【文章內(nèi)容簡介】 段，視厚度約260~290m，由灰色泥巖、深灰色泥巖、淺灰色泥巖、鈣質(zhì)泥巖不等厚互層組成，局部夾灰黑色碳質(zhì)泥巖。本段地層巖性相對要粗，砂層占本段地層厚度35%左右。澀北氣田地質(zhì)特征復(fù)雜，在鉆井過程中往往會鉆遇多套地層，對套管強(qiáng)度影響嚴(yán)重。如圖23所示為澀北一號氣田鉆遇的地層巖性剖面圖。該地區(qū)所鉆遇的地層巖性差異大，則硬、塌、縮徑等復(fù)雜情況較多。1） 地層壓力：指地下巖石孔隙內(nèi)流體的壓力。①正常地層壓力：地下某一深度的地層壓力等于地層水作用于該處的靜液柱壓力。正常地層壓力梯度：~~。②異常低壓：。 ③異常高壓：。2） 靜液壓力：由靜止液體重力產(chǎn)生的壓力。計(jì)算公式：P—靜液壓力，MPa ρ—液體密度，g/cm3 H—液柱高度，m3）壓力梯度：每增加單位垂直深度壓力的變化量。計(jì)算公式為：G—壓力梯度，Mpa /m；P—壓力， Mpa ；H—深度，m；ρ —流體密度，g/cm3 4）壓力系數(shù)：指某點(diǎn)壓力與該點(diǎn)深度處的靜水柱壓力之比。計(jì)算公式為：K—壓力系數(shù)，無單位；ρ水—水的密度， g/cm3 ；H—深度，m；ρe —當(dāng)量流體密度， g/cm3 。~，~，構(gòu)造高部位氣層多（91 層），有效厚度大（）。根據(jù)澀北一號氣田氣層縱向分布規(guī)律，整個(gè)氣田劃分為5個(gè)氣層組，91個(gè)小層，24個(gè)儲量計(jì)算單元。圖24 澀北一號氣田IV1層組地層壓力分布特征~1336m，單層厚度2~4m，~。根據(jù)泥巖隔層及砂泥發(fā)育的旋回韻律特征，結(jié)合氣層組內(nèi)儲量單元的分布情況，澀北二號氣田縱向上劃分為4個(gè)氣層組，27個(gè)砂巖組，82個(gè)小層。表21 澀北二號氣田各開發(fā)層系的地層壓力表開發(fā)層系開發(fā)層組有效厚度（m）產(chǎn)層中深（m）地層壓力(MPa)范圍平均值OO1645O2O3O4O5O6O7O8O9一Ⅰ122940Ⅰ1Ⅰ1二Ⅱ11165Ⅱ1三Ⅲ111356Ⅲ12Ⅲ2臺南氣田氣層埋深835~1737m，~，單層厚度36m。57個(gè)解釋氣層集中分布在澀北組（Q1）中上部K1~K10標(biāo)準(zhǔn)層之間約900m井段中。根據(jù)區(qū)域氣層分布規(guī)律及澀北一號、澀北二號等氣田的氣層組劃分情況，分析臺南氣田的地層沉積、氣層分布、氣水關(guān)系特征，將臺南氣田61個(gè)儲層、57 個(gè)氣層劃分為5個(gè)氣層組、27個(gè)計(jì)算單元。表22 澀北氣田氣體性質(zhì)及溫壓系統(tǒng)表項(xiàng)目澀北一號澀北二號臺南氣田氣體性質(zhì)~甲烷含量大于99%不含COH2S甲烷含量97%以上不含COH2S%不含CO H2S溫度系統(tǒng)梯度:℃/100m區(qū)間:300343K梯度: ℃/100m區(qū)間:301336K梯度: ℃/100m區(qū)間:壓力系統(tǒng)梯度: MPa/100m區(qū)間:梯度: MPa/100m區(qū)間:梯度: MPa/100m區(qū)間:氣藏類型同沉積背斜層狀氣藏同沉積背斜層狀氣藏同沉積背斜層狀氣藏澀北氣田是生物成因淺氣藏，氣層縱向多而薄，各氣區(qū)的埋藏深度不同，澀北一號、二號氣田相對臺南氣田氣藏埋深較淺。三大氣區(qū)的壓力分布不均勻，即使同一層系的地層壓力也有差異，如圖24，澀北一號氣田IV1層組澀4澀41澀322氣井壓力明顯高于其他氣井。根據(jù)表22可以看出，澀北一號、二號、臺南氣田壓力梯度在常壓的壓力梯度范圍內(nèi)，總的來說澀北氣田基本屬于正常壓力氣區(qū)。圖25 澀北二號氣田地層壓力與地層深度的關(guān)系根據(jù)表21的數(shù)據(jù)，做出澀北二號氣田壓力與深度的關(guān)系圖，關(guān)系式為：P==。查地層壓力劃分標(biāo)準(zhǔn)表23可知，澀北二號氣田的壓力系統(tǒng)基本屬于正常壓力系統(tǒng)。 由于開發(fā)時(shí)間相對較長，開采不均衡造成地層壓力紊亂，通過統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)井的壓力資料及RFT測井資料可以得出：井段200~650m，~；井段780~840m，~，井段1200~1450m，~[18]。如圖（26）圖26 澀北氣田井深與壓力系數(shù)的關(guān)系根據(jù)表23可以看出在200~650井段形成了局部異常高壓，而深層氣藏壓力遞減快形成了低壓區(qū),這種壓力分布易造成“上吐下瀉”的情況。淺部地層壓力系數(shù)紊亂，導(dǎo)致在鉆井過程中泥漿密度選擇偏大，使某些井段壓差過大，高壓失水增加泥餅增厚，造成井徑偏小“縮徑”。影響了泥漿性能和泥餅的質(zhì)量。施工時(shí)易發(fā)生縮徑、卡鉆、井漏、井涌、甚至井噴等井下事故。表23 地層異常壓力分類表壓力系數(shù)壓力梯度泥漿比密度（PPG）壓力分類（psi/ft）（kPa/m）110低壓~~10~~常壓~~~~高壓過渡帶~~~~高壓~~~~超高壓澀北氣田儲層為砂泥交互沉積，沉積速度快，顆粒細(xì)，壓實(shí)過程中孔隙中的水排泄不暢，如果是大段的泥巖，就容易形成異常高壓[19]。找到地層異常高壓的成因，可降低澀北氣田的施工風(fēng)險(xiǎn)與安全隱患。圖27井底壓力梯度曲線壓力異常發(fā)生于靜水壓力梯度線與靜巖壓力梯度線的區(qū)域之間，如圖27，當(dāng)?shù)貙訅毫μ荻染€越靠近靜巖壓力梯度線，地層壓力Pf越大，有效壓力Pe則越小。隨著氣藏開發(fā)生產(chǎn)，地層壓力逐漸下降，因上覆壓力恒定，有效壓力增大，導(dǎo)致壓實(shí)驅(qū)動[20]。圖28欠壓實(shí)泥巖壓力封閉示意圖欠壓實(shí)作用引起澀北氣田異常高壓：如圖28，為欠壓實(shí)泥巖壓力封閉示意圖。澀北氣田屬于沙泥交互沉積，在沉積過程中，沉積速度快于流體排出速度，下伏地層因首先被壓實(shí)排水，導(dǎo)致滲透性變差，在其周圍形成致密層，泥巖內(nèi)的孔隙水未能及早排出，延緩了成巖作用，部分剩余水滯留在泥巖中，故形成欠壓實(shí)現(xiàn)象。此時(shí)孔隙流體同時(shí)承受靜水壓力與上覆巖層壓力，形成較正常壓實(shí)泥巖更高的孔隙流體壓力，即異常高壓[21]。 澀北氣田屬于淺氣層，地層壓力低，因此很多人便認(rèn)為該地區(qū)不會發(fā)生井噴事故。而實(shí)際上，井越淺，平衡地層壓力的鉆井液液柱壓力也越小，一旦失去平衡，淺層的油氣上竄速度很快，很短時(shí)間就能到達(dá)井口。而且淺氣層發(fā)生井涌井噴，關(guān)上井很容易在上部淺層或表層套管鞋處憋漏，不能用常規(guī)的關(guān)井節(jié)流方法進(jìn)行井控，井控難度大[22]。如果對澀北區(qū)域地層壓力監(jiān)測不重視，往往會導(dǎo)致事故的發(fā)生。澀北一號氣田自1964年發(fā)現(xiàn)至今，曾有多口井因井噴失控而報(bào)廢，這些井的強(qiáng)勁噴勢，反映出本區(qū)地層壓力異常。圖29 北參3井著火事故圖210 某井井噴著火事故導(dǎo)致井架倒塌澀深2井位于構(gòu)造南翼西端，于1976年6月22日鉆至井深62537m時(shí)先漏后噴，關(guān)封井器后，雖經(jīng)防噴管線放噴，但在鉆臺旁距井口9m處仍憋出一條長2m，天然氣、泥漿、水同時(shí)噴出，噴高達(dá)56m，、歷時(shí)19天，才將該井封住。澀深8井位于構(gòu)造南翼，，接單根時(shí)發(fā)生井噴，當(dāng)時(shí)噴高18m，噴出物多為泥漿、天然氣和水。次日噴勢減弱，不僅未壓住，噴勢反而更猛，噴高27m，有時(shí)甚至高達(dá)40m以上。直至9月6日，的泥漿和110袋水泥才壓住井噴。完井以后，井口表套周圍仍有水和天然氣噴出。大量的案列告誡我們，井噴失控是災(zāi)難性的事故，其危害性極大： （1）擾亂正常的工作秩序，影響油氣開發(fā)； （2）使鉆井事故復(fù)雜化；（3） 井噴失控后易導(dǎo)致火災(zāi)事故和地層塌陷；（4） 污染生態(tài)環(huán)境，對周圍農(nóng)田、牧場、林場等建設(shè)造成影響；（5） 對周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來隱患；（6）造成機(jī)械損壞、人員傷亡、油氣井報(bào)廢,從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失； （7）損害油氣層、破壞油氣資源。圖211 井噴事故的危害圖212 井噴的原因澀北氣田的井噴特征： 1）地層巖性疏松、下鉆速度過快、鉆井液密度控制不好都易引發(fā)井漏，井漏之后便會導(dǎo)致井噴； 2）地層泥質(zhì)含量高，鉆進(jìn)時(shí)鉆頭容易泥包，起鉆就易發(fā)生井噴； 3）氣層埋藏淺、分布井段長，如果發(fā)生溢流，氣柱上竄迅速，很難有效的控制； 4）地層異常壓力，因澀北氣田屬于淺層氣藏，地層壓力不易控制，往往會形成異常高壓井，形成強(qiáng)烈的地下井噴。 在澀北鉆井鉆探中，開發(fā)方對于表層氣壓力數(shù)據(jù)提供不祥，承鉆方無法精確控制泥漿密度，淺層鉆進(jìn)中泥漿比重忽高忽低，在氣田后期開發(fā)中易出現(xiàn)一些淺部氣層形成異常高壓，造成“上吐下瀉”現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致井涌、并噴。 澀北氣田的地層情況復(fù)雜，井控工作難點(diǎn)較多： 1）地層裂縫發(fā)育，易造成突發(fā)井噴狀況，氣竄高度大，不易控