張飛(中國石油集團海洋工程有限公司，天津 300280)

淺談伊朗南帕斯氣田鉆井施工技術難點及對策

張飛(中國石油集團海洋工程有限公司，天津 300280)

文章介紹了伊朗南帕斯氣田的概況、鉆井施工作業(yè)要求，詳細分析了存在的鉆井地質(zhì)和工程風險，總結了在該區(qū)塊鉆井的技術難點及對策，并提出了建議，可為后續(xù)的鉆井施工提供一定的借簽作用，也為盡可能地減少井下事故及復雜，縮短鉆井周期，降低鉆井成本等提供了寶貴的經(jīng)驗。

南帕斯氣田；鉆井施工；鉆井液帽鉆井技術

1 南帕斯氣田概況

北方-南帕斯油氣田位于波斯灣，在伊朗和卡塔爾之間。北方-南帕斯油氣田總面積大約9700km2，其中北部3700km2位于伊朗水域內(nèi)，被稱為南帕斯氣田；其余南部6000km2位于卡塔爾水域內(nèi)。預計北方-南帕斯天然氣田的總儲存量為51000km3，此外還有約500億桶凝析油。

2 南帕斯氣田鉆井施工作業(yè)要求

南帕斯氣田所鉆井為四開井，一般為井組作業(yè)，各井組里包含1口直井預探井，其余的為定向開發(fā)井。井身結構設計見表1。

完鉆層位：Khuff組K4段下部。

完鉆原則：從A靶點進入鉆至B靶點，鉆達設計井深后完鉆。

完井方法：7"尾管固井，射孔完井。

表1 井身結構設計

3 南帕斯氣田鉆井施工風險分析

由于南帕斯氣田的產(chǎn)量大，壓力高，含硫高，施工井又都是大斜度大位移叢式定向井，地層中碳酸鹽巖裂縫發(fā)育，鉆井液密度窗口窄，容易導致鉆進時出現(xiàn)局部和大量漏失，且易發(fā)生卡鉆、井塌、遇阻等多種井下復雜事故，鉆井施工周期長；高壓鹽水層容易導致溢流，H2S濃度高并且全井段廣泛分布，帶來很多安全隱患。

（1）井漏和溢流。南帕斯氣田的部分井在Asmari/Jahrum，Sachun，Dariyan和Dashtak地層中鉆進時出現(xiàn)局部和大量漏失，甚至失返；嚴重漏失將導致地層外溢，同時高壓鹽水層容易導致溢流。

（2）井漏影響固井質(zhì)量。在下18-5/8"，13-3/8"和9-5/8"套管固井作業(yè)中出現(xiàn)漏失將導致全井段儲集層不能有效的隔絕，發(fā)生竄槽。

（3）H2S濃度高。在Asmari，Jahrum，Dariyan，Hith，Khuff (K1，K2，K3和K4)地層中出現(xiàn)H2S；H2S將是井控風險，健康危害，腐蝕侵襲和影響鉆井液性能的重要因素。

（4）縮徑和鹽膏污染。在Hith等地層將鉆遇不同厚度的石膏層，石膏層鉆進容易產(chǎn)生縮徑從而引起起下鉆遇阻，憋泵嚴重，需要倒劃眼起鉆等復雜情況。特別是在鉆進至EvaporiteB組以后，將鉆遇大段的石膏層，容易產(chǎn)生石膏污染鉆井液以及縮徑卡鉆。

（5）井塌。UpSudair組、AgharShales組、UpKangan組的泥巖，水鹽敏性強，遇水后易水化膨脹從而發(fā)生坍塌，嚴重時將導致卡鉆卡套管。

（6）井眼清潔困難。斜井段鉆井液攜砂困難，井眼如果清潔不干凈，易發(fā)生起下鉆困難、起鉆時易發(fā)生抽吸，嚴重時易造成沉砂或砂橋卡鉆。

4 南帕斯氣田鉆井施工技術難點及對策

4.1 一開24”×18-5/8”井段施工難點及處理措施

一開24”井眼鉆遇第三系的Asmari、Jahrum地層和白堊系的Ilam地層，巖性主要為：泥巖、頁巖和石灰?guī)r。地層含硫、高孔隙度，地層裂縫非常發(fā)育，地層壓力系數(shù)為1.0～1.16。南帕斯區(qū)塊80%以上井本井段施工都會出現(xiàn)復雜事故，甚至造成埋鉆具等。

（1）難點1：Jahrum，AnhydriteFacies等地層為硬石膏、白云巖、石灰?guī)r和粘土巖的互層，井壁不夠穩(wěn)定易，井漏失返和縮徑嚴重極易卡鉆。應對措施：強化井眼清潔措施，鉆進時保持足夠的循環(huán)排量，定期掃入高粘稠塞和坂土漿量幫助攜帶巖屑，避免巖屑在井筒內(nèi)沉積，下套管前必須進行通井和在井底墊入稠塞作業(yè)；適當降低排量、泵壓，減輕井下水動力對漏層的沖刷，降低漏層跨塌程度及漏速，泵壓推薦為非漏層的80%；根據(jù)漏失層具備自我封堵能力的現(xiàn)象，采用“鉆一退二”鉆進技術措施+靜止堵漏法，逐步降低漏速，鉆過漏失層。

我國吸取了西方國家任由經(jīng)濟發(fā)展導致市場經(jīng)濟整體崩盤的經(jīng)驗教訓，設立經(jīng)濟法，對社會經(jīng)濟資源進行了合理分配，最大限度地避免行業(yè)壟斷這一不安分因素對經(jīng)濟發(fā)展造成巨大傷害。通過對市場需求的總結，及時指導企業(yè)調(diào)整生產(chǎn)計劃，規(guī)避商品滯銷風險。并且在經(jīng)濟發(fā)展低迷期時有效地減少其對人民生活帶來的負面影響[1]。

（2）難點2：海水鉆進時H2S頻繁返出。應對措施：鑒于一開鉆井液為海水，地層漏失層較多，漏失層具備自我封堵能力，因此在H2S溢出段選擇了“排海鉆進+靜止堵漏”方法，有效控制了H2S外溢的危害。

4.2 二開16”×13-3/8”井段施工難點及處理措施

二開16″井眼鉆遇白堊系的Sarvak、Kazhdumi、LowerSudair、Gadvan、Fahliyan地層以及侏羅系Hith、Surmeh地層，巖性主要為泥巖、泥質(zhì)石灰?guī)r、石灰?guī)r、白云巖。

難點：本井段潛在Fahliyan低壓地層井漏風險，水侵和油侵，頁巖水化膨脹造成泥包，機械鉆速較低；同時本井段為增斜段，定向鉆進作業(yè)多，井眼軌跡及質(zhì)量難以控制。

應對措施：盡可能采用低密度鉆井液鉆進，鉆塞完畢后將井內(nèi)海水替換成鉀鹽聚合物體系鉆井液，強化鉆井液性能，強調(diào)泥頁巖層段的劃眼措施，控制H2S的返出；完鉆后短起至套管鞋，下鉆到底調(diào)整鉆井液性能，下鉆時對井壁進行修正，井底墊入稠漿確保套管下入到底。

4.3 三開12-1/4”×9-5/8&10-3/4”井段施工難點及處理措施

三開裸眼段長＞2000m，地層膠結程度和壓力系數(shù)變化大。

應對措施：

（1）Surmeh地層盡可能采用低密度鉆進，發(fā)生井漏時加入隨鉆堵漏劑。現(xiàn)場儲備重漿及足夠的加重材料，進入EVAPORITEB高壓鹽水層前提前調(diào)整鉆井液性能：通過加入堵漏劑的措施提高上部地層井壁承壓能力后，提高鉆井液密度進行高壓層鉆進。鉆井液中確保KCL等抑制劑濃度滿足要求，加密測量鉆井液性能并及時調(diào)整，鉆進過程中加強劃眼，密切注意縮徑卡鉆。

（2）下套管前處理好井眼，完鉆后最好倒劃眼至套管后起鉆更換通井鉆具通井，確保井眼暢通，充分循環(huán)鉆井液并全裸眼打好封閉；在發(fā)生卡鉆后處理要果斷，迅速大噸位上提，泵入海水降低鉆井液密度的同時沖刷井壁。

4.4 四開8-1/2”×7”井段施工難點及處理措施

難點：目的層Kangan及Dalan地層的高壓和卡鉆及K2和K3地層H2S。

應對措施：進入油氣層段后使用新配置的飽和鹽水鉆井液體系，鉆井液中添加除硫材料及防蝕劑；采用大功率螺桿配合PDC鉆頭有利于提高機械鉆速；固井時使用低密度水泥避免發(fā)生漏失。

另對于生產(chǎn)氣層鉆進，還需采?。恒@進中實時監(jiān)測鉆井液全烴變化情況，實時監(jiān)測鉆井液液面增減情況，及時發(fā)現(xiàn)溢流及時處理。在氣層中控制起鉆速度；定時停止起鉆作業(yè)，觀察環(huán)空液位變化情況；采取小循環(huán)灌漿方式，連續(xù)灌漿，確保液柱壓力不降。

5 結語

綜上所述，可得出以下結論：（1）南帕斯氣田24"井眼鉆進過程中，經(jīng)常發(fā)生嚴重漏失甚至失返，對于嚴重漏失的地層，由溶洞巖性地層造成的，一般堵漏效果差，而且鉆進中產(chǎn)生的巖屑會被擠入到地層裂縫或溶洞內(nèi)，不會因為失返巖屑無法返出，所以可采用“盲打”配合掃塞強鉆漏失層。（2）16"井眼鉆進過程中，針對鉆井液嚴重漏失，采用控壓鉆進方法有效縮短了鉆井周期。鉆井液帽鉆井技術是一種“鉆井液不返出地面”的較為成熟的鉆井工藝。此法可以減少鉆井液損耗、對環(huán)空“壓帽”后無需持續(xù)補充鉆井液，提高鉆井時效以及有效控制H2S的頻繁返出。

張飛（1983-），男，河南南陽人，工程師，本科，研究方向：鉆井技術。