YD油田沥青层安全钻井技术.pdf

第 4 3卷 第 3期 2 0 1 5年 5月 石 油 钻 探 技 术 P ETR0LEUM DRI L LI NG TECHNI QUES Vo 1 ． 4 3 NO ． 3 M a y， 2 015 ． ． Y D油 田工程技术专题 d o i 1 0 ． 1 1 9 1 1 ／ s y z t j s ． 2 0 1 5 0 3 0 0 2 YD油 田沥青层 安全钻 井技术 江 朝，郭京华，王子进， 黄在福 ， 王学杰 中 国石化国际石油勘探开发有限公司 ， 北京 1 0 0 0 2 9 摘 要 在 Y D油田钻穿沥青层的过程中， 易出现沥青侵入导致的溢流、 井涌等井下故障， 极太影响了钻井安 全， 为此， 开展了Y D油田沥青层安全钻井技术研究。根据已钻井的沥青侵入特点、 沥青所造成的井下故障及采取 的主要技 术措 施 ， 将钻遇 沥青层的井分为 4类 。对 Y D油田钻遇 沥青层 时所 采用技术及 采取 的技 术措 施进行 了总 结， 并结合钻遇沥青层井的分类， 提 出应根据沥青侵入的特征及程度， 采用相应的安全钻井技术并采取相应的技术 措施。Y D油田的钻井实践表明， 针对不同类型的沥青侵入情况采用相应的钻井技术和技术措施， 可以解决 Y D油 田沥青层安全钻 井的技术难 点。 关键词 沥青层 沥青侵入 井溢流 压井 侧钻 控压钻井 Y D油田 中图分类号 TE 2 8 3 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 ～ 0 8 9 0 2 0 1 5 0 3 0 0 0 7 ～ 0 6 Di s c u s s i o n o n S a f e Dr i l l i ng Te c hn o l o g i e s f o r t he As p ha l t La y e r i n t he YD Oi l f i e l d J i a n g Z h a o ，G u o J i n g h u a ， Wa n g Z i j i n ，H u a n g Z a i f u ，Wa n g X u e j i e S i n o p e c I n t e r n a t i o n a l P e t r o l e u m E 3 c p l o r a t i o n a n d P r o d u c t i o n C o r p o r a t i o n， B e i j i n g ，1 0 0 0 2 9 ， C h i n a Ab s t r a c t Du r i n g d r i l l i n g t h r o u g h a s p h a l t l a y e r i n t h e Ya d a Oi l f i e l d，a s p h a l t i n v a s i o n p o s e d a l o t o f d o wn - h o l e i s s u e s s u c h a s mu d c o n t a mi n a t i o n，we l l k i c k a n d mu d l o s s c o e x i s t e n c e ，b r i n g i n g t r e me n d o u s c h a l l e n g e s i n o p e r a t i o n ．I n o r d e r t o s o l v e t h o s e p r o b l e ms ，s t u d i e s we r e c o n d u c t e d o n s a f e d r i l l i n g t e c h n o l o g i e s f o r t h e a s p h a l t l a y e r i n t h e YD Oi l f i e l d ．De p e n d i n g o n a s p h a l t i n v a s i o n c h a r a c t e r i s t i c s ，i n d u c e d d o wn - h o l e i s s u e s a n d ma j o r t e c h n i q u e s a n d me a s u r e s t a k e n ， t h e we l l s we r e d i v i d e d i n t o 4 c l a s s e s ．T h e t e c h n i q u e s a n d me a s u r e s a p p l i e d i n d r i l l i n g t h r o u g h a s p h a l t l a y e r i n t h e YD Oi l f i e l d we r e s u mma r i z e d ．F o r e a c h o f t h e 4 c l a s s e s o f we l l s ，i t i s p r o p o s e d t o e mp l o y s p e c i f i c d r i l l i n g t e c h n i q u e s a n d me a s u r e s d e p e n d i n g o n t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d e x t e n t o f a s p h a l t i n v a s i o n ．Th e d r i l l i n g p r a c t i c e s i n t h e YD Oi l f i e l d d e mo n s t r a t e d t h a t s p e c i f i e d d r i l l i n g t e c h n i q u e s a n d me a s u r e s s h o u l d b e i mp l e me n t e d d e p e n d i n g o n t y p e s o f a s p h a l t i n v a s i o n i n o r d e r t o e f f e c t i v e l y e n s u r e t h e s a f e d r i l l i n g t h r o u g h a s p h a l t l a y e r i n t h e YD Oi l f i e l d ． Ke y wo r d s a s p h a l t l a y e r ；a s p h a l t i n v a s i o n；we l l o v e r f l o w ；k i l l i n g we l l ；s i d e t r a c k i n g；ma n a g e d p r e s s u r e d r i l l i n g ； YD Oi l f i e l d YD油 田轻 质油 的 主力产 层 F a h l i y a n层 具 有 埋藏深 、 地层 压力 和温度 高 、 地层 水矿 化度 高 、 富 含硫化氢 和二 氧化碳 等特 点 ， 钻井过 程 中井下 问 题复杂多样 ， 特别是在钻 穿含沥青 的 Ka z h d u mi 地 层时 ， 由于沥青侵 入 、 气侵 、 地 层漏 失等原 因导 致 井下故 障频发 ， 给钻 井施 工安 全带来 了极 大 的挑 战 。国内外关于如何解决沥青侵入 导致钻井 困难 和沥青侵 入机 理研究 的文 献甚少 ， 可借鉴 的经 验 或研究 成果较少 卜 。 针对 YD油 田钻井过程中存在的沥青层钻井技 术难点， 笔者在分析沥青侵入机理 的基础上， 总结了 YD油 田沥青层钻井过程 中所采取的技术措施 和方 法 ， 并针对不同的沥青侵入特征 ， 提出了相对应的沥 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 2 2 0 ； 改回 日期 2 0 1 5 - 0 5 0 4 。 作者简介 江朝 1 9 8 3 ， 男， 湖北孝 昌人 ， 2 0 0 6年毕业 于西 南 石油大学石油工程专业， 2 0 0 9 年 获中国石 油大学 北京 油气井工程 专业硕 士学位 ， 工程 师， 主要从 事钻 井技术及 管理 工作 。 联系方式 O 1 O 6 9 1 6 5 3 6 7 ， z j i a n g ． s i p c s i n o p e c ． c o i n 。 8 石 油 钻 探 技 术 青层安全钻井技术 ， 以期为 YD油 田后期开发过程 中的沥青层安全钻井提供借鉴和指导。 1 沥青层地质特征 1 ． 1 地 层特征 Ka z h d u mi 层埋藏深度 3 4 0 0 ． 0 0 m左右。钻时 差异及测井解 释结 果表 明， Ka z h d u mi 层是 一个封 闭性较好且非均质性较强的地层。YD油 田油井实 钻资料发现 ， Ka z h d u m] 层部分区域 钻遇 干质沥青 ， 其他区域以湿质沥青呈现。其 中， 湿质沥青分为流 动性好 、 流动性差及 黏稠状 的沥青 。Ka z h d u mi 层 富含沥青质 ， 是一个较好的烃源岩地层 ； 同时 ， 由于 其微裂隙发育和封闭性能 良好 ， 属于生储盖同层 。 1 ． 2 岩性特征 Ka z h d u mi 层以灰色石灰岩 、 泥质灰岩为主 ， 部 分层段含有深色沥青 。岩屑录井显示 Ka z h d u mi 层 微裂隙发育。钻遇干质沥青 的井 ， 岩屑录井显示沥 青与石灰岩已较好地融合一起 ， 形成类似于泥质灰 岩的沥青质灰岩。 1 ． 3 地层 孔隙 压 力 不同井间沥青层的孔隙压力差异较大 。F 0 9井 S F T测井数据显示 ， 沥青层孔 隙压力 的当量密度为 1 ． 1 9 1和 1 ． 3 1 8 k g ／ L； F 1 5井 S F T测井数据显示 ， 沥青层 孔 隙压 力的 当量 密度平均 为 1 ． 2 6 6 k g ／ I ； WD2井 D S T测试 资料 显示 ， 沥青层的孔 隙压 力当 量密度为 1 ． 4 5 ～1 ． 6 0 k g ／ L 。利用 Y D油田已完钻 井的关井资料反算 ， 沥青层 的孔隙压力 当量密度为 1 ． 3 0 ～ 1 ． 6 5 k g ／ I 。 1 ． 4 地层温度 通过测试回归 ， 求得 Y D油 田的平均地温梯度 约为 2 ． 8 9 C／ m， 据此预测沥青 层的温度为 1 1 0 ～ 1 2 0 ℃ 。 1 ． 5 沥青性质 各井钻遇沥青 的特性存在较大的差异性 。F 1 9 井钻遇的沥青黏稠、 流动性差 、 能够黏附在钻具及振 动筛的筛布上 ； AP P 2井 和 F 2 1井钻遇 的沥青流动 性好 ， 黏性较小 ， 不会黏附在钻具及筛布上 ； F 1 3井 钻遇的沥青质软 、 黏稠， 水浴加热至 9 8℃时融化分 散 ； 其他井钻遇沥青的特性介于 F 1 9井和 AP P 2井 之间； F 4井和 F 1 4 井钻遇的沥青硬脆 ， 断 口光亮， 没 有流动性 ， 水浴加热至 9 8℃仍保持原来的形状 。从 地质沉积上看 ， 沥青 的不 同特性反 映了其生成后 经 历过不同的环境， 硬质和黏稠的沥青很可能 由于接 触空气氧化而导致 ， 流动性能较好 的沥青很 可能未 受到氧化。 图 1为 5 0 MP a 压力下 YD油 田沥青的黏温 曲 线 ， 图 2为不 同温度下 Y D油 田沥青 的黏压曲线 。 图 1 5 0Me a下 Y D油 田沥青的黏温 曲线 Fi g ． 1 Vi s c o s i t y v s ． t e mp e r a t ur e c l lrv e o f t he a s pha l t i n t h e YD Oi l f i e l d u n d e r p r e s s u r e o f 5 0 1 V I P a O 1 2 O 1 0 O O 8 日 0． 0 6 椽 0 O 4 0． 02 0 2 0 4 O 6 0 压力／ M l a 图2 不同温度下 Y D油田沥青的黏压曲线 Fi g ． 2 Vi s c o s i t y V S ． pr e s s u r e c ur v e s o f t h e a s p ha l t i n t h e YD oi l f i dd un d e r d i f f e r e n t t e mpe ra t u r e s 由图 1和图 2可知 Y D油 田沥青的黏度受温 度影响较大 ， 压力同样对沥青的黏度有影 响； 温度越 低 ， 压力越高 ， 沥青 的黏度越高； 测定温度范围内， 温 度越低 ， 黏度越高， 受压力影响的程度也越大。 2 钻遇沥青层油井的分类 F a h l i y a n层是 YD油田的 目的层之一， 以 F a h l i y a n层为 目的层生产井 的典型井身结构 为 一开 ， 第 4 3卷第 3 期 江朝等． Y D油田沥青层安全钻井技术 9 4 4 4 4 ． 5 mm钻头 3 0 0 ． O 0 m， 4 3 3 9 ． 7 mm表层套管 2 9 8 ． 0 0 m； 二开 ， 4 3 1 1 ． 1 mm钻头 1 5 6 0 ． 0 0 m， 4 2 4 4 ． 5 mm 技 术 套 管 1 5 5 8 ． 0 0 m；三 开 ， 4 7 1 2 ． 7 mm钻 头 4 0 0 0 ． 0 0 m， 声 1 7 7 ． 8 mm技 术 套 管 1 4 1 0 ． 0 0 ～3 9 9 8 ． 0 0 m； 四开 ， 4 1 4 9 ． 2 mm钻头 x 4 5 0 0 ． 0 0 m， 4 1 1 4 ． 3 r n I Y l技 术 套 管 3 8 5 0 ． 0 0 ～ 4 4 9 8 ． 0 0 m。实钻资料显示 ， 只有以 F a h l i y a n层为 目 的层的生产井需要钻穿含沥青 的 Ka z h d u mi 层 。因 此， 为了便于归纳分析和对 比由于沥青侵入导致的 井下故障， 根据各 自的特 点 ， 将 以 F a h l i y a n层 为 目 的层的钻遇含沥青 Ka z h d u mi 层 的 2 8口井 分为 以 下4类 1 无沥青侵入或有沥青侵入但未造成溢流等 井下故障的油井 。该类井存 在以下现象 a 在钻穿 Ka z h d u mi 沥青层 的过程 中， 钻 井液 出 口密度 小于 进 口密度的现象较为常见， 特别是在刚钻 开沥青层 时 ， 钻井液进 出 口密度差会 相对较大 I b 钻进过程 中， 钻井液总体积相对稳定 ； c 井 眼长时 间静止时 ， 井眼液面正常 ， 钻具下至井底循环时 ， 有大量被沥青 污染 的钻井液返 出。 2 有溢流采用常规压井处理成功 的油井 。该 类井井下漏失和沥青涌入并存 ， 但漏失量及涌人量 相对较小 ， 利用常规的先压井后堵漏 的方法即能成 功的解决。 3 有溢流， 采用常规压井处理未成功而导致侧 钻 的油井 。该类井具有 以下特点 a 井下故障发生 之前 ， 均先 出机械钻速 变快 的情况 ， 如 F 1 3井 在钻 至井深 3 4 8 7 ． 0 0 r n时出现了明显的放空 ， 大钩载荷 从1 2 8 0 k N降至 1 2 0 0 k N， 机 械钻速从 1 ． 5 0 m／ h 增至 5 ． 0 0 m／ h ； b 喷漏同存 ； c 井下漏失 速度较大 大于 2 0 m。 ／ h ， 甚至出现失返性漏失 ， 且按照颗粒 架桥理论l 5 ] ， 采用大颗粒的堵漏材料进行堵漏没有 明显的效果 ； d 由于沥青和钻井液 的密度和黏度存 在差异 ， 沥青难 以被替出井筒或压回地层 ； e 由于沥 青的黏度具有随温度降低而升高 的特性 ， 沥青在上 升至井 口附近易形成黏稠 的段塞 帽， 增大判 断和分 析井下故障的难度 ； f 井下漏失通道的容纳能力随 处理时间增长而增大嘲 ； g 沥青侵入对钻井液和水 泥浆造成污染， 导致其 中的添加剂失去应有的作用 ， 如水泥浆无法固化 ， 堵漏材料无法形成有效的级配 ， 重晶石塞和凝胶塞失效。 4 有溢流 ， 采用控压钻井技术顺利钻穿 Ka z h d u mi 层的油井 。 3 沥青侵入机理 3 ． 1 蠕动侵入 国外学者跚研究认 为， 深部地层沥 青在原地应 力作用下倾向于垂直方 向运移 ， 在地层 中的分布形 态为不规则柱状 ， 与常规油气不同 ， 沥青 自身体积 占 据较大的空间， 受上覆岩石压力影响巨大， 沥青地层 被钻开后 ， 近井眼处 的沥青受力失衡 ， 开始侵 入井 眼。由于上覆岩石压力给沥青提供 了侵入井 眼的驱 动力 ， 只要钻井液密度不能平衡这一驱动力 ， 沥青会 一 直缓慢侵入井 眼。 沥青 蠕 动侵 入 的 特 征 较 是 活 而 压 不 死 如 HOS 2 井和 F 1 9井 ， 钻井液密度逐渐提高 ， 但是溢流 量变化甚微 。沥青蠕动侵入 的速度和侵 入量与近 井筒地带 的渗 透率 以及孔缝 连通性密切 相关。另 外 ， 不 同井 间沥青的特性差异较大， 特别是黏度差异 较大 。由于沥青的黏度不 同， 导致其蠕动侵入过程 中能量损失不同； 同时 ， 黏度对沥青蠕动侵入的速度 和侵入量的影响也很大 。上述 2 个方面是影响沥青 蠕动侵入的主要 因素 ， 从这 2个方面能够解释已钻 井之间沥青侵入特征不 同的原因。 3 ． 2置 换侵入 国内学者用可视化平板模拟地层裂缝 ， 通过室 内模拟试验研究了定容情况下沥青与钻井液发生置 换的情况 ， 结果证实 ， 井眼内的钻井液与沥青会因密 度差而发生置换 ， 并且裂缝 宽度是影 响置换速度的 主要 因素[ 。 沥青层 内裂缝本身的差异 如裂缝的宽度 、 长度 及连通性等 与沥青黏度 的差异导致沥青侵入特征 不 同。 4 沥青层安全钻井技术措施 4 ． 1 常规压井 早期在 遇到 沥青 侵 入导 致 井涌 时 如 HO S 2 井 、 F 1 9井和 F 1 3 井 ， 由于对沥青侵入的机理和规 律不是十分清楚 ， 常采用常规司钻法或工程 师法压 井处理沥青侵入造成的井涌 。HOS 2井和 F 1 9井采 用常规司钻法或工程师法压井成功处理了沥青侵入 造成的井涌 ， 但 F 1 3井却未成 功。分析认 为 沥青 层处于三开长裸眼井段 ， 薄弱层导致常规压井过程 石 油 钻 探 技 术 中出现井下漏失或置换 。常规压井的优点是 ， 在没 有控压设备的情况下， 进行 常规压井可以快速处理 由沥青侵入造成的井涌 ， 如 F 0 3井和 WD 2井。由 此可见 ， 在处理沥青侵入造成的井涌时， 常规压井适 用于井下不易出现漏失或置换或漏失较小的情形 。 4 ． 2 水泥回填侧钻 墨西哥湾深海钻井实践表明， 钻遇沥青地层后 ， 立即回填侧钻是 一个经济有效 的技术 手段[ 2 ] 。但 是 ， 由于沥青本身含有油 的成分， 再加上沥青的密度 和黏度与水泥浆存在差异而导致置换无法避免， 极 易影响水泥浆的固结或者水泥浆与沥青形成窜槽而 无法 固结 。F 1 3井 、 AP P 2井和 F 2 1井先后采用 重 晶石隔离塞 、 凝胶 隔离塞、 膨润土水泥浆 、 滞 留型水 泥浆 、 氯化钙速凝剂和水玻璃闪凝剂等技术或工艺 ， 才成功 回填侧钻。 水泥回填存在钻柱被堵死 的风险。另外 ， 由于 对沥青的分布规律不是十分清楚， 难以准确把握侧 钻方位和侧钻位移 ， 存在侧钻后没有绕 开沥青层 的 风险 ， 如 AP P 2井 的侧 钻井 A P P 2 S T1井还是钻遇 了沥青 层 。 4 ． 3 低 固相混乳欠饱和盐水钻井液 沥青具有很强的吸附能力， 能够絮凝 固相颗粒 形成网架结构或膜状结构 ， 束缚大量 自由水 ， 轻则使 钻井液增稠 ， 重则使钻井液絮凝。针对沥青 的这种 特性 ， 探索形成 了低 固相混乳欠饱和盐水 钻井液。 该钻井液通过提高盐水 的饱 和度 C 1质量浓度保 持 8 ～1 5 1 0 rag ／ L 提高其 密度 ， 降低 固相含 量， 特别是膨润土的含量 ； 同时 ， 能更好地抑制地层 中黏土造浆造成 的钻井液黏度升高 。该钻井液通过 混入适量的乳化剂和柴油 ， 可以对混入钻井液 内的 稠油进行适度分散 ， 以保持钻井液的流性l_ 8。 当沥青侵入量较小时， 低 固相混乳欠饱和盐水 钻井液与常规机械清除沥青方法 利用除砂除泥器 和离心机除去部分沥青 配合 ， 就能解决沥青侵入的 问题 。当沥青侵入量较大或很大时 ， 必须辅 以置换 方法 用新钻井液部分或全部置换污染严重的钻井 液 和排放方法 由于起钻 、 电测 、 下套管或其他作业 而导致井下长时间静止后， 井底会侵入大段较纯的 沥青 ， 需开泵建立循环将该段沥青全部排放掉 。 4 ． 4承 压堵 漏技 术 承压堵漏技术通过提高多压力层系井段 中低压 地层的承压能力 ， 以保证钻井正常进行[ 。 j 。在 多 口 井钻遇沥青的情况下， 针对 以 F a h l i y a n层为 目的层 井的油井 ， 在钻开沥青层前 ， 利用超细碳酸钙配以合 适级配的堵漏材料 ， 提高地层的承压能力 。对钻开 沥青层前已经发生过漏失 的油井 ， 采取 了承压堵漏 技术措施 ， 如 F 2 1 S T1井。 承压堵漏技术的缺点是不可能无限制地提高地 层的承压能力 ； 优点是经过承压堵漏 ， 大体掌握地层 的承压能力 ， 可以为后续 的压井作业提供依据。 4 ． 5 “ 专打专封” 井身结构 Ka z h d u mi 地层处 于三开井段 巾， 其 上部裸 眼 段长达 1 9 0 0 ． 0 0 m左右 ， 且存在 As ma r i 层 、 P e b d e h 层 、 Gu r p i 层和 I l a m层等多套低压易漏地层， S a r v a k 层 含 H。 S巨厚稠油产层 也包含其中， 增大 了处理 沥青侵入时发生井漏 、 卡钻 以及 H S防控等风险。 为此 ， 引入了“ 专打专封” 理念 ， 对井身结构进行了优 化 ] 。优化后 的井身结构为 一 开， 6 6 0 ． 4 mm 钻 头3 0 0 ． 0 0 m， j 5 5 0 8 ． 0 mm套管 2 9 8 ． 0 0 I l l ； 二开， 4 4 ． 5 r n l T l 钻 头 1 5 6 0 ． 0 0 m， 3 3 9 ． 7 r n l T l 套 管 l 5 5 8 ． 0 0 r n ； 三 开 ， 声 3 1 1 ． 1 I I l t T I 钻 头 3 3 8 0 ． 0 0 m， 2 5 O ． 8 r n r n 套管 3 3 7 8 ． 0 0 r n ； 四开 ， 1 2 ． 7 r n i T l 钻头 4 0 0 0 ． 0 0 m 可 以根据沥青侵入情况进行适 当调 整 ， 1 7 7 ． 8 r n t n 套管3 9 9 8 ． 0 0 ； 五开， 1 4 9 ． 2 I n r n 钻 头 4 5 0 0 ． 0 0 m， 机1 4 ． 3 mm套管 4 4 9 8 ． 0 0 。 S 0 3 井和 F 1 6 井采用 了“ 专打专 封” 井身结构 ， 降低了沥青层以上低压易漏地层漏失的可能性 ， 为 及时判断井下情况和采取有效措施奠定了基础 。 4 ． 6 沥青稠化 固化技术 室内试验发现 ， 沥青与氧化剂或交联剂经过短 时 间的反应 ， 软 化点 可 以接 近甚 至 超 过 1 0 0℃ 。沥 青稠化固化技术l l l1 ] 就是建立在这一发现之上的。 该技术通过泵入含有氧化 剂或交联剂的桥堵浆 ， 在 地层压力温度条件下 ， 处理剂与地层沥青充分混合 反应 ， 提高沥青软化点， 使沥青与桥堵浆的混合物变 稠甚至固化 ， 降低近井壁沥青流动或蠕动的能力 ， 增 强沥青地层的稳定性 ， 降低钻井和后续电测 、 固井的 风险。 该技术在 YD油 田进行 了 2口井的先导试验 ， 其中 F 1 7井取得了明显的效果 ， 受沥青 污染钻井液 体积明显减小 ， 而 F 2 1 S T1 井的应用效果不理想 。 4 ． 7 控压钻井技术 控压钻井技术能够对井下压力进行有效控制 ， 第 4 3卷第 3期 江朝等． YD油田沥青层安全钻井技术 对于处理窄密度窗 口、 “ 漏 喷同存 ” 等复杂情况效果 显著[ ] 。YD油 田在 S 0 3 井 3 4 3 7 ． O 0 ～3 8 0 8 ． 5 0 m 井段先后进行了控压钻进 、 控压循环 、 短程控压起下 钻 、 控压封堵 、 控压条件下尾管下人与固井等现场试 验m 。结果表明 ， 利用旋转控制头的旋转密封功能， 可以实现不停钻屏蔽井眼环空 ， 防止有毒 、 有害气体 侵袭钻台危害钻井作业人员 安全 ； 可以快速处理井 下复杂情况 ， 确保钻井、 下套管和固井作业的顺利进 行 。同时 ， 应用控压钻井设备可 以避免处理井下复 杂情况 时钻 柱 在井 内长 时 间静止 而 导 致 的 卡钻 风 险 。 应用控压钻井时应充分了解地层的孑 L 隙压力和 破裂压力 ， 因不同井间沥青层的孔隙压力差异较大 ， 实际应用过程中仍存在沥青不断侵入井筒污染钻井 液的情况。另外 ， 在不 同工况切换过程 中也要精确 控制压 力。 控压设备的情况下 ， 可采用常规压井进行快速处理 ， 压井成功后 ， 进行承压堵漏 或在低 固相混乳欠饱 和 盐水钻井液加入随钻堵漏浆材料进行随钻堵漏 ， 必 要时采用沥青稠化固化技术。 3 压不稳但漏失可控的油井 ， 在装有控压设备 的情况下 ， 可采用常规压井进行快速处理， 在压不稳 漏失可控的情况下 ， 进行承压堵漏或在低 固相混乳 欠饱和盐水钻井液中加入 随钻堵漏材料进行 随钻堵 漏 ， 或采用控压钻井技术 。 4 压不稳且漏失严重不可控的油井 ， 在装有控 压设备 的情况下 ， 可 以采用常规压井进行快速处理 ， 如压不稳且漏失严重 ， 可采用加压泥浆 帽控压钻井 技术 ， 必要时可采用水泥 回填侧钻技术 。 潜在沥青层安全钻井技术 4 ． 8 加压泥浆帽控压钻井技术 5 1 旋转尾管钻井技术 沥青通过漏失层段向井 口上返， 由于井筒内温度 逐步降低， 沥青的黏度升高， 结构力增强 ， 在井筒上部 形成了能承受一定压力的沥青段稠塞。利用沥青稠 塞 的承压能力 ， 应用类似于加压泥浆 帽控压钻井技 术 ， 通过环空施加适当的回压进行强行钻进。强行钻 进过程中只需泵人牺牲液 ， 岩屑与牺牲液不返回地 面 ， 而是直接进入漏失层。 AP P 2 S T1井应用了加压泥浆帽控压钻井技术 ， 并取得成功 。现场根据配浆能力 ， AP P 2 S T1 井进行 4次加压泥浆 帽控压钻井作业 ， 各次牺牲液 的密度 分别 为 1 ． 3 5 ， 1 ． 1 5 ～ 1 ． 2 0 ， 1 ． 1 5 ～ 1 ． 2 0和 1 ． 1 0 ～ 1 ． 1 5 k g ／ L。应用加压泥浆帽控压钻井技术共钻进 1 0 1 ． 8 1 m， 顺利钻穿 了活跃的沥青层 ， 并预 留了 固 井“ 穿鞋” 深度 ， 成功下入尾管并 固井 。 应用加压泥浆帽控压钻井技术钻穿沥青层的风 险是 ， 漏失层与沥青帽之间可能没有完全充满钻井 液， 增大了由于钻杆发生氢脆导致井眼报废 的风险。 4 ． 9 沥青层安全钻井技术总结 通过分析该油 田所采取的措施及效果发现 ， 对 于沥青侵入， 要针对沥青侵入的特征和程度， 进行分 类处理L ] 1 有沥青侵人但未造成井涌的油井 ， 使用低固 相混乳欠饱和盐水钻井液 ， 配 以随钻封堵技术处理 沥青侵入 ， 必要时采用沥青稠化固化技术。 2 有井涌但采用常规压井成功的油井 ， 在装有 旋转尾管钻井技术的尾管悬挂 系统采用双筒结 构， 采用高排量循环 ， 尾管悬 挂器不会提前坐挂 ， 尾 管送入工具能够满足尾管旋转、 冲放 、 划眼和钻进等 各项作业 。采用合金材料制造 的钻头能够满足钻穿 漏失层 、 沥青层 、 塑性蠕动地层和高应力复杂地层的 需要 ， 并能够在下一开次用特殊的 P D C钻头钻掉。 墨西哥湾深海 Wa l k e r R i d g e区块在钻遇高活性沥 青地层 回填后 ， 采用旋转尾管钻井技术成功恢复钻 进 ， 并顺利钻穿高活性沥青地层[ “ ] 。 5 ． 2 沥青层低温钻井技术 低温能使 沥青变 硬 ， 降低 沥青 在金 属表 面 的 黏附 ， 并容易利用 固控设 备去除钻井液 中的沥青 。 另外 ， 低温能增强沥 青地 层的强度 ， 有 利于井壁保 持稳定。据此， 加拿大在未胶结油砂地层钻井时， 循环系统配备冷 凝装 置 ， 钻 井液 人井前 先采 用冷 凝装置降温至 8 ～1 2℃ ， 以便冷却地层 中的沥青 ， 降低沥青 的活性 。墨西哥湾深海油 田钻遇沥青地 层时也采 用 了钻 井液冷 凝装 置 ， 并 取得 了一定 的 应用效果 。 6 结论及建议 1 采用“ 专打专封” 井身结构 ， 利用控压钻井技 术， 使用低 固相混乳欠饱和盐水钻井液 ， 基本能解决 YD油田活跃沥青侵入的问题。 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 5年 5月 2 Y D油 田已钻井沥青侵入特征各异 ， 在综合 考虑工程风险和成 本条件下 ， 应根据沥青侵入 的特 征和程度进行分类处理。为更好地指导现场操作 ， 建议制定 Y D油 田沥青侵入分类处理规程 。 3 为更好地指导钻井过程 中对沥青侵入的处 理 ， 建议 开展 Y D油 田沥青形成 机 理和分 布规 律 研 究 。 4 建议对旋转尾管钻井技术和沥青 层低温钻 井技术等潜在的沥青层安全钻井技术开展技术适用 性和经济评价分析 ， 在技术可行 和成本有优势的情 况下进行现场试验。 参考文献 Re f e r e nc e s [ 1 ] Ro mo I A， S h a u g h n e s s y j M， L i s l e Ed T． C h a l l e n g e s a s s o c i a t e d w i t h s u b s a h t a r i n t h e Ma d D o g F i e l d [ R ] ． S P E 1 1 0 4 9 3 ， 2 0 0 7 ． [ 2 3 We a t h e r l M H． E n c o u n t e r i n g a n u n e x p e c t e d t a r f o r ma t i o n i n a d e e p wa t e r Gu l f o f Me x i e o e x p l o r a t i o n we l l E R] ． S P E 1 0 5 6 l 9 。 2 0 0 7 ． E 3 3 Ha n G， Hu n t e r K C ， O s m 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