TasW-1井钻井复杂情况处理技术.pdf

第 3 8卷 第 2期 2 O 1 0年 3月 石 油 钻 探 技 术 PE TROl EUM DRI I I I NG F ECHNI QUES Vo 1 ． 38 NO ．2 M a r ．， 2 O1 0 ． _ 现场 与经 验 T a s W一 1井钻 井复杂情况处理技术 李作宾 中国石化 国际石油勘探 开发公 司， 北京 1 0 0 1 9 1 摘要 T a s w一 1井是 哈 萨克斯坦滨里海盆地东部 S AGI Z区块上 的预探 井， 由于地质条件复 杂， 地层预 测不准 等原 因， 在钻 井过程 中多次变更设 计， 出现 了 5 0 8 ． 0 r n m表层 套管下入遏 阻、 ≠ 3 3 9 ． 7 mm 套管 两次断脱 ， 及钻进 盐 膏层过程 中卡钻 、 井塌严重、 井眼不畅通等 井下复杂情 况和事故 。对钻 井过 程 中出现 井下 复杂情 况和 事故 的原 因 进行 了分析 ， 并制订 了技 术措施 ， 研 制 了使用效果 良好 的井下 工具， 及 时处理 了井下复 杂情况和 事故 ， 保 障 了钻 井 施 工 的 安 全 、 质 量 和 进 度 ， 完 成 了该 井 的 勘探 任 务 。 关键词 探 井；盐膏层 ； 卡钻 ；事故处理 ；滨里 海盆地 ； Ta s W一 1井 中图分类号 T E 2 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 O 0 2 0 0 8 8 0 3 Ta s W l 井是 哈 萨克斯 坦 滨 里海 盆 地 东部 S A ～ GI Z区块上的一 口钻探盐间油气藏的预探井 。该井 位 于 S AGI Z区块 东 南 部 、 塔 斯 杜 克 Ta s k u d u k 构 造 西侧 ， 钻探 目的是 探 明 塔 斯 杜克 西 部 盐 间 构造 上 二叠构造较高部位 的含油气情况 。该 井设 计井深 3 5 0 0 ． 0 0 m， 预计盐 岩层 段在 1 2 0 3 ． 0 0 ～2 5 9 6 ． 0 0 m 实 际 盐 膏 层 顶 部 井 深 l 2 4 0 ． 0 0 1T I ， 实 钻 至 井 深 3 8 2 0 ． 0 0 m未 钻穿 ， 盐 膏 层 以 Na C 1 为 主 ， 顶 部 含 膏层 ， 局 部 夹 泥 岩 薄 层 ， 预 计 油 层 位 置 2 6 2 0 ． 0 0 ～ 3 4 5 0 ． 0 0 m[ 引。设计套管程 序 声 5 0 8 ． 0 mm1 5 0 ． 0 0 r n 3 3 9 ． 7 I l l m 1 2 0 0 ． 0 0 I T I 拳2 4 4 ． 5 mm 2 6 1 0 ． 0 0 m 1 7 7 ． 8 mm3 5 0 0 ． 0 0 m。该 井 的实 际井 身 结构见 图 1 。 该 井在 实钻 过程 中 ， 由于地质 条件 复杂 ， 地层 预 测 不准 等原 因 ， 遇 到 了套 管 下 人 困难 、 断 套 管 、 盐 岩 层 中卡 钻 以及 严 重井 塌等 复杂情 况 。现场 施工 人员 经过认 真分 析 ， 制订 了合理 的技 术措 施 ， 较 好地解 决 了该 井 在钻井 过 程 中 的井 下 复 杂情 况 ， 保 证 了该 井 安 全钻 达设计 层 位 ， 同时也 为这 一 地 区 钻井 复 杂 情 况的处理积累了宝贵经验。 1 5 0 8 ． 0 mm表层套管下入遇阻 Ta s W- 1井钻 至井 深 1 6 9 ． 0 0 m 时 ， 循 环 、 起 钻 正常， 但在 5 0 8 ． 0 I T l m表层套管下人过程中严重遇 阻 ， 下 至 井 深 6 3 ． 8 O I n时 ， 大 钩 突然 放 空 ， 采 取 下 压 、 冲通 、 接循 环头 冲洗 、 反 复转 动下放 等措 施 ， 仍 不 图 1 T a s W- 1井实钻井身结构 能通过 。分析其原因， 认为是井眼循环不彻底 ， 套管 下 入 时刮拉井 壁 ， 形成 了砂 桥 ； 又 根据 遇阻位 置 固定 不变的迹象 ， 判断是井塌或较大的落物所致。起出 套管发现套管鞋周边有 明显磨痕 。 牧 稿 日期 2 0 0 9 1 2 - 2 5 ； 改 回 日期 2 0 1 0 - 0 2 2 0 作者简介 李作宾 1 9 5 7 -- ， 男， 1 9 8 2年毕 业于华 东石油学院钻 井工程 专业 。 高级3 - 程师 ， 主要从 事石油、 天然气勘探 开发工程技术 管理 工 作 。 联 系方 式 0 1 0 5 8 7 5 5 8 9 4 ， z b l i s i p c ． c i1 第 3 8卷 第 2期 李 作 宾 等 Ta s W 一 1井钻 井 复 杂 情 况 处 理 技 术 使用原 钻具通井 ， 钻头 在原套 管遇阻处 并没 有 明 显 的遇阻显 示 ， 为 使套 管 能够 顺 利 下 入 ， 在 4 0 ． 0 0 ～ 8 O ． 0 0 m 井段 冲划 约 2 0 h后 下 钻 到井 底 ， 调 整 钻 井 液性 能 密度 由 1 ． 1 3 k g ／ L提 高 至 1 ． 2 0 k g ／ L， 黏 度 由 4 0提高 至 4 5 s 进 行 循 环 ， 然 后 在 井 底 注 入 密 度 1 ． 4 0 k g ／ L 、 黏度 8 0 S的稠浆 ， 封 井起 钻 。 第二 次 下 套 管 ， 仍 在 井 深 6 3 ． 8 0 m 遇 阻 ， 进 一 步 分析认 为 由于通 井 没 有 明显 的 遇 阻 显示 ， 反 复 冲 洗 、 下压 ， 遇 阻点也 没 有 变 化 ， 基 本 可 以排 除 井 塌 或 落 物 的可能性 。结 合 表层钻 进情 况初 步 判断 是在 井 深 6 3 ． 8 0 m 的软 地层 以下 钻 遇 了硬 岩 石 夹层 ， 由于 岩 面倾斜 ， 钻 夹层 时极 易偏斜 ， 钻 过夹 层钻 头 又进 入 软地 层并很 快恢 复 到 垂 直 状 态 ， 从 而 在 此 处形 成 台 肩 。因钻具 柔性 较 好 且 牙 轮 钻 头 的 牙 轮 可 以转 动 ， 下 钻时钻 头容 易通 过 ， 但 5 0 8 ． 0 mm 表层 套 管柱 刚 性 强 、 套 管鞋 也没有 可 转动 的部 件 ， 套 管 在 台肩 上 遇 阻不 能通 过 。 要解决 该 问题 ， 一般 应使 用 j 5 6 6 0 ． 4 mm 稳 定器 划 眼来 破 除 台肩 ， 但 在 现 场 没 有 6 6 0 ． 4 mm 稳 定 器 。为 了能 及 时解 决 该 问 题 ， 技 术 人 员 利用 现 有 材 料 ， 使 用 5 O 8 ． 0 mm 套管接箍 和废 旧套管 头壳体 ， 设 计制造了专用于铲除井眼台肩的通井工具 ， 其最大外 径为 6 0 0 ． 0 mm、 形 状类 似铣 鞋 ， 见 图 2 。利 用该 工 具 在 6 0 ． 0 0 7 0 ． 0 0 i n井 段反 复 冲、 铣 ， 破 坏 台肩 ， 修 整 井 眼 。在该过程 中 ， 井 口返 出硅质砂 岩和 褐色 泥岩钻 屑 ， 质地非常坚 硬 ， 而邻 近地 区没有 钻 遇过 这 样岩 性 的地 层 。破 除台肩修整井 眼后使 用 ≠ 6 6 0 ． 4 mm 钻 头 再次通井到底 ， 5 0 8 ． 0 mm表层套管顺利下至井深 1 G 8 ． 2 5 m， 并 正 常完成 表层 套 管 固井 作业 。 图 2通井铣鞋 2 3 3 9 ． 7 mm 技术套管两次 断脱 二开使用 4 4 4 ． 5 I n n 1 钻 头钻 至井 深 1 2 4 0 ． 0 0 r n ， 下入 声 3 3 9 ． 7 mm 技术套管时接第 1 1 1根套管上提 时 ， 套 管脱 扣 落 井 ， 鱼 顶 位 置 在 井 深 1 0 4 ． 7 6 m 处 ， 鱼 长 1 1 3 4 ． 0 4 m。采用 3 1 7 ． 8 mm 打捞 矛打 捞 ， 当 打捞起落鱼 ， 打捞矛接近井 口时 ， 再次从第 1 1 0根套 管断脱落井 ， 仅捞 出了一根套管。这时鱼顶位置在 井 深 1 1 4 ． 8 9 IT I 处 ， 鱼 长 1 1 2 5 ． 9 0 m， 重 新下 入 打捞 矛 ， 顺利 捞起 落 鱼 。 检 查脱 扣套 管 的公 扣和 母扣 ， 扣形 基 本完好 ， 仅 扣 尖有 轻微 磨 挂 ； 核 对上 扣情 况 ， 扭矩 曲线 表 明上扣 扭 矩也 达 到 了要求 ； 但 在检测 螺 纹时 发现 ， 该批 套管 的丝扣 加工 精 度存在 比较严 重 的问题 。 3 三开盐岩层 卡钻 该井 三 开钻 至井 深 3 0 9 8 ． S 0 m 时 ， 钻 时 由 1 5 ． 3 mi n ／ m 降 至 6 ． 9 mi n ／ m， 停 转 盘 上 提 钻 具 准 备 划 眼 ， 悬重 由 1 2 8 0 k N 上提 至 1 6 0 0 k N， 钻具 遇 卡 ， 启 动 转盘 转动 、 大 力提放 无 效 ， 钻 具 卡死 。卡 钻时 的钻 井 液性 能 密 度 1 ． 3 8 k g ／ L， 黏 度 6 5 s ， AP I 滤 失 量 4 ． 2 mL， 泥 饼 厚 度 0 ． 4 mm， 含 砂 量 0 ． 3 ， 静 切 力 1 ． 0 ／ 8 ． 0 P a ， p H 值 9 ． 5 ； 钻具组合 } 3 1 1 ． 1 mm 钻头 声 2 2 8 ． 6 mm 钻 铤 2 7 ． 3 0 m≠2 0 3 ． 2 mm 钻 铤 8 1 ． 9 6 r r l 1 7 7 ． 8 r n m 钻 铤 5 4 ． 7 4 m 1 2 7 ． 0 mm 加 重 钻 杆 8 3 ． 1 7 I n 1 2 7 ． 0 mm 钻 杆 2 8 41 ． 42 m 。 由于三开 一直 在 盐岩层 中钻进 ， 因此 ， 认 为钻 井 液 密 度偏低 、 盐 岩 缩 径 速 率 大是 卡 钻 原 因[ 3 ] 。卡 钻 发 生后 ， 先 将全 井 钻 井 液 密 度 由 1 ． 3 8 k g ／ L提 高 至 1 ． 4 2 k g ／ L ， 然后 配淡 水解 卡液 ， 其 配 方 为 2 O m。清 水 2 t 膨 润 土 2 0 0 k g C MC 2 0 0 k g S R 一 3 0 1 ， 并 将其加 重至 1 ． 2 0 k g ／ L ， 注入 到钻头位置 ， 浸泡 的同时 上 提下放 活动钻具 ， 上 提 1 6 0 0 k N， 下放至 1 0 0 0 k N。 浸 泡 7 ． 5 h ， 上提 1 8 O O k N解卡 ， 恢 复正常钻进 。 4 钻井液密度降低引起的井下复杂情况 该井 三开 钻至 设计 中完 井 深 2 6 1 0 ． 0 0 m 时 ， 因 盐 岩层未 被钻穿 ， 继续 钻进 至井深 3 1 2 5 ． 0 0 1T I 时 ， 钻 屑 中泥 、 砂 质含 量 增 加 ， 判 断 盐 岩 层 已经 被钻 穿 ， 决 定 中完下 套 管 ， 此 时 钻 井 密 度 1 ． 5 7 k g ／ L。中 完 过 程 中 ， 测井 、 通 井 比较顺 利 ， 但 2 4 4 ． 5 mr n套 管下 至 井 深 3 l o 2 ． 0 6 1 T I 时遇 阻 ， 采 取 了 多种 措 施 均 无 效 ， 被 迫就 此 固井 ， 留下 了长 2 2 ． 9 4 m 口袋 。 四开按照设 计 ， 2 4 4 ． 5 mm 套 管封 住 盐岩 层 ， 使 用密 度 1 ． 1 7 ～ 1 ． 2 2 k g ／ L饱 和盐 水 钻 井液 钻 开 目的 石 油 钻 探 技 术 层 。在钻穿水 泥塞 并 划 眼至井 底 井深 3 1 2 5 ． O 0 m 后 ， 起钻 至套 管鞋 ， 按设 计要 求调 整钻井 液 密度 。 当 钻 井液 密度 降至 1 ． 4 7 k g ／ L后 ， 下 钻 测 试井 壁 稳 定 情 况 ， 并 钻 至井 深 3 1 3 8 ． O 0 m， 此 时井 下 出现 钻 具 活 动 困难 和 泵压 升 高 现 象 。为 了 达 到设 计 要 求 ， 继 续 将钻 井液 密度 降至 1 ． 4 5 k g ／ L后 ， 出现憋 泵 、 井 口 不 返 、 反 复划 眼无效 等严 重 的井 下复杂 情况 ， 甚至 多 次 下钻 必须在 套管 内划 眼 才 能通 过 ， 遇 阻最 浅 位 置 为 井深 3 0 8 8 ． O 0 m。这 就 是说 ， 地 层 掉 块被 挤 入 套 管 内达 到 5 8 ． O 0 m 高 。划 眼 返 出 的大 量 掉 块 为 杂 色硬脆性泥岩、 砂岩、 软泥岩 、 盐岩、 石膏和砾石等 ， 其 中盐 岩 的 比例很 大 。 以上 情况说 明井 下存 在严 重 的压力失衡 和坍 塌现象 ， 而且 也无任何油气显 示。 因此 ， 决 定修 改设 计 ， 提 高 钻 井 液 密度 ， 以保 证 井 下 安 全和恢 复钻 进 。 当钻井液 密 度 提至 1 ． 5 9 k g ／ L后 ， 恢 复 钻进 ， 但 泵压 高 、 憋 泵 、 扭矩 大甚 至 遇卡 等井 下 复 杂情 况仍 然 没有消 除 下钻 出套管 需 要连 续划 眼才 能下 到井 底 ， 起钻 要 连 续 倒 划 眼 才 能 进 入 套 管 鞋 。在 钻 至 井 深 3 2 9 6 ． O 0 m， 起 钻至井深 3 1 9 0 ． 0 0 m时还发 生短暂卡 钻 ， 此时钻井 液密度为 1 ． 6 5 k g ／ L 。重复进 行划眼 、 倒 划 眼 ， 一 直无法下 至井 底 ， 于是再 次提高 钻井 液密度 ， 提至 1 ． 8 2 k g ／ L后 ， 才 又恢 复 钻 进 。随后 ， 将 钻井 液 密度提 至 1 ． 9 5 k g ／ L， 黏度维持在 1 0 0 1 5 0 S ， 携 带 出 大量 的大掉块 。钻 至井 深 3 4 6 0 ． 0 0 m， 分析盐岩层 已 经钻穿 ， 于是先悬挂 4 1 7 7 ． 8 n l I T l 尾管 ， 再钻开油气层 。 5 认识 与体会 1 在钻 井工 程施 工 中 ， 设计 与 实 际符合 程 度 越 高 ， 施工 越安 全顺利 ； 反 之 ， 施 工越 困难 。 2 T a s W一 1井是 S AG I Z区块 上 的一 口预 探井 ， 由于钻前 可参 考 的资料 少 ， 地 质条件 复 杂 ， 且 预测不 准确 ， 钻井 过 程 中多次变 更设 计 ， 多次 出现井下 复杂 情 况 ， 认 真分 析 、 准 确把握 井 下复杂 情况 的原 因是安 全快 速处 理井 下复 杂情况 的关 键 。 3 一 开下 声 5 0 8 ． 0 mm 表层 套 管 ， 意外 硬 遇 阻 ， 为 此利 用井 场现有 材 料 设 计制 造 了通 井铣 鞋 ， 快速 解决了该问题 ， 其经验值得借鉴。 4 采用 淡水 解 卡 剂 浸 泡 的方 法 处 理 三 开 盐岩 层 中的卡钻事 故 ， 方 法 简单 ， 见 效快 。 5 在盐岩层钻井作业中， 必须根据井下实际情 况 维持合 适 的钻井 液密度 ， 保 证井 下压力 平衡 。 参 考 文 献 [ 1 ] 张奎林， 张华卫． 滨里海盆地 巨厚盐 膏层钻井 液密度设计新 方 法[ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 8 ， 3 6 6 6 3 6 5 ． [ 2 ] 张克坚 ， 王元敏， 李银海 ， 等． 哈萨 克斯坦滨里 海盆地 巨厚 盐膏 层固井技术[ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 8 ， 3 6 6 8 2 8 5 ． E 3 ] 裴建忠， 刘天科 ， 孙启忠 ， 等． 胜科 1 井 钻井事故 的预防与处 理 [ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 7 ， 3 5 6 1 8 2 1 ． [ 审 稿 丁士 东] W e l l Ta s W - 1 Co m pl i c a t e d Co nd i t i o n Tr e a t m e n t Te c h ni qu e Li Zuobi n I n t e r n a t i o n a l Pe t r o l e u m Ex pl o r a t i o n De v e l o p me n t Co r p o r a t i o n，S i n o p e c ，Be i j i n g，1 0 0 1 9 1 ，Ch i n a Abs t r a c t W e l 1 Ta s W 一 1 i s a n e x pl o r a t i on we l 1 d r i l l e d i n SAGI Z bl o c k，e a s t Pr e Ca s p i a n Ba s i n，Ka z a k h s t a n ．Th e we l l wa s c h a n g e d s e v e r a l t i me s d u e t o c o mp l i c a t e d g e o l o g y a n d i n a c c u r a t e s t r a t i g r a p h i c p r e d i c t i o n ．Du r i n g d r i l l i n g，t h e 4 5 0 8 mm c a s i n g s t r i n g wa s s t u c k o n c e ；t h e 4 3 3 9 ． 7 mm c a s i n g s t r i n g wa s t wi s t e d of f t wi c e；a nd pr o bl e m s o f p i pe s t u c k a nd we l l b o r e s l o u ghi n g a nd t i g ht ho l e o c c ur r e d du r i ng d r i l l i ng t he gy m f o r ma t i o n．The r e a s o ns f or t he c o m p l i c a t e d c o nd i t i o ns a nd a c c i d e n t s we r e a na l y z e d a n d t he m e a s u r e s we r e pr o po s e d ．Th e d e ve l op e d s pe c i a l d o wnho l e t o o l s a r e us e d t O s ol v e d o wnho l e c ompl i c a t e d c on d i t i o ns a nd a c c i de nt s a nd e ns ur e t he s a f e t y，qu a l i t y a nd s pe e d of d r i l l i ng ． Th i s we l l wa s dr i l l e d t o i t s p l a nn e d de pt h ． M e a s u r e s a p pl i e d on t h i s we l l pr o v i de r e f e r e nc e s t o d e a l wi t h d o wnh ol e c omp l i c a t e d c o nd i t i o ns a nd a c c i d e nt s ． Ke y wo r ds e v a po r a t e be d；e x pl o r a t o r y we l l ；s t i c ki n g；a c c i d e n t t r e a t m e n t ；Pr e Ca s p i a n Ba s i n；W e l l Ta s W 一 】