缅甸推覆构造钻井工程对策研究.docx

缅甸推覆构造钻井工程对策研究 摘要：本文结合中海油在M区块完成的4口井的钻井作业经验，从井身结构、钻头选型、钻井参数、钻井液和固井几个方面进行了详细分析，推荐出该区块的主要钻井工程措施和方案。现场应用证明，该套钻井工程措施行之有效，对该地区今后的钻井作业具有很好的指导意义。 下载 关键词 推覆体构造 钻井工程 对策 1. 前言 缅甸M区块地层复杂，该区块由于构造运动剧烈，形成多次推覆体积压破碎地层。RM19-3-1井为缅甸M区块第二口初探井，该井主要难题为地层异常高压、软泥岩缩径严重、地层水化严重、密度窗口小甚至倒挂以及喷漏卡同层等，造成在该区块钻井液密度高（实钻过程中最高钻井液密度达到2.34SG）、钻井液性能维护困难。以前在该地区的钻井施工过程中，事故率高，经常发生卡钻、井漏以及井喷等事故，RM19-1-1井因此而中途报废。经过总结经验，吸取教训，研究对策，优化钻井工程设计和关键技术措施，于2009年在该区块又连续钻了四口井，最终成功完成了钻井作业。 2. 钻井工程难题 （1） 地质条件复杂 该地区地层多次推覆严重，构造应力集中，断层交错纵生，井壁稳定性差；大段塑性软泥岩，缩径严重。推覆构造在断层形成强烈的破碎带，这种破碎带造成井壁掉块，随时都存在卡钻的风险。钻井作业过程中，井眼极易发生井壁坍塌、缩径等井壁失稳问题，钻井液密度稍有控制不当，很快就会引起摩阻增加、阻卡等井下复杂情况。地层压力异常高，钻井液密度达到2.0 g/cm3 以上，气测背景值在90% 以上。 （2） 地层可钻性差 所钻遇地层为大段泥岩，850米以后井段钻速仅1 - 2米/小时。 （3） 钻井液密度高 由于该区块存在较高的孔隙压力，并且为了能维持井壁稳定，钻井液密度达2.1 /cm3以上 。同时地层造浆能力极强，这使高密度钻井液的性能维护非常困难。 （4） 固井难度大 由于本区块具有储层浅、地层压力高、气层活跃的特点；存在着添加剂选择困难，水泥浆强度发展缓慢和防气窜能力差等困难。本区块以前的井在套管固井后环空均存在着不同程度的带压窜气问题。 3. 钻井工程对策分析 针对以上钻井技术难题，根据相关专题研究成果，结合已钻井的作业经验，制定出以下具体技术措施。 （1） 井身结构优化设计 根据地震资料，结合区域周围已钻井的测井、钻井和地质资料，对将要钻的井的地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力进行了初步预测，并得出相应的三个地层压力剖面曲线图（见图1）。 图1 三个地层压力剖面预测曲线 根据降低作业难度、提高作业效率、确保作业安全的原则，依据地层压力预测曲线，井身结构优化如下：444.5 mm井眼 x 339.7 mm 表层套管 x 60 m + 311.2 mm井眼 x 244.5 mm 技术套管 x （400m ?C 490m） + 215.9 mm井眼 x 177.8 mm 油层套管 x （849m ?C 1201m）。得出9-5/8” 套管下深的原则：以保证不打开高压地层且保证套管鞋处地层有足够承压能力（根据压力预测曲线得出12-1/4” 井段完钻泥浆密度 1.6 g/cm3 ?C 1.7 g/cm3 ）。钻井时实际泥浆密度参照压力预测曲线，并根据井下实际情况做相应调整。 （2） 提速措施 经过室内分析实验，得出该泥岩地层的抗压强度和抗剪强度并不高；三开机械钻速较慢，特别在850米以下的井段，钻速很慢。分析原因主要由于该泥岩地层塑性很强导致钻速较低；并由于使用高比重泥浆，压持效应增强，钻头重复破碎岩屑。通过优选钻头，改变钻具组合，提高钻压以尽量提高机械钻速。 （3） 高密度分散性钻井液体系 通过现场岩心室内分析，岩石组份中粘土矿物总量（30.542.4%）；非晶态含量（9.623.5%）异常高。邻井使用的是KCL/PLUS抑制性体系，由于泥岩蠕动缩径严重发生卡钻。 在邻井作业经验基础上，选取了搬土聚合物分散体系作为钻井液。该体系在高密度条件下，操作较简单，性能维护较容易，对搬土含量容量限度较高，具有良好的流变性。泥浆配方及性能为： 50%预水化般土浆+50%海水+0.2%-0.35%烧碱+0.2%-0.3%纯碱+1%-1.5%PF-NPAN II+0.3%-0.5%PF-PAC-LV+1%PF-LPF， 三开井段采用搬土聚合物泥浆钻进，开钻比重为1.75-1.95sg，钻进过程中根据地层情况，逐步提高比重。由于本井段地层压力较高，平均钻速较慢，岩屑研磨的较细，溶入井浆中造成MBT上升较快，泥浆流变性难控制，采取的主要技术措施是： 本井段开钻前，尽可能将上井段老浆排放，配制新浆。将泥浆槽、沉砂池清理干净，减少不必要的岩屑污染。 使用稀释剂来增强泥浆的MBT容量上限，改善高MBT含量的泥浆流变性。 由于搬土聚合物泥浆体系的局限性，不宜作业周期过长，因此完钻后，在测井及下套管前置换部分老浆。 井浆比重在1.80sg-2.0sg，使用活化重晶石加重；超过2.0sg，则采用铁矿粉加重。 （4） 高效防气窜固井技术 通过实践认识了推覆体地层温度变化规律，运用一套适应低温高压固井的高密度水泥浆体系，并采用合理的固井工艺技术，成功克服了这个难题，4口井固井合格率100%。 主要采取的技术是： 1） 低温高密防窜水泥浆体系。该体系与传统体系比较好处是：适用中低温强度的发展，在中低温仍可以直角稠化（图6），强度发展快，强度高；体系易于混泵，流动性能好，现场操作方便；体系添加材料少。 2） 提高顶替效率技术。提高顶替效率难点：高密度的泥浆难以驱替；井筒压力窗口低 ，顶替速度受到限制；高密度泥浆固相含量高，井壁虚泥饼厚。针对这些难点使用紊流型双作用隔离液同时具有冲洗液和隔离液的功能，并采取以下技术措施： 循环通井：电测完后要下钻通井至井眼顺畅； 调整泥浆：固井前，降低泥浆漏斗粘度、塑性粘度和屈服值； 活动套管：固井前循环过程中上下活动套管23米； 套管附加：套管重叠段也附加，保证重叠段有纯水泥封固； 3） 防窜工艺技术措施。 体系中加入防气窜剂GAS-A，控制其发气时间。 固井全过程保证压稳高压气层。固井前充分循环处理泥浆，将后效气控制低于5%以下；固井全过程不注入低密度的液体，固井前置液和水泥浆高于泥浆密度10%左右；采用双凝水泥浆，尾浆稠化时间：施工时间+30分钟；固井全过程避免停顿，保证施工的连续性； 4. 现场应用效果 采用以上钻井工程对策及技术措施，2009年在该区块依次钻了STH1（井深849米）、STH2（井深887米）、STH4（井深1201米）、STH3（井深1027米） 共四口井，四口井实际钻井周期79.6天，比预计时间提前5.4天完成，无井下可记录事故，各项钻井指标均达设计要求（井身质量、井斜、固井质量等等），成功完成了勘探工作任务。 5. 结论 （1）通过对缅甸推覆体构造钻井作业实践分析，找出了影响钻井速度的几个关键影响因素。 （2）经