肯基亚克盐下超高压油藏的快速钻井技术

1、附件：3吐哈石油勘探开发指挥部科技项目技术研究报告项目（课题）名称：哈萨克斯坦肯基亚克油田盐下超高压油藏的快速钻井技术研究主 管 部 门： 吐哈石油科技处承 担 单 位： 吐哈钻采院 项目（课题）负责人: 吕金刚二OO四 年 十一 月一 日填报目录一、肯基亚克盐下油田基本概况31、地貌特征32、地质特征33、储层及流体基本性质资料5(1)储层性质5(2) 流体基本性质6(3)钻井地质特征资料6岩石力学物理性质6地层压力、温度74、肯基亚克油田盐下钻井史8(1)、前苏联钻井完井情况分析8(2) CNPC-阿克纠宾油气股份公司钻井完井技术分析12二、项目研究取得的初步进展情况181、优化井身结构1

2、92、石炭系先期裸眼完井203、钻头选型204、适当降低钻井液密度225、简化钻具结构236、优选钻井参数247、优化固井水泥浆体系和配方性能24一、肯基亚克盐下油田基本概况1、地貌特征肯基亚克油田位于阿克纠宾市南220公里，距扎克斯玛依火车站140公里，其行政隶属于阿克纠宾州铁米尔区。地表为丘陵草原，铁米尔河流流经油田，恩巴河从油田东边流过，地面平均海拔184米，气候属于典型的温带大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，季节温差大（40oC40 oC）,11月中旬至次年4月通常被大雪覆盖，积雪厚度在2030cm，通常情况下每年春季冰雪螎化后地面翻浆，道路泥泞，给钻井工作尤其是钻机的搬运安装带来很大不

3、便。2、地质特征肯基亚克盐下油田位于西哈萨克斯坦滨里海盆地东缘肯基亚克构造带上，区域构造属于乌拉尔恩巴盐丘构造带。肯基亚克隆起是典型的以孔谷阶（P1k）盐丘为核心的穹隆短轴背斜。肯基亚克盐下油田的地质沉积为泥盆系基底上沉积厚度在40004500古生代地层，在石炭系上存在二叠系超覆不整合沉积。肯基亚克油田地层分布见表1。表1肯基亚克油田地层分布见表界系（纪）阶（亚阶、层）厚度（m）岩性备注新上界第四系Q2-4砂质土、粘土、砂中生界白垩系K150砂岩、粉砂岩与泥岩不等厚互层，底部有薄砾岩层浅层油气层侏罗系J下三叠纪T古升界上二叠纪P20-3090砂岩、泥岩与粉砂岩互层下二叠纪P1古孔阶P1K46-

4、3578巨厚层状灰白色盐岩为主，夹灰色膏质泥岩，绿色膏质粉砂岩，泥膏岩，灰色泥岩，深灰色泥岩阿尔琴阶P1a256-448深灰色泥岩，深灰色粉砂质泥岩，浅灰色粉砂岩，石英砾岩盐下油气层萨克马尔阶P1s90-200深灰色泥岩，灰色粉砂质泥岩，灰色泥质粉砂岩阿塞尔阶P1as65-232深灰色泥岩，灰色泥岩，杂色泥岩石炭系C巴什基尔阶C2p54-104浅灰色混晶灰岩，褐灰色细晶砂屑灰岩，褐色生物灰岩，褐灰色针孔状白云岩，褐灰色鲕粒灰岩谢尔普霍夫阶C1s250维宪阶C1v278泥盆系D钻揭911碳酸盐岩、泥岩肯基亚克油田地层层序自下而上最老的地层为泥盆系碳酸盐岩地层，该层厚度为900米以上。其上沉积了下

5、石炭系的侵蚀面之上，沉积了下二叠统陆源碎屑岩，岩性为砂泥岩互层，自上而下划分为四个阶：阿塞尔阶、萨克玛尔阶、阿尔琴阶、孔谷阶、孔谷阶地层上沉积了一套上二叠统和中生代的陆源碎屑岩。肯基亚克盐下油田地质年代与扎那若尔油田地质年代差别不大，但由于存在下二叠系和石炭系两套高压层（压力系数分别为1.79和1.84），以及孔谷阶3000厚的盐膏层，不少井盐岩透镜体中伴生有天然气，有些井还会出现高压水层，客观上对钻井施工的技术要求很高，钻井施工难度大。3、储层及流体基本性质资料(1)储层性质肯基亚克盐下油田储层位于下二叠统和石炭系。下二叠统油藏属于海陆过渡环境中沉积的碎屑岩油藏，含油地层共分为5个油组，每个

6、油层厚度变化大，从30m250m不等。储层岩性以砂岩和粉砂岩为主，油层平均孔隙度12.8%，平均渗透率一般小于10×10-3m2，孔隙度下限9.8%。单油层有效厚度主要集中分布在0.61.0m之间，仅个别井点单油层厚度大于10m。含油构造形态为一西倾单斜背景下的局部鼻状构造，油层发育的主体部位处于巨厚盐丘之下。下二叠统油藏无统一油水界面，油藏中部海拔深度-3900m。石炭系油藏是浅海台地相和台地边缘砂相、具有层状特点的碳酸盐岩油藏，构造整体上为北西倾的鼻状构造，并发育多个低幅度局部高点。构造西南翼较陡，地层倾角为3º5º，北翼平缓，地层倾角为1º2

7、86;。主要岩性为生物碎屑岩、鲕粒灰岩等，主要储集空间类型为裂缝孔隙孔洞型、孔隙孔洞型，储层平均孔隙度10.75%，平均渗透率小于10×10-3m2。石炭系油藏属于异常高压的未饱和油藏，具有统一油水界面，海拔深度-4230m，油藏中部海拔深度-4150m。(2) 流体基本性质下二叠统油藏原始地层压力73.37Mpa，压力系数1.79，饱和压力28.12Mpa，油藏饱和程度38.33%，原始气油比267.6m3 / m3。地层温度78.130C，地温梯度1.45/100m。地面原油密度0.8422g/cm3，含硫0.38%，溶解气中不含硫化氢。地层水平均矿化度132792mg/L，CL

8、-含量92642 mg/L，平均密度1.108g/cm3，水型CaCL2。石炭系油藏油藏原始地层压力80Mpa，压力系数1.84，饱和压力32.52Mpa，饱和程度40.65%，原始气油比277.5m3/m3。地层温度91.57，地温梯度1.6/100m。地面原油密度0.8357g/cm3，含硫0.54%，溶解气中含H2S。地层水平均矿化度104902mg/L，CL-含量64040mg/L，平均地层水密度1.077g/cm3，水型CaCL2。(3)钻井地质特征资料岩石力学物理性质肯基亚克油田地层从上到下岩石可钻性从软到中硬,上部地层泥质含量高，可钻性较好，下部地层泥质含量低，可钻性差。上二叠系

9、砾石夹层、硬石膏夹层及孔谷阶硬石膏夹层的研磨性高，可钻性差。下二叠系阿尔琴阶、萨克玛尔阶、阿舍利阶地层岩性变化大（砾岩、泥岩、砂砾岩交错出现），岩石硬度变化大（变质石英砂岩硬度7级，砂泥岩硬度23级），矿物颗粒粒径变化大（粗砾岩67cm,小颗粒0.20.5cm），岩性致密、坚硬，地层研磨性强，可钻性差。石炭系以灰岩，生物灰岩为主，岩性致密、坚硬，性脆、易破碎，可钻性较差。地层压力、温度压力系统根据各井的测压资料及现有PVT资料，得到盐下油藏不论是二叠系还是石炭系均为异常高压未饱和油藏，油藏天然驱动类型主要为弹性和水压驱动。二叠系地层压力梯度、饱和压力梯度关系式分别为： Pi=45.56-0.0

10、0713H Pb=0.313-0.00713H 石炭系地层压力梯度、饱和压力梯度关系式分别为： Pi=50.33-0.00715H Pb=2.81-0.00716H 式中，Pi原始地层压力，MPa；H油层中部海拔深度（P1：3900m；KT-II：4150m），m；温度系统：根据各井地温测试资料分析，经回归分析：二叠系地温梯度曲线的关系式为： T18.60+0.0145D 石炭系地温梯度曲线的关系式如下： T21.88+0.016D 式中：T 油层中部温度，； D 油层中部深度（P1：4105.5m；KT-II：4355.5m），m。根据上式计算，二叠系油藏地温梯度为1.45/100m，石炭系

11、油藏地温梯度为1.60/100m，折算到各油藏中部深度可以得到下二叠统和石炭系油层中部温度分别为78.13、91.57。4、肯基亚克油田盐下钻井史自1971年88号井钻穿盐层，证实盐下有工业油流以来，至1990年在肯基亚克油田盐下油藏完钻各类油井42口（2口参数井，37口探井和3口开发评价井-231井、232井、233井），钻揭石炭系油藏探井有21口。所钻42口井，能正常生产的井只有2口，各类报废井40口，占总井数的95.2%,其中工程报废井12口，占总井数的28.6%。2000年至2002年先后完钻探开发评价井4口(234井、235井、8001井、H8002井)，目前正钻井4口。(1)、前苏

12、联钻井完井情况分析对肯基亚克盐下油藏含油区内前苏联所钻的36口井的钻井资料进行统计分析，肯基亚克盐下油藏有72.2%的井（26口）发生过油气水浸、井喷，有36.1%的井(13口)发生过井漏，有36.1%的井(13口)发生过井塌、缩径、卡钻。发生上述复杂情况的井共计28口，复杂井几率为77.8（表9）。二迭系油藏井平均井深4183m，平均钻井周期24.62台月（见表10）,平均钻机月速度170.4m/台月(最高为400.6m/台月，最低为61.52m/台月)。石炭系油藏井平均井深4543m，平均钻井周期33.73台月,平均钻机月速度135m/台月(最高为510.7m/台月，最低为95m/台月),

13、平均机械钻速仅为1.1m/h。该地区地层极为复杂，钻井技术难度大。由于当时钻井技术水平及地质认识程度较低，因此所钻井复杂情况和事故多，钻井速度低，钻井成本极高。特别是由于工程技术问题共有12口井工程报废，影响了肯基亚克油田深部勘探目标的实现。多年来盐下油藏一直成为肯基亚克油田石油钻探上久攻不克的钻井难题，严重地制约了该油田盐下油藏的勘探开发。表2 前苏联油井情况统计报废类型地质报废试采报废试油报废工程报废正常生产井彻底地质报废未试油地质报废试采低产报废试采工程报废井号89,91*,95*,98*,101*,7K4B,5B,6B103*3-K104*1061135K88*,93*,96*,108

14、*11086*,92*,102,115,116,119*,231*,3B90*,94*,97*,99,100,105,107,109*111,1124K,1B232*233*井数92458122(%)21.44.89.511.919.128.64.8备注：“*”为钻到二叠系的井表3 前苏联所钻井复杂情况统计表类型地层油气水浸、井喷井数（口）井漏井数（口）垮塌、缩径、卡钻井数（口）复杂井（口）统计井史（口）复杂井机率（%）孔谷阶P1k934143638.9阿尔琴阶P1al822113333.3萨克玛尔阶P1Sk22252619.2阿舍利阶P1as11214.8石炭系C51261637.5备注统计

15、井史36口，复杂井28口，复杂井机率77.8%。表4 前苏联所钻井钻井周期统计表井号井深(m)钻井周期(台月)井号井深(m)钻井周期(台月)5K456391024519197K4778151044358294B4507401083900235B4505221094101308642131811045113988391835113461351894750491154635259041501611646354091435241119425014924800332313887189341491323238891396390022233388513从含油区内的36口井的资料分析看出，其中发生油气侵、井

16、涌、井喷26口，占72%；发生井漏13口，占36%；由于井塌、缩径，严重卡钻13口，占36%；复杂井占总数的82%；16口井工程报废，占44%；事故多发生在盐层和盐下油气层段。钻井施工主要有以下特点：1）因气侵、水侵而不得不提高钻井液密度，导致压漏地层或发生卡钻的井较多。如4K井、92井、92侧钻井、99井、86井、111井、115井、232井等都发生过因提高钻井液密度而压漏地层事故，89井、96井、112井因气侵提高密度导致卡钻。肯基亚克地质评价井T9494A井就曾因严重气侵、水侵而多次加重钻井液，从而引发井漏、卡钻，处理事故，侧钻，该井于1973年8月28日开钻，先后钻进和侧钻了3个井眼，

17、于1979年4月11日在井深23002100米注水泥塞完井，历时5年7个多月，建井周期达1973天，最后交出的是一口无法处理的报废井。这些事实充分说明肯基亚克地区确实存在许多技术难题需要攻关。2）发生井喷井较多，列举如下：l 93井，在钻至4140米时发生卡钻，处理事故后继续钻进，在41474149井段有两米放空，后井喷失控失火，井架倒塌。l 96井，侧钻第二个井眼至3598米发生卡钻，打捞钻具时发生井喷。l 111井，完钻井深4428米，固井时发生井喷。l 112井，在4366米进行取芯钻进时发生井喷，取芯时钻井液密度为1.98g/cm3 。3）地层坍塌、缩径发生卡钻的井较多。部分井因盐岩地

18、层缩径、地层坍塌、岩层塑性变形或蠕动导致卡钻、套管变形，发生过这种情况的井有92井、93井、97井、99井、102井、105井、109井、111井、231井，这些井中除97井、102井外其余井都存在巨厚盐岩层，其中105井在井深2730米处井径由253mm缩径至165mm，111井在巨厚盐岩层的边缘发生井塌，加重至1.86g/cm3仍然不能平衡井壁，换钻井液后转为正常。4）钻井事故多，机械钻速低，钻井周期长肯基亚克二叠系和石炭系油藏，平均井深4363米，平均钻井周期26个台/月，最多达49个台/月，平均机械钻速1.1m/h。从这些事故中不难看出，肯基亚克盐下油田钻井必须解决以下四大技术难点：l

19、 二叠系盐岩、膏岩和间夹的塑性泥岩易缩径、膨胀和塑性流动，导致卡钻，挤毁套管。盐丘高部位的浅层高压气层气侵和确定保安全的钻井技术。l 下二叠系、石炭系属于高压油气层（压力系数分别为1.71.85和1.841.94），油气十分活跃，地层压力与漏失压力接近，钻井液安全密度窗口小（个别井只有0.02g/cm3），极易造成漏、喷同时发生，或井壁坍塌造成卡钻事故。l 非盐丘部分上二叠统巨厚泥岩层夹不等厚砂砾岩、泥板岩（厚达3000多米）的安全快速钻进技术问题。l 高压油气层油气活跃，油层套管固井时由于气窜而影响因井质量；钻井液密度与水泥浆密度接近，容易造成窜槽；技术套管封固段过长，一般均在3700米左右

20、，很难确保固井质量。(2) CNPC-阿克纠宾油气股份公司钻井完井技术分析CNPC-阿克纠宾油气股份公司在分析研究肯基亚克盐下油田地质情况和前苏联钻井完井技术的基础上,部署了八口井，目前 234、8001、8002、235四口井已经完钻。查阅前几年盐下油田的有关钻井资料及前两年的开发方案、钻井工程设计方案，大致都可以从中看到这样一段描述“1971年至1990年先后钻井42口其中工程报废井12口,占总井数的28.65%。单井钻井周期平均为26台月分析工程报废的原因是:二叠系巨厚盐岩层塑性蠕变、挤毁套管，井漏、气侵、井涌、井喷、卡钻造成井下复杂，二迭系、石炭系高压油气层，漏喷同层。”这些描述使人们

21、对盐下油田的钻井工作的困难估计太大。经过已完钻四口井的钻井完井实践，我们对本地区的钻井完井难度有了新的认识。从已完钻的四口井来看，钻井地质情况并不是前苏联所钻井表现出的那么复杂，井下复杂和事故明显减少，钻井速度有所提高，钻井周期大大缩短，与前苏联相比钻井完井技术有了很大的进步。1） 井身结构分析完钻的四口井中，234井是CNPC-阿克纠宾油气股份公司在肯基亚克盐下油田所钻的第一口井，由于是第一口井，加之受到以前该地区钻井难度有关资料的影响，井身结构设计时考虑的重点是把井打成，井身结构复杂。通过234井的钻井实践，对井下情况的认识加深，在随后所钻的8001、8002、235井身结构相设计不断完善

22、，基本满足了该地区钻井和开发的要求。CNPC-阿克纠宾油气股份公司新钻井钻头程序及井身结构对比见表5和图1。表5 新钻井钻头程序对比表井号一开钻头一开井深二开钻头一开井深三开钻头三开井深四开钻头四开井深备注234508 mm650 m444.5 mm2373 m311.2 mm3730 m212.7 mm4500 m薄盐丘，石炭系直井8001444.5 mm756 m311.2 mm3735 m212.7 mm4500 m厚盐丘，石炭系直井8002444.5 mm1400 m311.2 mm3680 m215.9 mm4788.96 m薄盐丘，石炭系大斜度定向井235444.5 mm650 m

23、311.2 mm3700 m215.9 mm4985 m149.2 mm5200 m薄盐丘，兼探泥盆系图1 新钻井井身结构对比图2） 2）钻井液体系分析CNPC-阿克纠宾油气股份公司在肯基亚克盐下油田钻井中，根据所钻地层地质特点，分别采用了两性离子聚合物钻井液体系、两性离子聚合物+聚磺饱和盐水体系、饱和盐水聚磺体系+聚磺体系。各井段钻井液体系见表6。序号所钻地层钻井液体系钻井液密度（g/cm3）1下三叠系及以上地层两性离子聚合物1.05-1.202上二叠系及下二叠系孔谷阶、阿尔琴阶上部两性离子聚合物+聚磺饱和盐水1.20-1.803下二叠系孔谷阶、阿尔琴阶下部及以下地层饱和盐水聚磺+聚磺2.0

24、0-2.08表6 新钻井钻井液体系以上钻井液体系适合于肯基亚克盐下油田的地层情况，四口井的钻井实践证明：这套钻井液体系较好地解决了大井眼、大段泥岩地层造浆问题，避免了大量稀释和排放钻井液；解决了厚达3000米以上盐层的安全钻井问题，饱和盐水钻井液性能良好稳定，所钻井眼井径规则，井眼畅通，有效地防止了盐层溶解、垮塌、盐层塑性流动及其所引起的缩径、阻卡等井下复杂和事故；高密度饱和盐水钻井液的流变性能的优化和控制，对提高钻井速度起到了一定的作用；8002井的钻井实践还说明高密度饱和盐水钻井液适合于大斜度定向井施工。3） 钻头使用情况分析CNPC-阿克纠宾油气股份公司在肯基亚克盐下油田已完钻的四口井，

25、机械钻速比原苏联所钻井有所提高，但仍然较低。二开 (311.1mm)钻头使用情况分析钻盐岩层井二开钻头基本上使用BD536型号的PDC钻头，通过实际使用，该类型钻头基本适合钻盐岩层。其中在8001井应用该类型钻头钻穿巨厚岩盐层，1只PDC总进尺2230m，纯钻时间611.5h，机械钻速3.65m/h。钻无盐岩层井二开所使用的钻头类型基本为三牙轮钻头（MP2R-1、HJ437、HJ517等）和BD536型号的PDC，机械钻速基本上在0.58-2.3m/h，平均整体钻速较慢。三开钻头使用情况分析肯基亚克油田234、235、8001和8002四口井在3700m左右井深后三开钻进，井眼尺寸212.7m

26、m或215.9mm，37004300m井段为下二叠统(阿尔琴阶、萨克马尔阶、阿舍利阶)，下二叠统属于海陆过度沉积，主要岩性为致密的泥板岩、砂岩。泥板岩坚硬、含钙质团块或为钙质泥岩，砂岩致密、坚硬、研磨性高，有时含坚硬的燧石砾及石英砾。这样的泥板岩地层在高比重泥浆(密度1.882.0g/cm3)条件下，无论牙轮钻头还是金刚石钻头(包括PDC钻头和巴拉斯钻头)的机械钻速都很低。表7-表9分别为8001、234和235三口井三开钻头使用情况。表7 8001井212.7mm井段钻头使用情况序号尺寸mm类型厂家钻井井段进尺m钻压t转速rpm排量l/s泵压Mpa机速m/h纯钻h自m至m3212.7HA51

27、7江汉37353884149156527151.321134212.7HA437江汉38843980961040-6027161.25775212.7HA537江汉39804115135156027160.98138取心.211取心钻头胜利41154118336022160.943.26.-1212.7HA517江汉4118413517156022160.9218.5取心.211取心钻头胜利413541501546020150.83186.-2212.7HA517江汉4150424898156021150.94104.57212.7HA517江汉4248433385156021150.6912

28、2.5取心.211取心钻头胜利433343481566521150.6258-1212.7HA537江汉4348439345156021151.6727取心.211取心钻头胜利439344081566521150.44348.-2212.7HA537江汉4408450092156021151.5958表8 234井215.9mm井段钻头使用情况序号尺寸mm类型厂家钻进井段进尺m钻压t转速rpm排量l/s泵压Mpa机速m/h纯转时h自m至m23216HJ537江汉3730375828186023160.28100.7旧216G447XL川克37583775171810023160.3746242

29、16HJ517L江汉3775383257187023160.7279旧216BD535川克38323834258023160.1711.525216HJ437江汉383438552114/166523161.514取心215PDC胜利38553859458021160.2914取心215纯天然胜利38593868936521170.4619.5取心215纯天然胜利38683874.56.5310021170.213126216HJ517L江汉3874.5393055.5166523160.43130.527216HJ437江汉3930397444126523160.518628216HJ437

30、江汉39744024.550.5126523160.4810529216HJ437江汉4024.5407550.5126523160.48105取心215圆锥胜利40754078.43.4206020160.2414取心215复合胜利4078.440790.6206020160.07830216HJ437江汉4079413556126523160.5798.531216HJ437江汉4135420974126522160.6411632216HJ437江汉4209424435146022160.4380.533216HJ437江汉4244427733156020160.4180表9 235井2

31、15.9m井段钻头使用情况井段(m)进尺(m)纯钻(h)钻速(m/h)钻压(t.)转速(rpm)排量(l/s)泵压(Mpa)密度(g/cm3)钻头 类型3769- 38023370.50.46812-1460-803017.51.88HJ5373802- 38373549.80.70310-20600(涡轮)20191.9TRJ-13837- 388649101.70.48212-1770-832517-181.88-1.9HJ5173886- 39041835.670.5058-99022-2415-171.88-1.9BD536P3904- 39181432.170.43512-17802

32、517-181.88HJ537GL从上述结果可以看出，8001井三开钻进的平均机械钻速比234井和235井高1倍。经我们初步分析，可能是因为8001井上部地层为巨厚盐岩，其对以泥板岩为主的下部地层压实程度与234井和235井相比要低一些。 4） 固井质量分析从已钻的四口井固井质量来看，CNPC-阿克纠宾油气股份公司在肯基亚克盐下油田所钻井的固井质量都存在很大的问题，不仅固井质量优质率低，而且合格率也很低。这些井固井虽然都采用了“双凝水泥”、“环空加回压”等措施，固井质量问题仍然相当严重，主要原因是水泥浆与泥浆的密度差太小，顶替效率低。除了密度差以外，扎那若尔与肯基亚克的条件差别不大，扎那若尔的

33、密度差为0.750.8g/cm³，固井质量好的多，油层顶界150m至井底段合格率达90%，其他段合格率70%±。表10为盐下油藏固井质量统计表。表10 肯基亚克盐下油藏固井质量与泥浆密度统计井号固井类别统计水泥封固井段 m-m段长 m井浆密度g/cm³水泥浆密度g/cm³密度差值g/cm³水泥封固质量情况合格段长m合格率 %不合格段长m不合格率%234技套0-367236721.82.060.2660516306784油套2213-447522622.092.08-0.0120292060918001技套无资料油套3530-441588522.

34、080.0820523680778002技套0-348634861.822.060.2465618283082油套3520-41766562.082.08050860692235技套0-374037401.52.060.5648812320488尾管3500-497512652.052.080.0316613109987回接0-348634861.892.080.19292084566168011技套0-378537851.782.080.3312383662175） 钻井周期分析234井位于薄盐丘，井深4500米，钻井周期553天5小时，扣除各类组织停工时间224天22小时30分，实际钻井周

35、期328天6小时30分。这是第一口井，为以后的钻井完井提供了经验。8001井位于厚盐丘，井深同为4500米，钻井周期151天，钻井周期比234井缩短了一半以上。此外8001井还形成了钻穿浅气层和盐岩透镜体含气层边排气边钻井的钻井技术和克服盐的再结晶、盐层蠕变、缩径等的两性离子饱和盐水钻井液体系钻穿盐层的技术，为以后的钻井提供了宝贵经验。二、项目研究取得的初步进展情况通过对肯基亚克盐下油田的地质情况、前苏联和CNPC-阿克纠宾油气股份公司所钻井的钻井完井情况的分析研究和所做的实验工作。项目研究取得了以下初步进展。1、优化井身结构肯基亚克盐下油田自发现以来，基本上没有开发动用过，目前仍保有持着原始

36、油藏状态。该油藏具有理藏深、构造简单、物性差、油品性质好、异常高压等特点。前几口井钻井过程中没有发现大缝大洞，8001、8002井钻井过程中也没有发现盐层缩径、垮塌、卡钻等大的井下复杂和事故。建议进一步简化井身结构。一开套管封固上二叠系以上地层，套鞋座入下二叠系3-5米，估算一开裸眼段长度为800-1000米；二开套管封固下二叠系以上地层，套鞋座入石炭系3-5米，估算裸眼段长度为3500-3600米；三开专打石炭系，石炭系可采用裸眼完井（下面将论述石炭系裸眼完井的可行性）或尾管完井。依此，建议井身结构方案有二，见表11。表11 肯基亚克盐下油田井身结构方案序号方案一方案二一开钻头/套管（mm）

37、444.5/339.7444.5/339.7裸眼长(m)/管鞋位置800-1000/进入下二叠系3-5m800-1000/进入下二叠系3-5m二开钻头/套管（mm）311.1/244.5244.5/177.8裸眼长(m)/管鞋位置3500-3600/进入石炭系3-5m3500-3600/进入石炭系3-5m三开钻头/套管（mm）215.9/139.7尾管152.4/裸眼完井裸眼长(m)/管鞋位置700-1000m/油水界面以上20-30m完钻油层以下20-30m完钻由于采用上述井身结构方案，二开钻井时裸眼段较长，此前又没有用过，可能二开钻井时有一定难度，为了二开安全钻进，在第一口试验井采用方案一

38、。一旦二开钻井遇到困难，可提前下入244.5 mm套管，改用8001井的井身结构方案继续施工。方案二的试验应在8017井石炭系裸眼完井成功的基础上再实施。2、石炭系先期裸眼完井通过对老井和部分新资料的研究，已基本搞清了石炭系油藏构造。石炭系具有统一的油水界面，为块状油藏，地层时代老，压实强度高，岩石致密坚硬，岩性单一（基本属于石灰岩），泥岩夹层少且致密坚硬，是典型的特低渗异常高压油藏；构造运动不甚强烈，对岩石的破坏程度较小，断裂（断层）不发育，钻井过程中尚未发现破碎带及大缝大洞，储层以孔隙-裂缝型为主，地层不易坍塌或发生大的井漏，测井资料也表明井径规则；该构造下二叠系阿舍力组砂、泥岩地层直接不

39、整合于中石炭系巴什基尔碳酸岩之上，岩性界面清淅，同时地震及测井界面也清楚准确，钻井施工中容易掌握，该界面在构造上起伏较小，埋深4250-4300米（地面海拨高程约为200米）；该油藏属底水油藏（除北部、东北部局部地区受岩性控制外）有统一的油水界面；压力系数清楚（1.84）为确定钻井施工提供了重要依据。据此，建议石炭系采用先期裸眼完井，井身结构采用方案二。3、钻头选型深井钻井指标的重要标志之一就是全井的钻头用量，它与深井的钻井周期密切相关，因此优选钻头，尽量减少钻头用量，提高单只钻头的进尺，减少起下钻次数，提高纯钻时效，降低钻井成本是深井钻井的关键技术之一。前苏联42口井的钻头使用情况（待收集）

40、、苏联钻头与目前国际上著名的四大制造商的钻头，在某些方面仍有差距，估计42口井每口井的钻头用量不会太少。CNPC-阿克纠宾油气股份公司已钻井的钻头数量已明显减少，如234井全井钻头用量44只：660.4mm钻头2只、444.5mm钻头8只、311.1mm钻头20只、215.9mm钻头14只。但仍有潜力可挖,钻头用量有望减少到20只以内，（其中包括4只BD536PDC钻头），将311.1mm钻头由234井20只缩减到7只，另据235井一只BD536PDC钻头进尺2300m，纯钻611.5h，机械钻速3.65m/h，为钻头的进一步优选提供了宝贵的经验。要进一步扩大311.1mm井眼PDC钻头的使用

41、。钻头优选的依据之一是建立完善的地层岩石可钻性剖面，结合已钻井的钻头使用资料，进行对比，以及采用成本控制法，综合来优选钻头，钻头优选方案（见表12）：表12 肯基亚克盐下油田钻头选型钻头尺寸开钻次序优选原则预计数量660.4mm钻导管选用三牙轮铣齿钻头，可多井使用1只444.5mm一开表层选用高效铣齿（或镶齿）钻头1只，带中心喷嘴1只311.1mm二开技套优选高效钻头千米进尺以上型号适宜的PDC钻头，夹层用3A钻头5-7只215.9mm三开油套优选适合生物碎屑岩、鲕状灰岩的PDC钻头，夹层用3A钻头6-7只合计14-16只对钻头优选要进一步研究，尽快取得全井的测井资料，与史密斯、休斯、瑞德和江

42、钻等合作，做好钻头选型工作。有目的地进行钻头试验，对比分析，优选适合该地区的钻头系列。针对上述地层岩性特点(硬度高、致密、研磨性强、成份多变)，牙轮钻头的使用效果相对较好，江钻三牙轮钻头的轴承工作寿命已达到100140小时。目前可选用江钻最新产品8-1/2FJT517FC、FJT537FC、HJ517(G)RFC、HJT537(G)RFC做试验。这种新型三牙轮钻头可在转速180250rpm、钻压80120KN，或在转速90120rpm、钻压120160KN，或在转速6090rpm、钻压160220KN条件下工作。此外，为加快肯基亚克油田三开钻进的机械钻速，也可试用23只美国Smith公司类似F

43、3或F4类型或Baker Hughes公司类似MX-20、MX-30金属密封的新型并适合于这类难钻地层的三牙轮钻头。4、适当降低钻井液密度在235井三开38023837m井段进行了高速涡轮钻具(在1820l/s排量条件下工作转速540600rpm)配合天然人造混镶金刚石钻头钻进试验，平均机械钻速为0.7030.832m/h，比转盘配合牙轮钻头和PDC钻进0.4350.505m/h的平均机械钻速有所提高，但未达到预想结果。分析原因，主要是由于235井三开钻进时泥浆密度高达1.882.0g/cm3，在38004000m井深条件下泥浆排量只有1820l/s，在这样的条件下入井试验的172mm高速涡轮

44、钻具的输出扭矩和功率不够，钻进时钻压只能加1020KN。因此，钻井液密度高也是机械钻速低的重要因素之一。建议在以后钻井中，二开钻井液密度以平衡盐岩层缩径为限，因该层不含硫化氢气体，盐岩层内的高压气层可以采用边喷边钻的方法解决；石炭系气体含有硫化氢，三开钻井液密度应平衡地层压力系数（钻井液密度不得低于1.84 g/cm3），可以采用近平衡压力钻井技术，将钻井液密度由2.0 g/cm3以上降到1.90 g/cm3左右。5、简化钻具结构目前钻井所采取的钻具组合如表13（234井）：表13 目前钻具组合钻头尺寸钻具结构下部钻铤重量（t）660.4mm228.6mm钻铤×2柱+203.2mm钻

45、铤×3柱+177.8mm钻铤×3柱+127mm钻杆46.8444.5mm228.6mm钻铤×1柱+339.7m稳定器+228.6mm钻铤×1柱+203.2mm钻铤×3柱+177.8mm钻铤×3柱+127mm钻杆46.8311.1mm228.6mm钻铤×1柱+311.1mm稳定器+203.2mm钻铤×3柱+177.8mm钻铤×3柱+127mm钻杆39215.9mm158.7mm钻铤2根+215.7mm稳定器+158.7mm钻铤25根+127mm钻杆32.4以上钻具结构的缺点是：钻铤重量大大超过所施加钻压的重

46、量，增加悬重、扭矩，不利于防卡；钻铤数量多，必然增加水眼的内压耗和加重钻井液对井壁的冲蚀，不利于提高钻头的水马力。为此，建议钻具组合按表14进行改进。表14 改进后的钻具组合方案钻头尺寸钻具结构下部钻铤重量（t）660.4mm228.6mm钻铤×2根+127mm方钻杆5.2444.5mm228.6mm钻铤×2柱+203.2mm钻铤×2柱+177.8mm钻铤×2柱+139.7mm钻杆27.6311.1mm228.6mm钻铤×2根+311.1mm稳定器+228.6mm钻铤×4根+203.2mm钻铤×3柱+203.2mm随钻震击器+203.2mm钻铤×2根+139.7mm钻杆33.6215.9mm158.7mm钻铤2根+215.7mm稳定器+158.7mm钻铤19根+158.7mm随钻震击器+158.7mm钻铤2根+139.7mm钻杆25.3该钻具组合优点：比以前采用的钻具组合的钻铤数量有所减少，但仍富余，各