【正文】 川慶鉆探長(zhǎng)慶工程院 2020 年技術(shù)交流論文 1 土庫(kù)曼斯坦尤拉屯 氣田 2 25 井三開鹽膏層鉆井液技術(shù) 楊曉冰 （ 工程技術(shù)研究院鉆井液完井液研究所 ） 摘要 土庫(kù)曼斯坦尤拉屯氣田 2 25 井是 CNPC 川慶鉆探工程公司首次在土庫(kù)曼斯坦國(guó)全井段獨(dú)立承擔(dān)設(shè)計(jì)、鉆井、鉆井液及固井等施工任務(wù)的兩口新開天然氣區(qū)域探井。 截至目前，兩井三開 高壓、巨厚 鹽膏層段已經(jīng)順利完鉆。 土 2 25 井三開 鹽膏層段所使用的高密度飽和鹽水聚磺鉆井液充分滿足 了鉆井安全 施工 及其鹽膏層井段的地層特性 ，克服了高密度、高固相飽和鹽水鉆井液 在 遭受污染后粘切大幅上升所引起 的流動(dòng)控制困難、抗污染能力 較 差等技 術(shù)難題， 并 總結(jié)出了 一整套行之有效的鉆井液維護(hù)與處理新技術(shù) 。 鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆井液處理與維護(hù)措施 正確 得當(dāng)，從而使得兩井 在 順利鉆完上部 石膏（大量膏泥巖）、 鹽巖（存在膏泥巖夾層）、 以及 下部少量石灰?guī)r和白云巖 等 地層 過(guò)程中， 無(wú)一發(fā)生由于 高壓鹽水、地層蠕動(dòng) 或 氣浸等所 造成 的井下復(fù)雜 和事故 ，取得了良好的應(yīng)用技術(shù)效果。 關(guān)鍵 詞 高壓鹽膏層、高密度、地層污染、流變性差、維護(hù)與處理 技術(shù) 引言 土庫(kù)曼斯坦尤拉屯 2 25 井 設(shè)計(jì)井深 均 為 5000m， 鉆井目的 主要 是 探明、圈定并評(píng)價(jià)上侏羅紀(jì)系（ 牛津 卡洛夫 階 ）地層碳酸鹽儲(chǔ)層中的油氣情況。 這 兩口 井 對(duì)于 CNPC 川慶鉆探工程公司 而言：是 自 2020 年在土庫(kù)曼斯坦國(guó) 實(shí)施鉆井項(xiàng)目以來(lái) ，在尤拉屯氣探區(qū)繼土 1 16 兩口續(xù)鉆井之后， 首次 在真正意義上全井段獨(dú)立承擔(dān)設(shè)計(jì)、鉆井、鉆井液及固井等施工任務(wù) 的 兩口 天然氣 區(qū)域 探井 。 到目前為止， 土 2 25 井一、二、三開井段已成功完鉆，這就 標(biāo)志著 CNPC 川慶鉆探工程公司 鉆探技術(shù)的應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大 ； 也 標(biāo)志著 CNPC 川慶鉆探工程公司針對(duì) “ 三高 ” 氣田的鉆探技術(shù)水平得到 迅速 提升 ；更 標(biāo)志著土庫(kù)曼斯坦尤拉屯地區(qū) 氣探井 所面臨的 眾多 世界級(jí)鉆井難題正在被逐一攻克；同時(shí)也標(biāo)志著CNPC 川 慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶工程院 所擁有的 鉆井液技術(shù) （特別是 高密度 鉆井液技術(shù)）通過(guò)土 1 16 及 土 2 25 井 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 和實(shí)踐 正在 得到逐步完善 。 施工概況 土 24 井 于 2020 年 4 月 13 日開始一開表層鉆進(jìn)，使 用 三牙輪鉆頭 鉆進(jìn)，鉆至井深 512m 處 完鉆，套管實(shí)際下深 后固井 ； 4 月 28 日開始二開地層鉆進(jìn)， 使 用 三牙輪 和 雙心 PDC 鉆頭 于 7 月 23 日鉆至 3596m處 完鉆， 后 下 技術(shù)套管 至 深 處固井 ； 8 月 20 日 先后 使用 雙心 PDC 和 三牙輪 鉆頭開 始三開鹽膏層鉆進(jìn)， 至 井深 3917m 處 （錄川慶鉆探長(zhǎng)慶工程院 2020 年技術(shù)交流論文 2 井顯示已進(jìn)入下石膏層約 5m）時(shí)開始 首次 電測(cè) ， 中途 共進(jìn)行四次 電測(cè) （ 4073m處共進(jìn)行四次電測(cè)） ， 第四次電測(cè)（共測(cè) 8 條曲線，電測(cè)儀器入井 10 多趟均能一次到底）以鉆井液在井內(nèi)靜置長(zhǎng)達(dá) 87h 之久無(wú)半點(diǎn)稠化跡象而 圓滿 完成；電測(cè)完后下入雙扶及 三牙輪鉆頭 通井，于 10 月 7 日下鉆、劃眼通井至井底 4073m，加深鉆進(jìn)至目的井深 4077m 后完鉆，總進(jìn)尺為 481m；分別于 10 月 10 日、 10 月19 日順利下入一級(jí)套管、二級(jí)套管至 4075m、 3480m 處 成功固井 。 土 25井于 2020年 6月 13日開 始一開表層鉆進(jìn)， Ф762mm導(dǎo)管下深為 ，一開 Ф508mm 表層套管下深至 后固井； 在 二開 地層鉆進(jìn) 至井深 3165m處 時(shí)，由于 Ф445mm 滾輪扶正器失效，扶正器 的 2 個(gè)滾輪、 2 個(gè)滾輪軸、 4 個(gè)軸套和 19 個(gè)軸套固定六方螺絲脫落， 從而 造成井下落物事故，累計(jì)損失時(shí)間 523h；事故解除后繼續(xù)鉆 進(jìn) 至 3675m， 技術(shù)套管一次下入井深 3672m 后 ，于 9 月 24 日 最終 完成分級(jí)（二級(jí)）固井 ； 10 月 6 日首先使用三牙輪鉆頭開始三開地層鉆進(jìn)； 10 月 8 日更換為 雙心 PDC 鉆頭下鉆到底， 10 月 22 日鉆至井深 4107m 處 完鉆 ， 總進(jìn)尺為 432m； 從而開創(chuàng)了 川慶鉆探工程公司在土庫(kù)曼斯坦 單只雙心 PDC 鉆頭 僅用 14 天就鉆穿大段高壓鹽膏層的鉆井記錄； 完鉆后電測(cè)一次成功， 并于 10 月 29 日完成一級(jí)固井 作業(yè) 。 土 2 25 井三開鹽膏層段地層特性與難點(diǎn)分析 土 2 25 井位于土庫(kù)曼斯坦 國(guó) 馬雷洲尤拉屯 南部 地區(qū) ，兩井相距約 10km，其 地理位置與 2020 年 8 月 CNPC 川慶鉆探工程公司 開鉆并于 2020 年 3 月陸續(xù)完井的兩口續(xù)探井（土 1 16 井）相隔僅約 30km。 、 土 2 25 井 三開鹽膏 地層 基本 描述 根據(jù)土 2 25 井鉆井設(shè)計(jì)書的地層預(yù)告， 這兩口 井三開鹽膏層 段 的地層、巖性等特性與土 1 16 井四開 鹽膏層 段的基本一致，即鹽膏層均 處于上侏羅系克里米德氏組（ J3kmtt），巖性以石膏、鹽巖 以及膏質(zhì)（灰質(zhì)）泥巖 為主，存在 較大 地層蠕動(dòng) 且地層 含有油、氣、鹽水 等 ，地層壓力 較 高（壓力系數(shù) 為 ～ ） 。 、 土 2 25 井地層 實(shí)鉆 巖性特點(diǎn) 經(jīng)過(guò)實(shí)際鉆探后 發(fā)現(xiàn)：土 2 25 井 三開鹽膏層在地層與巖性等方面與土 116 井相差甚遠(yuǎn)。 如 實(shí)鉆錄井顯示：土 16 井 四開 鹽膏層 井段 總 進(jìn)尺 為 433m（ 3445～川慶鉆探長(zhǎng)慶工程院 2020 年技術(shù)交流論文 3 3878m）， 其中 鹽 層 總長(zhǎng) （ 包括 膏鹽、鹽膏 ） 108m， 約 占 %； 各類 石膏 （含膏泥混層 ） 總長(zhǎng) 301m， 約 占 %； 各類泥巖（含 膏質(zhì)泥巖 、 灰質(zhì)泥巖 及 泥質(zhì)灰?guī)r 等）總長(zhǎng) 24m，僅 占 %。而 土 2 25 井 與土 1 16 井相比 最大區(qū)別為泥巖大幅度增加，有泥巖存在的石膏層段均有灰?guī)r存在； 另外鹽層加厚，石膏層減薄，鹽及石膏均以不純凈的形式存在 。 土 24 井 三 開 鹽膏層 井段進(jìn)尺 為 481m（ 3596～ 4077m）， 鹽 層總長(zhǎng) 202m、 約占 42%； 各類 石膏 （含硬石膏、灰質(zhì)石膏等）總長(zhǎng) 217m， 約 占 %； 各類 泥巖 （含棕色泥巖、灰質(zhì)泥巖及 膏質(zhì)泥巖等）總長(zhǎng) 62m， 約 占 %；土 24 井鹽膏層段所鉆部分比較純的鹽層巖屑及石膏層巖屑分別如圖 圖 2 所示。 而 土 25井 三開 鹽膏層在地層與巖性等方面與土 24 井較為相似， 鹽 層約 占 45%； 各類 石膏 （含硬石膏、灰質(zhì)石膏等）約 占 45%； 各類 泥巖 （含棕色泥巖、灰質(zhì)泥巖及膏質(zhì)泥巖等）約 占 10%。 圖 1 土 24 井 部分鹽層巖屑 圖 2 土 24 井 部分石膏層巖屑 、 鉆井液施工難點(diǎn)剖析 表 1為 土 24井錄井所監(jiān)測(cè)到的鹽膏層段地層特性及實(shí)際巖屑巖性分布情況。 表 1 土 24 井 鹽膏層段地 層特性及 實(shí)際巖屑巖性 大致分布 序列 所處井深與層位 m 地層巖屑 巖性及 其 簡(jiǎn)要描述 巖層 段長(zhǎng) m 1 35963600 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、灰質(zhì)含量較高且較硬 4 2 36003605 石膏， 斷面呈灰白色、較硬且脆 5 3 36053625 棕灰色膏質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、膏質(zhì)含量較高，較軟 20 4 36253634 鹽，無(wú)色透明，具有玻璃光澤、較脆 9 5 36343637 棕色泥巖 ， 質(zhì)較純且較軟 3 6 36373639 鹽，無(wú)色透明、具有玻璃光澤、較脆 2 7 36393641 棕色泥巖，質(zhì)較純且較軟 2 8 36413642 鹽，無(wú)色透明 、 玻璃光澤 、 較脆 1 9 36423647 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、灰質(zhì)含量較高、較軟 5 10 36473649 鹽，無(wú)色透明、具有玻璃光澤、較脆 2 11 36493656 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、灰質(zhì)含量中等、較軟 7 12 36563663 鹽，無(wú)色透明、具有玻璃光澤、較脆 7 13 36633667 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、灰質(zhì)含量中等、較軟 4 14 36673673 鹽，無(wú)色透明、 具有玻璃光澤、較脆 6 川慶鉆探長(zhǎng)慶工程院 2020 年技術(shù)交流論文 4 15 36733676 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純、灰質(zhì)含量較高、較軟 3 16 36763689 石膏 ， 斷面呈灰白色、較硬且脆 13 17 36893690 棕灰色灰質(zhì)泥巖，質(zhì)不純