沈?qū)毭?，盧志罡，王 影，王福云

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江 大慶 163453）

1 概述

某氣田X 井區(qū)位于Y 構(gòu)造帶南部低隆起帶上，具有火山活動(dòng)與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)雙重成因機(jī)制。X井區(qū)東部為M 斜坡帶，西面與N 斷坡帶相鄰，南部為Z 凹陷，北部為S斷裂褶皺帶。

X 井區(qū)yc1 段頂面整體構(gòu)造趨勢(shì)為西南部構(gòu)造較高、東北部構(gòu)造較低，頂面深度一般在-3400～-3800m之間。井區(qū)構(gòu)造圈閉主要以斷鼻和斷背斜為主，構(gòu)造形態(tài)受局部斷層控制[1-3]。X井區(qū)有2個(gè)圈閉，南部圈閉面積7.33km2、圈閉幅度160m、高點(diǎn)位于X1 井附近、高點(diǎn)海拔-3400m、圈閉類型為斷鼻，北部圈閉面積3.21km2、圈閉幅度40m、高點(diǎn)位于X2井以東約1200m、高點(diǎn)海拔-3560m、圈閉類型為斷背斜。

2 地層發(fā)育情況

該區(qū)自上而下鉆遇的地層依次為Q、m、s、n、y、qn、q、d4、d3、d2、yc4、yc1（未穿）。該區(qū)缺失R、d1、yc3 和yc2地層。

3 儲(chǔ)層特征

3.1 儲(chǔ)層巖性特征

yc4為碎屑巖沉積，上部為灰白色、雜色砂礫巖、礫巖，以礫巖為主，厚度大，為主要儲(chǔ)層；下部為薄層的灰黑、紫褐色砂泥巖。巖性總體上表現(xiàn)為厚層塊狀礫巖夾薄層砂巖及粉砂巖的特征[4]。

本區(qū)火山巖巖石類型有火山熔巖和火山碎屑巖兩大類，火山熔巖主要巖石類型有球粒流紋巖、流紋巖、（粗面）英安巖、粗面巖、粗安巖、玄武粗安巖，從酸性巖、中酸性巖、中性巖、中基性均有分布?；鹕剿樾紟r主要有流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)（晶屑）凝灰?guī)r、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)火山角礫巖、集塊巖。Yc1Ⅰ氣層組主要發(fā)育晶屑凝灰?guī)r（占21.17%）和熔結(jié)角礫巖（占21.06%）。

3.2 儲(chǔ)層物性特征

統(tǒng)計(jì)分析X 井區(qū)2 口井yc1Ⅰ層19 塊全巖分析樣品，孔隙度在1.8%～12.2%之間，平均為7.4%；水平滲透率范圍在0.02～0.65mD 之間，平均為0.18mD；垂向滲透率在0.004～0.42mD 之間，平均0.09mD。按物性劃分，井區(qū)總體上屬于中、低孔、特低滲儲(chǔ)層。

3.3 儲(chǔ)層裂縫發(fā)育特征

X 區(qū)塊yc1Ⅰ儲(chǔ)層裂縫較發(fā)育，以高角度裂縫為主，微裂縫次之。天然裂縫方向以北東向?yàn)橹?，北西向次之。最大水平地?yīng)力方向則以近東西向?yàn)橹鳌?/p>

X 區(qū)塊儲(chǔ)層發(fā)育一套英安巖隔層，厚度可達(dá)194m。隔層分段發(fā)育高角度構(gòu)造縫、微裂縫和誘導(dǎo)縫，裂縫發(fā)育程度較高，封隔性能差，具有搭建縱向裂縫通道的基礎(chǔ)（與裂縫組合方式有關(guān)）。隔層上部發(fā)育一個(gè)與氣層直接接觸的水體，下部發(fā)育一個(gè)非直接接觸水體。因此，裂縫的存在可能使下部水體沿裂縫竄入氣層，導(dǎo)致其經(jīng)過早產(chǎn)地層水[5-6]。

4 鄰井鉆遇地層油氣水顯示情況

根據(jù)鄰井錄井、測(cè)井、試氣成果顯示（見表1、表2），X區(qū)塊上部地層發(fā)育多套油氣層，其中P油層已經(jīng)注水開發(fā)，F(xiàn) 測(cè)井解釋為油層，試油結(jié)論為低產(chǎn)油層，下部q3、q2及q1解釋為干層，d解釋為差氣層、含氣層，yc解釋為含氣層、氣水同層，鄰井試氣為工業(yè)氣層。

表1 鄰井錄井、測(cè)井成果表

表2 鄰井試氣成果表

5 鉆井設(shè)計(jì)難點(diǎn)

（1）上部P 油層已注水開發(fā)，地層壓力較高，鉆井中存在油水侵、井涌及井噴風(fēng)險(xiǎn)；

（2）qn、q1 至d4 頂部地層易坍塌，容易導(dǎo)致坍塌、卡鉆等風(fēng)險(xiǎn)；

（3）d4含有氣層，打開氣層易氣侵、井噴；

（4）yc1儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育，易井漏。

6 鉆井設(shè)計(jì)方法及對(duì)策

6.1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了防止淺部地層坍塌、漏失，同時(shí)防止淺水層污染，要求下表層套管，在滿足工程施工的要求下,表層套管下至淺水層底界以下穩(wěn)定泥巖段，固井水泥返至井口，要求封固良好。

本井P層注水開發(fā)，地層壓力高，為了安全有效鉆進(jìn)，本井要求下入技術(shù)套管，根據(jù)地下地質(zhì)情況及地層壓力，制定了技術(shù)套管的下入原則：

（1）必須封固P注水層；

（2）封固qn及q1易坍塌層段；

（3）不能打開d的第一個(gè)含氣層；

（4）滿足工程施工不卡鉆，不壓漏地層。

根據(jù)以上原則，結(jié)合地層壓力和地層破裂壓力數(shù)據(jù)，選擇技術(shù)套管下至q1 底界以下50m 處，封固注水層、易塌層，防止打開d氣層。

6.2 地層壓力預(yù)測(cè)

P 油層已注水開發(fā)，根據(jù)注采結(jié)合鄰井實(shí)鉆情況，預(yù)測(cè)P 油層地層壓力系數(shù)1.35，F(xiàn) 油層地層壓力系數(shù)1.0，d 地層壓力系數(shù)1.0，目的層yc 按照同構(gòu)造最近鄰井地層壓力測(cè)試情況，地層壓力系數(shù)為1.06。

6.3 鉆井液密度設(shè)計(jì)

全井采用水基鉆井液，一開混漿，鉆井液密度1.05～1.28g/cm3。二開鉆井液密度：上部地層1.05～1.28g/cm3；P 油層頂面以上50m 至二次完鉆1.40～1.45g/cm3（根據(jù)鉆關(guān)降壓情況及時(shí)調(diào)整鉆井液密度）；三開鉆井液密度：根據(jù)區(qū)域內(nèi)地層壓力測(cè)試結(jié)果，并參考最鄰近井測(cè)試值，設(shè)計(jì)井預(yù)測(cè)目的層yc 地層壓力系數(shù)1.06 左右，因此三開至完鉆設(shè)計(jì)鉆井液密度1.13～1.16g/cm3。

油藏開發(fā)方案要求實(shí)施全過程近平衡鉆井，因此鉆井施工中盡量采用鉆井液密度下限，減輕氣層污染。同時(shí)，施工中要密切觀察井口及烴值變化情況，及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，防止發(fā)生油氣水侵及井噴等井下復(fù)雜事故。

6.4 鉆關(guān)方案設(shè)計(jì)

由于上部P油層已經(jīng)注水開發(fā)，地層壓力較高，為了降低P油層地層壓力，根據(jù)以往鉆井實(shí)踐，針對(duì)P油層注水井制定鉆關(guān)方案，距設(shè)計(jì)井600m范圍內(nèi)注水井要求鉆開P 油層前48h 至技術(shù)套管固井48h 后一律關(guān)井，300m以內(nèi)的注水井開鉆前注水井井口剩余壓力不超過2MPa，300～600m范圍內(nèi)的注水井開鉆前注水井井口剩余壓力不超過3MPa，開鉆前若注水井井口剩余壓力大于規(guī)定要求，則必須放溢流降壓。

6.5 其它措施

本井為深層井天然氣井，井控裝置、井控措施按照一級(jí)井控風(fēng)險(xiǎn)井設(shè)計(jì)，鉆井過程中防止井噴事故發(fā)生；另外本井在目的層段裂縫較發(fā)育，鉆井施工中制定相應(yīng)防漏堵漏措施，在壓穩(wěn)氣層的情況下，控制鉆井液密度，防止井漏。

7 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)鉆

根據(jù)該井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)鉆數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，井身結(jié)構(gòu)、鉆井液密度等參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)，上部地層實(shí)鉆鉆井液密度在1.05～1.26g/cm3；P 油層鉆井液密度為1.44g/cm3，鉆井過程中未見油水侵；三開鉆井液密度控制在1.13～1.16g/cm3，有效地控制了漏失發(fā)生。本井施工過程中，在風(fēng)險(xiǎn)井段未發(fā)生侵、漏以及井塌等復(fù)雜，順利完鉆。

8 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）準(zhǔn)確的鉆井地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是該區(qū)天然氣鉆井的前提；

（2）合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井液密度設(shè)計(jì)等技術(shù)措施是天然氣井安全鉆井的關(guān)鍵；

（3）地質(zhì)工程一體化設(shè)計(jì)是天然氣鉆井發(fā)展趨勢(shì)。