【正文】 層發(fā)生漏失，只好降低密度重新找回平衡。川東黃龍4井在鉆開嘉二段發(fā)生井涌，因此時裸眼段有4個不同壓力系統(tǒng)（相鄰兩層最高壓差達27MPa）的層位同存，反復堵漏中幾次卡鉆。川東臥88井和臥111井是同一井場同一產(chǎn)層所鉆的兩口井。完井安裝型號為KQ65—104MPa的采油樹。這一切都是很費心費時費力的。由于使用了高密度鉆井液，由此又引發(fā)了對鉆井液的粘度、失水、泥餅、PH值、含砂、摩阻系數(shù)、靜切力、固體含量、膨潤土含量等性能的嚴格要求。套管層次多，開鉆次數(shù)也就必然多，開鉆次數(shù)一多，又引起固井、電測次數(shù)的增多，以及井口裝置、鉆頭、鉆具、鉆井液體系的頻繁倒換。二、高壓油氣藏鉆井技術(shù)高壓油氣藏的形成決定了高壓油氣藏的地質(zhì)特點。已知區(qū)域的規(guī)律很難確定用于未知區(qū)；一個氣藏的壓力系統(tǒng)分布特點，不一定適用于其它氣藏。兩井深度僅差450m。以四川盆地二疊系陽新統(tǒng)氣藏為例。橫向上可連綿數(shù)十到幾百Km，縱向上貫穿幾百到幾Km地層，在平面上和縱向上都表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。四川盆地常出現(xiàn)在大氣井附近出現(xiàn)干井，在小氣井旁邊出大氣的情況。由于受力差異，裂縫發(fā)育程度不同，就出現(xiàn)兩種不同的產(chǎn)出狀況。3）碳酸鹽巖型異常高壓有學者以四川盆地為例，在一般的異常高壓分類 “沉積型”異常高壓和“構(gòu)造型”異常高壓之外，提出一個“碳酸鹽巖型”異常高壓。四川盆地東部和東北部（以下簡稱川東地區(qū)）以北東向斷褶構(gòu)造為主，并有北西向和南北向隱伏的基底斷裂穿插其間，隱伏斷層在平面上互相交切，形成互相分隔的獨立的應力積累區(qū)和應力釋放區(qū)。其油層頂部的地層壓力和油層底部的地層壓力相差是很大的。在薄的砂巖顯示段，這個差值可以忽略不計。四川盆地部分地區(qū)三疊系、二疊系的高壓層則屬于快速成巖的碳酸鹽巖沉積型異常高壓地層。（3）不同形式的沉積型異常高壓按照異常高壓形成的地質(zhì)環(huán)境，以及高壓層系的巖性特征，沉積型異常高壓又可分為以下兩種沉積型高壓異常：① 快速沉積、并以砂泥巖為主的異常高壓。1）沉積型異常高壓（1）正常地層壓力的形成在正常的沉積環(huán)境下，隨著地層上的沉積物的不斷增加，下邊的巖層逐漸被壓實，巖石孔隙度減少，孔隙中過剩的流體被擠出。1976年完鉆的關(guān)基井井深7175m，完井試油測試完后不敢關(guān)井，立即進行壓井，關(guān)井至今。在盆地南緣山前帶的獨1井完鉆井深3135m。一般將設計的或?qū)嶋H的井口最高關(guān)井壓力達到、超過或接近35MPa壓力的油氣井稱為高壓油氣井。（4）超高壓地層壓力，稱為超高壓地層壓力。應用我國石油工業(yè)的習慣用語，一般將地層壓力分為四個級別。2）異常高壓當?shù)貙訅毫Φ陀诨虺^靜水壓力則可稱為異常地層壓力。這里談的主要是異常高壓這種情況，并著重研究我們感興趣的高壓油氣藏和高壓油氣藏的鉆井技術(shù)。為了提高在復雜地質(zhì)條件下鉆井的鉆井速度，避免和減少可能發(fā)生的鉆井復雜情況和事故，提高鉆井技術(shù)和經(jīng)濟指標，完成鉆探目的，有必要特別對復雜鉆井施工工藝技術(shù)進行討論和研究。它們在形成、發(fā)育過程中，由于受多種因素和條件的影響，使得地下的地質(zhì)情況發(fā)生不同的變異，出現(xiàn)不同的復雜的地質(zhì)情況。比如出現(xiàn)可鉆性極差的研磨性地層，能產(chǎn)生塑性移動的石膏鹽巖地層，異常低壓的漏失層，異常高壓的高壓、高產(chǎn)、含硫油氣藏，破碎的垮塌地層，地層傾角很大的高陡構(gòu)造等等，這些都給鉆井工作帶來極大的麻煩。第一節(jié) 高壓油氣藏鉆井技術(shù)地層壓力是指地層巖石孔隙中的流體所具有的壓力，也稱地層孔隙壓力。一、高壓油氣藏的地質(zhì)特點高壓油氣藏的定義1）地層壓力系數(shù)原始地層壓力系數(shù)定義為：實際測量獲得的原始地層壓力值與同深度靜水壓力值的比值。高于靜水壓力即為異常高壓。（1）正常地層壓力，稱為正常地層壓力。4）高壓油氣藏的定義（1）習慣上的稱謂習慣上，一般將最高原始地層壓力系數(shù)將近、。將設計的或?qū)嶋H的井口最高關(guān)井壓力達到、超過或接近70MPa壓力的油氣井稱為超高壓油氣井。（2）四川盆地四川盆地西北部三疊系須家河組的井，井深為4000m左右。（3）塔里木盆地塔里木盆地北緣山前帶下部為多套高壓含氣鹽水層及高壓氣層，氣層壓力最高達132MPa。如果是開放的地質(zhì)環(huán)境，通道比較暢通，地層就保持正常的靜水柱壓力，地層壓力表現(xiàn)為正常的地層壓力。② 快速成巖、并以碳酸鹽層系為主的異常高壓。（5）巨厚砂巖沉積的異常高壓顯示在同一個連通好的砂巖層段，其地層壓力應是基本一致的。但在巨厚砂巖顯示層，頂部的壓力值和底部的壓力值差異是很大的。油層頂部的地層壓力顯示的就是異常高壓。出現(xiàn)常壓區(qū)、中壓區(qū)、高壓區(qū)及超高壓區(qū)。認為，四川盆地在侏羅系沉積末期，二疊系陽新統(tǒng)生物灰?guī)r中所富含的有機質(zhì)已從成油進而裂解為天然氣，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積發(fā)生巨大變化。（1）構(gòu)造受力強，裂縫發(fā)育，壓力不很高的大產(chǎn)量、大儲量的高產(chǎn)區(qū)。川南鹿角場構(gòu)造高部位鉆探的鹿1井為干井，但相距僅9000m的鹿3井（在斷層附近）初噴氣量競達915104m3/d。毗鄰大陸（古地理）邊緣的中新生代快速細粒碎屑沉積盆地內(nèi)，異常高壓帶的起始深度一般為4000m，也有淺到3000m左右。據(jù)四川盆地陽新統(tǒng)測試所獲290井的原始地層壓力統(tǒng)計，%，%，%。四川盆地三疊系各氣藏原始地層壓力同樣出現(xiàn)復雜的變化。這口井壓力系數(shù)的縱向分布很可能在附近井就是另一種模樣。了解了高壓油氣藏的地質(zhì)特點，自然也就會聯(lián)想到高壓油氣藏鉆井的難點。使得正常的鉆井工作無法正常持久的進行，一些鉆井新工藝、新技術(shù)無法正常地開展。為了保證在高密度鉆井液條件下的安全鉆進，就必須要始終保持鉆井液的優(yōu)良性能，而要做到這一點難度是相當大的。有人說，處理低密度鉆井液再復雜、工作量再大都大不到那里去；處理高密度鉆井液再簡單都不簡單，都是個大事，就是這個道理。② 平衡壓力鉆井難以開展井控技術(shù)實際上就是平衡壓力鉆井技術(shù)。而兩井底位移僅相差10m。川西北中深1井（）、龍4井（6026m）都使用高密度鉆井液()在氣層中鉆進，都因井下有數(shù)個壓力梯度各不相同的顯示層，在鉆進中就出現(xiàn)這樣的情況：正常鉆進循環(huán)后準備起鉆，停泵后即外溢，只好將密度提高后才起鉆。由于這樣來回折騰，使得鉆井工作顯得十分被動。有的井關(guān)井壓力達到或超過最高允許關(guān)井套壓值，只好卸壓，卸壓又帶來更高的套壓，最后只好放噴。6月29日井口鉆桿氫脆斷成3截掉井。（4）鉆井速度慢在低密度的情況下，機械鉆速會隨鉆井液密度（主要是固相含量的影響）的升高而急劇降低。1985年完成的龍4井，使用低固相～，鉆井井段占全井進尺的50%，使用的鉆井時間占全井的11%。這方面的例子太多，比較典型，影響面最大的要數(shù)川東羅家16H井。本井耗用泥漿材料多，僅重晶石就達13014t，其中漏失掉的占其中之大部分。都是先井漏后演變?yōu)榫畤姷?。稍遇不順，則上提t(yī)位更多。在使用高密度鉆井液鉆井發(fā)生壓差卡鉆是屢見不鮮的，也是人們在使用高密度鉆井鉆井時最擔心會發(fā)生的事。b、高密度水泥漿配注困難川西北龍16井、（7″）油層套管就選用了高抗擠和氣密封的VM110SS、VM140HCKO—140V套管。下部未被水泥漿封固的須二氣層的氣，帶著原始壓力上移的氣將分級箍關(guān)閉套擠毀，104m3/d的流量從分級箍處噴出，發(fā)生井噴，處理難度很大。 1）努力尋找高壓油氣藏異常高壓的分布規(guī)律前面已經(jīng)談到，沉積型的油氣壓力分布規(guī)律比較容易掌握。在縱向上，川西北異常高壓帶地層壓力的變化總體上是漸高式增高，內(nèi)部有一些小的變化。一個在對大量祥實資料經(jīng)過認真精細研究后作出的可性度高的地層壓力剖面，一個在這樣地層壓力剖面基礎(chǔ)上作出的井身結(jié)構(gòu)設計，對高壓油氣井的鉆井施工是非常重要的。表層套管和油層套管（或稱生產(chǎn)套管）之間的中間套管之所以又稱為技術(shù)套管，是因為它是作為對付復雜層段的一種技術(shù)措施和技術(shù)手段而下入的，而非油氣生產(chǎn)所必需。因此，在高壓油氣藏地區(qū)所鉆的井，當預計井下有地層壓力相差很大的顯示層段時，應區(qū)別不同情況，抓住主要矛盾，盡可能地采用套管進行封隔，特別是下部為低壓漏失層，上部為高壓油氣層那種情況，就必須考慮下套管封隔。④防噴和防噴管匯要求安裝使用同井口裝置壓力等級一致的節(jié)流管匯、壓井管匯、液氣分離器、四條大通徑放噴管匯、燃燒筒、放噴管線出口自動點火裝置等，有些還需砌燃燒池、防火墻。⑦井控裝置必須按規(guī)定安裝、試壓、使用管理和維護。井控工作的重點簡言之就是：立足于一次井控，重點做好二次井控，重視三次井控，減少和杜絕溢流、井噴的發(fā)生。一次井控的操作要點：a、嚴格按工程設計使用鉆井液類型和密度值。d、鉆進中實行坐崗制，加強溢流預兆及溢流顯示的觀察，重點做好循環(huán)罐液面的監(jiān)測。搞好二次井控是防止發(fā)生井噴的關(guān)鍵。七”動作迅速關(guān)井，關(guān)井時溢流不超過2m3。○ 根據(jù)求得的關(guān)井立管壓力、套壓和溢流量等，計算確定壓井參數(shù)，結(jié)合本井現(xiàn)場具體條件，選用適宜的壓井方法盡快實施壓井，重建井內(nèi)壓力平衡。井噴失控常會造成設備的損壞，人員的傷亡，油氣資源的破壞，正常的生產(chǎn)和生活秩序被打亂，造成人、才、物的重大損失和嚴重的不良社會影響。具體措施按有關(guān)操作規(guī)程和應急處理執(zhí)行。高密度鉆井液在高壓油氣藏鉆井中常常表現(xiàn)出兩面性，一方面為了平衡地層的異常高壓，必須使用高密度鉆井液。高密度鉆井液對鉆速的影響，除了高密度鉆井液對井底產(chǎn)生壓持效應影響鉆頭的破巖效率，高密度鉆井液引起的高泵壓、鉆頭噴嘴（水眼）所產(chǎn)生的低射流，使井底水力凈化能力受到影響外，高密度鉆井液的流變性，特別是它的剪切稀釋特征和不同流速下顯示不同粘度的稠度特性，對鉆速影響也很大。這樣，在鉆開新地層之初，在近井壁地帶高滲巖石內(nèi)形成能較大幅度減小其滲透率的內(nèi)泥餅，阻止固體顆粒在巖石表面上橋塞并逐級填充，從而形成薄而致密的外泥餅。因此高密度鉆井液必須滿足抗高溫和熱穩(wěn)定性的要求。為此，要求高密度鉆井液要有良好的潤滑性和較低的摩阻。因此，應根據(jù)本地區(qū)所鉆井的情況，對高密度鉆井液體系和處理劑進行優(yōu)選。聚磺鉆井液既保留了聚合物鉆井液的能提高鉆速、抑制地層造漿的優(yōu)點，又對其高溫高壓下的泥餅質(zhì)量和流變性進行了改進，比三磺鉆井液具有更好的流變性和更高的高溫穩(wěn)定性。○ 合理的膨潤土含量是保持聚磺高密度鉆井液具有良好性能的關(guān)鍵，應根據(jù)所使用的鉆井液密度的大小確定不同的鉆井液中的膨潤土含量。目前廣泛采用的高抑制能力的鉀鈣基聚合物高密度鉆井液，即鉀石灰聚合物鉆井液，與聚磺鉀鹽鉆井液應屬同一類型的鉆井液。同時，Ca2+還能減少K+在膨潤土和巖屑上的耗損，讓更多的K+進入泥頁巖，起到更多的抑制泥頁巖水化膨脹和分散的作用。乙烯基磺酸聚合物鉆井液不但具有較強的抑制性，而且有良好的抗污染、抗高溫（抗溫達180℃）能力?！?與常用處理劑配伍性好，用量小且使用方便。甲酸鹽高密度聚合物鉆井液可以發(fā)揮普通鉀鹽高密度鉆井液的長處，而克服其不足。○ 在不加任何固體加重劑的情況下，通過改變使用的堿金屬甲酸鹽類型和重量。新疆準噶爾盆地南緣安集海地層存在異常高壓帶，泥頁巖鉆屑造漿性很強。如果是由低密度鉆井液或其它體系鉆井液轉(zhuǎn)化而來的，也要按上述步驟進行處理。鉆進中，每日白班或新鉆頭入井都要進行全套性能測定，發(fā)現(xiàn)有超標現(xiàn)象或超標趨勢，就應及時進行處理。c、高密度鉆井液的處理由于某種原因設計的鉆井液不能完全適應該井的鉆井實際情況，或者是井下出現(xiàn)異常情況，需要對鉆井液性能進行調(diào)整、處理時，要事先擬出處理方案，進行室內(nèi)實驗，然后才進行現(xiàn)場實際處理。d、高密度鉆井液的凈化鉆井隊所配的振動篩、除砂器、除泥器、離心機等都只能各自負責清除鉆井液中不同粒度范圍內(nèi)的固相含量，基本上不能互相代替。實際上，鉆井液中有些細小粒度的固相顆粒，甚至比大顆粒的鉆屑對鉆井液的危害還要大。壓差卡鉆是指部分鉆柱嵌入泥餅中，并被鉆井液液柱壓力與地層壓力的壓差緊密地壓持在泥餅內(nèi)而不能活動的現(xiàn)象。在對上述壓差卡鉆的因素分析之后，我們可以看出，防止壓差卡鉆的途徑應該是：○ 從提高泥餅質(zhì)量著手。（1）高壓油氣井固井施工的難點① 套管的強度設計與一般的井不同，高壓油氣藏的井一般都比較深，使用的鉆井液密度比較高，完井后關(guān)井也較高，特別是高壓氣井，因此，對套管的抗拉力、抗外擠、抗內(nèi)壓強度及氣密性、抗腐蝕等都要求特別嚴格。破壞形式一種是套管本體被拉斷，另一種是螺紋拉滑扣。套管柱底部所受的外擠力最大。套管受內(nèi)壓力時的破壞形式主要是爆裂和螺紋連接處密封失效。故在地層壓力較高時，應考慮采用高抗擠的金屬密封的特殊扣套管。頂替泵壓較高，安全作業(yè)時間變短，增加施工的難度。水泥漿失重現(xiàn)象是任何井在固井時都會發(fā)生的，只是高壓油氣井固井在失水泥漿失重時可能產(chǎn)生的效果特別嚴重。因為在70年代固井時，裝備技術(shù)比較落后，固井注水泥施工都要拖到下午才能完成，水泥漿失重時一般都在晚上，故把這種氣竄、井噴又戲稱為“半夜雞叫”。d、套管內(nèi)放壓使套管收縮如果注水泥施工在碰壓后沒有及時卸掉管內(nèi)壓力,或者是沒有碰壓、套管回壓閥關(guān)閉不好而不能卸掉管內(nèi)壓力候凝，套管處于膨脹狀態(tài)下候凝完畢，才放掉套管內(nèi)壓力，會使套管收縮，也會造成油氣上竄通道。為了確保安全，還應同時進行雙軸應力和三軸應力強度計算。水泥實驗應按施工設計的水泥漿性能、施工參數(shù)，模擬井下水泥漿溫度、壓力的動態(tài)變化，優(yōu)選出最合適水泥外加劑的配方和配注方式。水泥漿密度一般應大于井漿。引起竄槽最主要的原因就是高密度的水泥漿頂替高密度的鉆井液頂替效率差所造成的。a、使用水泥外加劑調(diào)節(jié)水泥漿性能○ 防止水泥漿早期稠化，水泥漿在高溫高壓條件下的稠化時間應能滿足注水泥作業(yè)安全施工的需要。b、采用優(yōu)良沖洗液和隔離液優(yōu)良的沖洗液可以稀釋和分散高密度鉆井液，有效沖洗井壁和套管，有利于提高固井質(zhì)量。c、選用合適的流態(tài)○ 紊流注替。如果井下設備條件不允許，如可能會壓漏地層等，此時應小排量頂替，使水泥漿形成塞流，這時的水泥漿也會產(chǎn)生平面推進，產(chǎn)生較好的頂替效率。這時水泥漿在環(huán)空鉆井液中呈射流狀運行，頂替效率最差。使用兩凝水泥固井時，兩凝水泥的界面應在油氣層以上200—300m處。盡量縮短水泥漿在凝結(jié)過程中的過渡時間，產(chǎn)生的所謂的“直角稠化”，提高水泥漿（石）的早期強度等，都是防氣竄的有力措施。計算反憋壓時，環(huán)空反憋壓力與環(huán)空液柱壓力之和應不低于地層壓力。有些構(gòu)造的部分井段地層傾角可以很大，但它并不是真正的高陡構(gòu)