涠西南凹陷可钻性规律分析-论文

1、润西南凹陷可钻性规律分析analysis of drillability in southwestern wei depression张超':黄凯文】1.中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江，524057zhci ng chao1, hua ng kai we n】1. cnooc (china) co., ltd zhtmjiang branch, zhtmgjiang, guangdong 524057摘要：根据润西南凹陷测井资料计算出各层段的抗压强度，使用sufer软件对各层的抗压强度进行编辑，得到的 平面图与各层段的深度平面图进行比对。结果表明，在平而上润洲组三段、流沙

2、港一段和流沙港三段的抗床强度有 随深度增加而増加的趋势，流沙港二段由于岩性主要为偏软的泥页岩，抗压强度较低，表明压实效应对北部湾地层 的可钻性有重要的影响。关键词：北部湾盆地;抗压强度;声波时差；suf erabstract: wc use sufer software to edit the compressive strength of each layers which is calculated by using logging data in southwestern wei depression ,and compare it with the depth of the each

3、plan. the result shows that the compressive strength of the third section of weizhou/first and third section of liushaguan increases with depth shale of second section of liushaguan is soft and its compressive strength is low which shows compaction effect has a great influence on drillability in bei

4、bugulf.key words : beibu gulf basin ;compressive strength ; acoustic time; sufer引言海上钻井由于日费较大，对钻井速度的要求很高， 钻井速度对费用的影响很人，优选钻头，提高机械钻速, 对提高钻井时效，减少井下风险有重耍的意义。近年來, 随若北部湾盆地钻井深度不断增加，勘探区域扩大，遇 到的难钻地层越來越多。据统计，20052008年钻遇的 26口井2600m以下的地层，平均机械钻速仅有3m/h,单趟 钻进尺小于50m的占30%。以往的钻井经验表明，在相同 地层岩性的町钻性差异很大，如伯围洲6-9-3井流沙港三 段的平

5、均机械钻速仅7. lm/h,澜洲11-7-1流沙港三段的 机械钻速仅2. 7m/h,但是在油洲6-1s-1井的池洲组三段 和润洲11-8-2井的流沙港三段却能达到较高的机械钻 速。如果能找到可钻性变化的规律，并建立相应的钻头 选型方法，有助于提高机械钻速，减少不必要的起下钻, 节省钻井费用。1地层可钻性的评价标准地层测井资料具有信息含量丰富、连续等特点，结 介室内岩心试验结果町建立地层岩右力学参数测井解释 模型2。评价地层的可钻性有抗压强度，可钻性级值等，其 中可钻性级值农示地层被钻碎难易性的指标，是岩石物 理性质在钻进时的综合表现，是钻头选型和优选参数钻 井戢重要的参数z。测井数据中的声波时

6、差可以与岩石的软硬程度建立 直接的联系；由于测井数据是在地层压力、温度及一定 的钻井条件下沿整个井身剖面逐点进行的，具有连续性 的优点。因此，根据邻井测井资料，得到地层的可钻性 级值，是进行钻头选型的重要手段z。选取池西南凹陷，冇代表性岩心，拟合了计算公式ucs = a x exp(b * tp)a、b=系数；ip-声波时差us/ft； ucs-地层抗圧强度，psi。2北部湾盆地抗压强度分析根据公式i-i对澜西南部分井抗压强度进行计算。以 抗压强度大于8000psi(即中等硬度以上)的为标准,以().1 米为i个点，得到涌西南凹陷部分层段大tsooopsi的点 数的分布规律，使川sufer软件

7、对这些点数和各层段的底 深分布规律做出平面图。2. 1润洲组三段分布规律溜洲组三段分布规律如图2.1：基金项目：国家重大专项“大型油气山及煤层气开发”(2011zx05023-004)资助。作者简介：张超，1981年生，工程师，2007年毕业于西南石油大学获硕士学位，主要从事海上钻井方面研究工作。地址：(524057)中海石油(中国)有限公司湛江分公司。电话e-ma订:zhangchaol235sooonwn230500023qcooo.:皿十*22kooo22x000230250000 2s60co 260000血000770000275000200x0 28soo

8、o23mooo23kdoo23x000230000022%an22x000228500023150002wm2305000230000022950002.1涸洲组三段可钻性等值线图z4229000024x00 3coqo mocd 2w000266900 77qooo 2?»g2800002850002«x）00 245000 250000 256000 200000 2（6000 2?0000 275000 2sxioo 2k0cd<图2. 4流沙港一段底深平面分布图如图2.3所示：35口井中，抗压强度大于sooopsi的点 数超过1000个点的有8口井，英中最大为

9、12jw-1井，为 4308个点。而这8口井的底深均超过了3000m （如图2.4 所示）。难钻地层较多的区域主要分布在涸洲12-1、润洲 57、涸洲69、油洲112区域。2. 3流沙港二段分布规律2. 2涸洲组三段底深平面分布图如图2所示：在涸西南凹陷涸洲组三段地层中,28 口井中，抗压强度大于8ooopsi （即地层硕度在中等以上） 超过1000点的冇6口井，最大的wz121w1井有4151点。而这6 口井涸洲组三段底深均人t2500m,放深为 wz12-1w-1井（3079m）（如图2.2）,主要分布在池洲12-1 构造、油洲69构造和油洲112构适。这些构造共同的特 点是具冇巨厚的砂岩

10、，埋深都超过2500mo说明深度对22900002«50»流沙港二段的可钻性平面分布图23*5000屮n?oo»2»»» tut23000®?48» 245000 九800 冷5000 760000 255000 2toooo 27500)冷0000 28600044j围洲组三段的可钻性影响很大。2. 2流沙港一段分布规律2）150»图25流沙港二段可钻性等值线图231x00 6-1w-123100002300000229500022900001154qu i"吟ftlw-1 oxmjz285o

11、x24dcoo 246000 230000 2s6m0 2kooo 28w» 270000 2750w 280000 2b6000图2. 3流沙港一段可钻性等值线图2)1000023oko022900005-7-16-1s-1诧沟ixoc3x10-3w-2230x002295coo109-1it.mv vh« >，中11-m104-110-7.1104111-2-2.10-10-1 12-24g212-2-5'*x7t sb2285000nott) 24000 aoooo sscoo moooo 285000 2to00d 275000 2kdoo mm00图

12、26流沙港二段底深等值线图从图2.6可以看到：在现已经钻遇流沙港二段的井位中，流沙港二段的抗压强度都不高。说明尽管流沙港二段的深度比流沙港-段要深，但是深度的影响对其可钻 性的变化影响不人。从纵向上，比较同一口井的可钻性剖面,如图2.7 图2.9所示:潭三谡1s0020002s003000»f9. <a>3s004000500!0001500 珮番吧、250030003s004000图2.9 wz11-1-1井深与可钻性变化关系从抗压强度和深度的关系上來看，灯楼角组、 角尾组、下洋组、润洲组三段、流沙港一段、流沙 港三段的总的变化规律是随着井深的増加，抗压强 度也增加。例

13、外的情况是在流沙港二段，流沙港二 段的抗压强度明显小于在流沙港一段和流沙港三 段。这和它h身的岩性冇关系，流沙港二段岩性以 泥页岩为主，泥岩和页岩属丁粘土岩，强度低而且 容易水化，可钻性较好，特别是页岩.由于其片状 结构决定了容易被破坏，同时页岩孔隙度较高，不 够致密，所以抗压强度较低。在已统计的井位中， 在流沙港二段泥页岩都具有这种特征，因此在钻头 选型上，流沙港二段大多不用考虑攻击性问题。但 是值得注意的是，在以流沙港二段为主要目的层、 埋深超过2500m的构造（如涸洲12-2构造），其砂岩 抗压强度较高，对钻头的抗研赫性耍求也较高。1400012000100008000600040002

14、000wz11-2-2-a-wz10wz10-7-1it hi 1000150020002500图2. 10流沙港三段抗压强度趋势3实例分析某井位于北部湾盆地，是一口预探井，周围没有可对比 的井，地层层位预测如下表：表3. 1地层层位预测表地愿层位底深5)厚度11661 166角尾纟fi1354188下洋组1919565润一段2437518油二段2868431油三段3222354流一段326543流二段3440175地层岩性只能根据层位进行大致的推断,由于前期进行 了地震数据的分析，深度预测相对来说较为准确"按照“深 度相仲”的原则选用类似的井，计算抗压强度如下：8000 0 1 m

15、'a 70090011001300150017001900龈（»）图3.2混一段抗压强度预测图31下洋组及角尾组抗压强度预测图3. 3混二段抗压强度预测图3. 4 :围洲组三段抗压强度预测图3. 5流沙港一段抗压强度预测角尾组为绿灰色细砂岩和灰色泥岩互层，下洋组为灰色 泥岩与绿灰色、黄灰色砂岩护层、底部砂岩较厚，粒度变粗。 埋深浅，选用牙轮钻头。油一段深度：19192437m,岩性为浅灰色砂岩和杂色 泥岩互层，砂岩主要以粉砂岩、细砂岩为主。钻头选型主要 考虑强攻击性，五刀翼pdc钻头如msi953ss等。涸二段深度24372868m,岩性以浅灰色砂岩和杂色泥 岩互层，顶部岩性

16、较细，以细砂岩为主，底部相对较粗，以 含砾细砂岩为主：从相似深度的井位来看，木层的地层抗压 强度应在中等以上，硬夹层较多，对钻头损害较大。本段的 潜在另外的难钻因索是底部含砾，将对pdc复合片产生严重 的破坏，影响机械钻速和钻头使用寿命；综合考虑可以使川 六刀翼,16mm齿，双排齿的钻头:如st916, ms1963ss, sts916bd。油洲纽三段28683222m,岩性以浅灰色砂岩和杂色泥 岩互层，砂岩含鼠偏高，顶部砂岩含砾，底部较厚并以细砂 岩为主；本层的抗压强度应以中等抗压强度为主，软破交错 的夹层以及顶部含砾对pdc复合片的损害比较严重；推荐使 用 16mm齿,st616rs、st

17、636、m1664rs等钻头。流沙港一段32223265m,只冇43米的预测号度，不纳 入本井段钻头选型的主要考虑范围；流沙港二段34403440m以厚层褐灰色泥岩、页岩为 主。抗压强度较低，地层较软。木井主要钻井难点在于：从 以往经验來看，在深层、窩比重泥浆的作用卜流沙港二段 的泥岩有可能产住塑形作用，使才齿无法吃入地层；故这段 地层可以采用19mm齿、5刀翼、攻击性强的pdc钻头。4结论及建议4.1结论除了润二段和流沙港二段z外，同一口井在纵向上抗压 强度随深度的增加而增加。在平而上，不同井的流沙港一段 的町钻性也随着深度的增加而增加，若流沙港一段的埋深在 2000米左右，则可钻性将会在中等以上，在钻头选型上应有 一定的考虑。流沙港一段抗压强度较高的地层分布在油西南 卩q陷二号断裂带的西北缘，以润洲69构造和沸i洲112构造 周围最为集中。润洲纽三段抗压强度较高的地层集中在 wz6-9构造周围。深度和胶结物是影响涸西南凹陷岩石硬度 的最巫耍因素。4.2建议建议进一步从以下几个方面进行硏究：1）限于测井资料冇限，本次选择的井位还不够，对润湘 南凹陷的可钻性差地层的分布规律还不完善，需耍继续完 善；2）岩石的微观结构（或微结构面）有可能对岩石硬度有 影响，需要进一步硏究；3）通过泥浆比重、钻井参数、岩性变化、可钻性级数 和