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1、氣體鉆井在西部火成巖鉆探提速應用探索 【摘要】根據(jù)中石化勝利油田在中國西部地區(qū)勘探現(xiàn)狀，分析了鉆井過程中遇到的各種難題，介紹了氣體鉆井的優(yōu)點、對象篩選、適應性評價，結(jié)合勝利油田在該地區(qū)實施氣體鉆井的初步成果，得出了空氣鉆井在準噶爾盆地火成巖鉆探提速中的應用必要性，及下一步氣體鉆井的攻關研究方向?！娟P鍵詞】氣體鉆井；西部；火成巖；鉆井；研究方向“十一五”末，中石化集團公司調(diào)整了西部勘探戰(zhàn)略部署，新疆準噶爾、吐哈、塔城，青海柴達木、甘肅敦煌等38個勘探區(qū)塊劃歸勝利油田（下文簡稱西部新區(qū)）。隨著鉆探工作的深入，出現(xiàn)了一系列世界級技術難題，為了加快西部新區(qū)的鉆探步
2、伐，圍繞這些難題進行氣體鉆井的可行性評價并嘗試，得出氣體鉆井在該地區(qū)鉆探提速中的必要性，同時提出下一步攻關研究方向。1、西部新區(qū)鉆井遇到的主要難題（1）上部三疊系和深部二疊系、石炭系火成巖地層研磨性差從已鉆探井來看，上部三疊系以淺地層的巨厚砂礫巖層和深部地層的二疊系和石炭系火成巖地層機械鉆速極低，是鉆井周期長的主要原因。6（2）井壁穩(wěn)定問題突出準噶爾盆地南緣區(qū)塊地應力大，地層層理裂縫發(fā)育、巖石破碎，井壁穩(wěn)定困難；吐谷魯群組下部大段棕色泥巖水敏性強，易縮徑、掉塊、垮塌；西山窯組硬脆性泥巖及煤夾層在井眼形成時易發(fā)生水化應力垮塌掉塊，目前還沒有得到有效解決。（3）
3、山前構(gòu)造防斜難山前構(gòu)造地層傾角大，高達60～70°，井斜難以控制，地層可鉆性級值高，利用犧牲鉆壓吊打的方式控制井斜，機械鉆速和效率極低。（4）井漏問題準中一區(qū)吐谷魯群組和西山窯組，尤其是三工河組砂巖滲漏，漏速達1～2m3/h。哈密區(qū)塊的火成巖地層裂縫發(fā)育，容易發(fā)生嚴重的漏失。堡參1井下部火成巖地層（井段4383.00～4959.97m）漏失鉆井液305.1m3。準噶爾盆地南緣地區(qū)普遍存在多套壓力系統(tǒng)，呼圖壁地區(qū)上下地層為低壓系統(tǒng)、中部安集海河組地層為高壓系統(tǒng)的特征，紫泥泉子組地層被認為是相對低壓地層，進入紫泥泉子組地層以后，由于壓力系數(shù)的漸降引起井漏，頻繁的
4、井漏損失了大量的時間。2、氣體鉆井的優(yōu)勢及適應性評價6氣體鉆井是20世紀50年代始于美國的一項鉆井技術，在鉆井中以壓縮氣體或含有壓縮氣體的氣液混合物作為循環(huán)介質(zhì)的一種鉆井技術，包括干空氣鉆井、氮氣鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井和充氣泥漿鉆井等，在鉆井提速、克服井漏、低滲油氣田的開發(fā)等諸多領域得到了較廣泛的應用。國內(nèi)20世紀60年代，在四川盆地嘗試了利用天然氣打開產(chǎn)層，目前在國內(nèi)大慶、勝利、四川、長慶等油氣田成熟應用，取得了重大技術進步。2.1氣體鉆井的優(yōu)勢氣體鉆井的優(yōu)勢有提高機械鉆速、保護油氣層、減少井的漏失、延長鉆頭壽命、保證井眼清潔、有利于防斜打快、降低成本。
5、2.2氣體鉆井的對象篩選和適應性評價方法6氣體鉆井應用對象可分為產(chǎn)層和非產(chǎn)層。應用于非產(chǎn)層的氣體鉆井目前以提速為主要目的，也有部分以防漏治漏、減少井下復雜事故為目的；應用于產(chǎn)層的氣體鉆井多以保護儲層、提高勘探發(fā)現(xiàn)率和開發(fā)效果為主要目的。無論是何種目的的氣體鉆井，首先需要從技術上論證是否必須用氣體鉆井才能達到良好的效果，即氣體鉆井必要性評價。必要性評價主要涉及：①儲層保護潛力評價，即與常規(guī)技術相比，氣體鉆井所能達到的儲層保護效果，主要針對產(chǎn)層；②提速潛力評價，即與常規(guī)鉆井技術相比，氣體鉆井能夠提高機械鉆速的程度，主要針對非產(chǎn)層；③克服井下復雜潛力評價，即對于常
6、規(guī)鉆井容易發(fā)生井漏、井噴、水敏性井壁坍塌、壓差卡鉆等的情況，論證利用氣體鉆井克服上述復雜的必要性。氣體鉆井受井壁穩(wěn)定、地層流體產(chǎn)出、地層壓力、井身結(jié)構(gòu)及場地設備等多方面因素的影響，評價工程上的可行性也是氣體鉆井適應性評價的關鍵內(nèi)容。主要涉及：①井壁穩(wěn)定評價；②井眼凈化能力評價；③地層流體產(chǎn)出評價，主要評價流體產(chǎn)出對井壁穩(wěn)定、井眼凈化、壓力控制及人身安全的影響；④井下燃爆安全的評價，主要針對空氣鉆井的情況；⑤設備及施工條件評價。前4項屬于重點評價內(nèi)容。除論證氣體鉆井必要性和工程可行性外，還需要評價與常規(guī)鉆井技術、增產(chǎn)措施相比，氣體鉆井通過儲層保護提高產(chǎn)能、通過
7、提速和克服井下復雜事故縮短建井周期、減少復雜事故處理費用等是否具有獲得的經(jīng)濟效益優(yōu)勢，即氣體鉆井的經(jīng)濟可行性評價。3、在西部新區(qū)實施空氣鉆井的必要性分析截至2011年，中石油塔里木油田已在大北、柯東地區(qū)等區(qū)塊的6口井實施了氣體鉆井。勝利油田也于近兩年在通過紅1井等3口井的現(xiàn)場應用，形成了一套適合新疆探區(qū)火成巖地層氣體鉆井提速技術。3.1中石油在山前構(gòu)造及石炭系地層應用氣體鉆井提速明顯62010年初，在大北5井307～835m井段試驗空氣鉆井，克服了地層出水量超過150m3/h等難題。2010年4月，大北6井在308～953m井段實施空氣、霧化鉆井，機械鉆速為
8、7.74m/h，是鄰井大北301井同層位使用泥漿鉆井
