度低則無法平衡下二疊系上部阿爾琴階和薩克馬爾階（P1-1-P1-4）高壓氣層，密度高或鉆進排量大，開泵過猛下部井段則易發生井漏，控制不當易引發溢流。

（4）漏轉噴轉換快，關井壓力高。下二疊系下部儲層斷層、裂縫發育，受到構造應力作用形成的斷裂帶十分破碎，在鉆進過程中極易引發惡性井漏，漏轉噴速度快，進而導致溢流、井噴，關井壓力快速升高，井控風險較大。8010 井關井套壓高達30MPa，8082 井關井套壓23MPa。

3 肯基亞克地區鉆井井控技術

西鉆鉆探阿克糾賓項目近些年在肯基亞克油田承鉆鹽上淺層和鹽下直井、水平井、開窗井等復雜井，通過對油田地質油藏、鉆井難點分析，不斷探索積累，形成了肯基亞克油田復雜地層下的鉆井井控技術，成功完成300多口井鉆探工作，無一次溢流險情發生。

3.1 鹽上淺氣層專項井控技術

（1）積極調研鄰井資料，分析淺氣層分布特點，鄰井注水井壓力情況，制定詳細的井控技術方案施工計劃；對于鄰井注水井，積極協調采油廠提前7d 停注泄壓，確保新井區域壓力接近正常，并依據采集數據確定鉆井施工時的鉆井液密度，立足一次井控。

（2）嚴格按照油田井控細則標準安裝井控設備和試壓，確保井控設備本質化安全，加強日常檢查和維護保養，確保井控設備靈活可靠。

（3）加強操作管理，采用設計密度上限鉆入淺氣層，儲備1.5 倍井筒容積的壓井液，淺層氣的特點是井噴速度快、反應時間短，應加強坐崗及干部值守，立足早發現早處理；嚴禁提鉆拔活塞，堅持提鉆連續灌漿，杜絕提鉆抽吸引發的井噴。

（4）防固井時井噴。優化固井設計，確保泥漿及水泥漿液柱壓力在“固井前、固井中和候凝初期”的“三壓穩”，固井后采用關井憋壓候凝。

近幾年，阿克糾賓項目在肯基亞克鹽上每年完成近80口淺井，未出現一起溢流井控險情。

3.2 高壓鹽膏層安全鉆井井控技術

（1）鉆井液體系優化。巨厚鹽膏層要解決的主要問題是鹽膏層的蠕變、溶解及高壓鹽水及伴生氣的井控問題，可采用飽和鹽水鉆井液體系，維持鉆井液中的氯根含量在（16～18）×104mg/L之間，如果含鹽量過低，會造成地層中的鹽溶解，形成“大肚子”井眼；鉆井過程中鉆井液中要加入0.3%～0.5%鹽重結晶抑制劑，避免發生鹽結晶卡鉆。

（2）確定合理的鉆井液密度。合理的鉆井液密度可以有效防止鹽膏層的蠕變和高壓氣水侵，一般采用設計上限鉆進鹽膏層，根據鉆進中的實際情況以及鄰井實鉆資料，再適當降低鉆井液密度，確保施工過程中的井控安全。

（3）地層的卡層是關鍵。鉆進至鹽膏層底部時，加強地層對比及綜合錄井分析，準確卡層，孔谷階底部石膏或膏泥巖出現后，鉆進8～12m，既要將孔谷階鹽層鉆穿，又不能揭開下二疊系阿爾琴階高壓氣層。

3.3 三開下二疊統窄密度窗口儲層防漏防噴技術

（1）窄密度窗口的安全鉆井技術。精細控壓鉆井技術在肯基亞克鹽下井應用，通過套壓實時監測和流量監測，實現自動節流控制，有效解決了窄密度窗口造成的井漏嚴重、井漏風險高的難題，在H8089井應用精細控壓技術后降低了井漏次數和漏失量，避免漏后卡鉆的事故，且節約鉆井周期近30d。

（2）隨鉆防漏堵漏技術。在進入垂深4205m之前，更換常規穩斜鉆具組合，鉆具組合：?215.9mm PDC鉆頭+430×410雙母接頭+?168mm單流閥+?212mm螺旋扶正器+?127mm 無磁加重1 根+?127mm 加重鉆桿+?139.7mm 鉆桿×204.3m+?178mm 旁通閥+?139.7mm鉆桿+?127mm加重鉆桿+?139.7mm鉆桿。鉆具中加入單流閥，有效避免鉆具內失控；鉆具中接入可多次開關的旁通閥，實現隨鉆隨堵，避免了因鉆頭水眼堵塞無法建立循環通道的困境。在鉆井液中混入10%～12%堵漏劑，根據漏層的特點，搭配不同粒徑的堵漏劑，以達到最佳的堵漏效果。

（3）采用“分段加重”法和“氣滯塞”法，有效解決漏噴同存的問題。即鉆進時鉆井液靜液柱壓力加循環壓耗剛好能平衡地層壓力，嚴格保持進出口密度差小于0.02g/cm3，提鉆前在下部易漏層段和上部高壓氣層打入一段與鉆進時相同密度，150s左右的高粘度鉆井液，延遲油氣上竄速度，同時對漏層有一定封堵作用；控壓提鉆至套管鞋加重，確保靜液柱壓力能平衡垂深4200m以上的高壓氣層，并利用液體的可壓縮性、靜堵作用、緩沖作用，可有效避免在底部加重造成的下部井漏。下鉆到套管鞋處，循環降低鉆井液密度，裸眼段分段循環，充分降低循環壓耗，避免激動壓力過大導致的井漏和漏轉噴復雜。

（4）復雜地質條件下井漏的處置技術。隨時儲備25%～30%濃度堵漏漿30m3，發生失返性漏失，立即停泵，在安全的情況下提至安全井段或套管鞋內，提鉆時向井內灌入起出鉆具1倍以上的與鉆進時相同密度的鉆井液量。向井內注入堵漏泥漿25m3，關井，做地層承壓，壓力值3～5MPa（可提高當量密度0.1g/cm3），以確保后續鉆井施工安全。開井節流循環排除氣侵污染泥漿，待進出口密度差小于0.02g/cm3，氣測值降低至穩定值之后，開井下鉆恢復正常鉆進。

3.4 復雜地質條件下壓井技術

正循環堵漏壓井在肯基亞克鹽下下二疊統鉆井過程中，根據漏速不同，其處理方法不同。非失返性漏失發生時，先停泵觀察，在安全的情況下吊灌起鉆至安全井段或上層套管內，注入濃度20%～25%的堵漏漿25m3，頂替至漏層段，靜止2～3h后，做地層承壓。如果發生失返性漏失，先停泵觀察，并關閉旋轉防噴器節流閥，吊灌起鉆時安全井段，注入30%高濃度堵漏漿堵漏并做地層承壓，如果不能承壓則提高堵漏漿濃度繼續堵漏。在肯基亞克鹽下油田下二疊系下部阿舍利階有多個漏層，采用“鉆一段堵一段”，并根據漏層特點調整堵漏劑配方，實現各個漏層的有效封堵，堵漏完畢，進行正循環壓井。

反推法壓井必須控制好注入壓力，施工壓力不能超過井口允許的最高關井壓力。有些地層裂縫孔隙較發育，連通性好，容易推進堵漏漿、壓井液，井口施工壓力不高，有些地層壓實性較好，不容易推進堵漏漿、壓井液，井口會出現高壓力。采用反推法堵漏壓井與其它壓井方法相比，施工壓力較高，堵漏泥漿和壓井液消耗量較大，能夠解決其它方式難以解決的復雜問題。

在肯基亞克鹽下區域構造漏噴同存的儲層中，綜合運用正循環法、反推法堵漏壓井均取得良好的效果。在H8089 井鉆至井深4429m，出口發生失返性漏失（聚磺欠飽和鹽水鉆井液密度1.85g/cm3），起鉆至安全井段，關井，打入15%堵漏漿35m3，頂替到位后，堵漏成功，井口返出正常，但在堵漏過程中上部高壓氣層氣侵導致溢流，立即關井，套壓2MPa，采用控制套壓1.5MPa 正循環壓井成功。H8097 井鉆進至4540m 發生失返性漏失（為預防井漏，該井降低泥漿密度從1.90g/cm3降至1.85g/cm3，常規鉆具堵漏漿濃度16%），帶方鉆桿上提18m后遇阻卡，由于嚴重漏失，大量堵漏劑快速堆積在扶正器周圍，造成環空堵塞，鉆具內堵漏不成功，無法建立有效的循環，井口溢流，立即關井觀察，在準備壓井泥漿過程中套壓升至19MPa，采用平推法壓井，控制套壓小于30MPa，環空反推25%堵漏泥漿25m3，1.98g/cm3壓井泥漿85m3，停泵壓力9MPa，1h 后降至6MPa，打開節流閥泄壓，壓力快速回零，關井觀察1h套壓為零，打開節流閥觀察無溢流，壓井成功。

4 結論與認識

（1）淺層氣可以通過區域地質工程資料調研，優化鉆井技術方案，并嚴格落實淺氣層井控專項技術措施，可有效控制井控風險。

（2）采用飽和鹽水鉆井液體系及合理的鉆井液密度能很好地解決肯基亞克鹽下巨厚鹽膏層蠕變、高壓氣水侵的問題。

（3）在窄密度窗口儲層中鉆井可采用“分段加重”法和“氣滯塞”法，可在“下漏上噴”的復雜地質條件下，爭取更多的安全時間，實現安全鉆井及提下鉆作業。

（4）窄密度窗口條件下的漏轉噴，可根據地層漏失特點，選擇合適的堵漏配方提高一次性堵漏成功率，先堵漏后壓井，實現井控安全可控。