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摘要：中秋1井位于塔里木盆地庫車坳陷秋里塔格構造帶中秋段中秋1號背斜構造上，是中國石油2017年部署的1口風險探井。秋里塔格構造地面條件極其惡劣、地下復雜極其高陡，膏鹽層巨厚，鹽下地層、鹽層、鹽上地層分層構造變形，地震資料差，鄰井資料少，復合鹽層壓力系數(shù)復雜，鹽層卡層難度大。在精細研究鉆井和地質(zhì)設計，優(yōu)化施工方案和風險防控措施，優(yōu)選新型鉆井工具和鉆井參數(shù)的基礎上，制定庫車山前鉆完井提速對策，全井采用定制鉆頭鉆進，鹽上地層、鹽層、目的層的鉆進及試油完井工作協(xié)同配合；同時針對蘇維依組低壓區(qū)和庫姆格列木群復合鹽層段發(fā)生的井漏復雜，采用不同堵漏措施，實施14次堵漏作業(yè)，地層承壓能力明顯提高，鉆完井周期由420d縮短至350d。該井的鉆探實踐為秋里塔格構造帶的油氣勘探和整體評價提供了借鑒。

關鍵詞：中秋1井；鉆井；堵漏；堵漏材料；風險探井；秋里塔格構造帶；庫車坳陷

引言

中國石油2018年12月12日宣布，位于新疆庫車坳陷秋里塔格構造帶中段的中秋

1井經(jīng)酸壓測試

獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，用Ø5mm油嘴求產(chǎn)折合日產(chǎn)天然氣33×104m3，日產(chǎn)凝析油21.4m3，預示中秋將有1000×108m3級凝析氣藏[1-2]。庫車坳陷位于塔里木盆地和南天山造山帶的交接部位，構造形態(tài)由北向南呈“三帶三凹”，分別為克拉蘇、依其克里克、秋里塔格構造帶和烏什、拜城、陽霞凹陷；其中：秋里塔格構造帶位于庫車坳陷南部，勘探面積5200km2，天然氣資源量1.43×1012m3，石油資源量2.83×108t[3]。中秋1井是2017年部署在秋里塔格構造帶中秋段中秋1號背斜構造上的一口風險探井，鉆探目的層位為白堊系巴什基奇克組。中秋1井構造變形強烈，地震資料差，鄰井資料少，鹽頂卡層難度大，為此塔里木油田抽調(diào)經(jīng)驗豐富的技術專家全程駐井把關，精細研究鉆井和地質(zhì)設計，優(yōu)化施工方案和風險防控措施，優(yōu)選新型鉆井工具和鉆井參數(shù)，制定庫車山前鉆完井提速對策，鹽上地層、鹽層、目的層鉆進與試油完井協(xié)同發(fā)力，自2017年10月30日至2018年10月14日鉆至6316m完鉆[4]，于11月21日開始試油[3]，12月12日對白堊系6073～6182m井段進行小型解堵酸化的偵查測試，油壓為81.182MPa，獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流，為秋里塔格構造帶的油氣勘探和整體評價打開了突破口。1中秋1井構造特征庫車前陸盆地位于塔里木盆地北緣，北與南天山斷裂褶皺帶以逆沖斷層或不整合相接，南為塔北隆起，東起陽霞凹陷，西至烏什凹陷，是一個以中、新生代沉積為主的疊加型前陸盆地。北部受南天山強烈擠壓作用，南部受前中生代古隆起限制，庫車前陸盆地表現(xiàn)出較寬的前陸沖斷帶、殘余前淵、窄斜坡和寬緩前緣隆起的特點。庫車坳陷可進一步劃分為7個次級構造單元，即克拉蘇構造帶、北部構造帶、秋里塔格構造帶、烏什凹陷、拜城凹陷、陽霞凹陷、南部斜坡帶。秋里塔格構造帶位于拜城凹陷和陽霞凹陷之間，北鄰克拉蘇構造帶、依奇克里克沖斷帶，并與南部斜坡帶和陽霞凹陷相接,東西長300km,南北寬25km，地表表現(xiàn)為西秋、東秋2座山體。受新近系和古近系2套鹽膏層變形影響，鹽上表現(xiàn)為庫車沖斷系統(tǒng)，鹽下根據(jù)地層格架、構造模式、圈閉類型等不同自西向東劃分為佳木、西秋、中秋和東秋四段。中秋段呈近北東向展布，東西長約120km，南北寬約12km，面積約1500km2。受喜山中晚期南天山的快速擠壓、古近系、新近系膏鹽巖變形及區(qū)域走滑斷裂帶影響，鹽上地層發(fā)育大型薄皮褶皺；鹽下地層受蓋層滑脫影響形成大量逆沖斷片，發(fā)育鹽下背斜及斷鼻構造，與克深構造帶相似。中秋段主要的勘探目的層為白堊系巴什基奇克組。中秋1井是部署在秋里塔格構造帶中秋段中秋1構造高點上的一口風險探井，行政隸屬新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)拜城縣，西距拜城縣城76km，東南距庫車縣城19.5km[4]。

2中秋1井鉆井難點及對策

2.1鉆井難點中秋1井分別在吉迪克組4450～4880m和庫姆格列木群5490～6060m段鉆遇2套膏鹽層。吉迪克及蘇維依組砂礫巖段為低壓層，同時鹽間是否存在低壓層未知。2層套管無法兼顧滿足3套壓力系數(shù)（如圖1）。中秋1井實鉆過程中，蘇維依組泥質(zhì)粉砂巖夾層滲透性較好，與吉迪克組膏鹽巖段合鉆，在5440.99~5477.7m漏失5次，漏失密度2.33~2.25g/cm3鉆井液645.8m3，多次堵漏無效，且因上部地層膏鹽巖段，無法降低泥漿密度，被迫下套管，中完循環(huán)及固井期間漏失鉆井液474m3。蘇維依-庫姆格列木群泥巖段、庫姆格列木群膏鹽巖段不同壓力系統(tǒng)存在于同一裸眼中，高密度鹽層鉆進時，上部低壓層發(fā)生漏失；同時鹽間存在薄弱層，多次發(fā)生漏失（持續(xù)伴隨井漏，保持隨鉆濃度不低于5%才能維持鉆進），由于鉆井液密度無法滿足支撐鹽膏層，起下鉆過程中均有阻卡，需要劃眼通過。為了提高鉆井液密度多次進行承壓堵漏，共漏失鉆井液259m3。中秋1井受喜山中晚期南天山的快速擠壓，古近系、新近系膏鹽巖變形及區(qū)域走滑斷裂帶影響，鹽上地層發(fā)育大型薄皮褶皺；鹽下地層受蓋層滑脫影響形成大量逆沖斷片，發(fā)育鹽下背斜及斷鼻構造。地層造斜率大，使用PV工具都難以控制井斜，且井下情況復雜，部分井段無法使用垂直鉆井工具，控制井斜困難。復合鹽層由于不同壓力系數(shù)，固井鹽水溢流及井漏風險大，常規(guī)固井技術質(zhì)量難以保證。

2.2應對策略為確保井身質(zhì)量從二開開始到目的層前均采用POWER-V鉆進[5]，同時考慮到卡層安全和井身質(zhì)量的矛盾，Ø311.15mm井眼段采用Ø215.9mm工具卡層，在井漏后仍能安全起鉆；三開鉆進吉迪克鹽層和蘇維依組砂礫巖，漏失嚴重，在多次堵漏無效的情況下，下套管至漏層頂部；四開鉆井時，因上部低壓層、下部復合鹽層壓力系數(shù)不同，無法滿足漏層和復合鹽層同時鉆進要求，采用塔里木油田公司改性水泥承壓堵漏，鉆井液密度從2.15g/cm3提高到2.27g/cm3，為該井不同壓力系數(shù)地層安全鉆進提供了保障，也為該區(qū)塊鉆井提供了新的思路。復合鹽層下套管前進行模擬井下壓力計算，反推下入套管的速度，保證了下套管及開泵循環(huán)期間的井底壓力平衡，不發(fā)生漏失；為確保固井及丟手安全，下套管前排堵漏鉆井液，并且進行模擬循環(huán)試驗，為固井循環(huán)做準備，固井方式采用正注反劑固井，采用雙凝體系，合理調(diào)整稠化時間，在保證施工安全的前提下，快速凝固，防止鹽水侵入，影響固井質(zhì)量。

3中秋1井鉆井情況

中秋1井原設計井深6300m，實際井深6316m，鉆井周期350d。全井采用定制鉆頭。Ø558.8mm井眼采用定制BEST1952鉆頭，單鉆頭鉆進至1502m中完井深，平均機械鉆速6.2m/h；Ø431.8mm井眼鉆進庫車組—吉迪克組，2只DBSSF56DH3鉆頭從1802鉆進至4249m，平均機械鉆速6.2m/h；復合鹽層采用史密斯360鉆頭，平均機械鉆速1.62m/h；Ø149.2mm井眼鉆進白堊系目的層，1只史密斯MDI613QBPX鉆頭鉆完6048.6~6316m，機械鉆速2.6m/h（如圖2）。

4中秋1井堵漏情況

4.1五開鉆井情況中秋1井五開使用Ø558.8mm鉆頭于2018年6月13日16:00鉆進，鉆井液體系為油基鉆井液，2018年9月14日3:00擴眼至井深6048.6m中完。所鉆地層為古近系蘇維依組和庫姆格列木群泥巖段、膏鹽巖段，蘇維依組底界5542m，井段5630~5662m、5722~5724m、5736~5768m為白色鹽巖、泥質(zhì)鹽巖，期間夾雜泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，存在2套不同壓力系數(shù)地層。蘇維依組地層發(fā)生漏失鉆井液當量密度為2.1g/cm3，抑制下部鹽層蠕變所需當量密度為2.27g/cm3。為保證下部鹽層鉆進，提高鉆井液密度，對上部漏失層進行承壓堵漏，提高地層整體承壓能力。鉆進期間共發(fā)生3次井漏，經(jīng)過14次承壓堵漏，使用2種不同鉆井液體系和堵漏材料，有效提高地層承壓能力（當量密度2.27g/cm3），鉆進中通過在鉆進個月中加入一定比例堵漏材料，恢復鉆進作業(yè)。

4.2五開鉆進漏失情況（1）使用Ø558.8mmPDC鉆頭+Power-V垂鉆工具[6-7]通劃至井深5477.7m發(fā)生井漏，地層為蘇維依組，巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。將鉆井液密度由2.25g/cm3逐漸降至2.22g/cm3、2.19g/cm3恢復鉆進。（2）使用Ø558.8mmPDC鉆頭+Power-V垂鉆工具鉆進至井深5535.27m再次發(fā)生井漏，地層為蘇維依組，巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，將鉆井液密度由2.19g/cm3逐漸降至2.15g/cm3、2.1g/cm3，繼續(xù)鉆進至5580m。（3）使用Ø558.8mmPDC+Power-V垂鉆工具鉆進至井深5623.15m（地質(zhì)循環(huán)落實巖性為褐色含鹽泥巖），后起鉆。（4）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具+MWD儀器鉆進至井深5663m，起鉆承壓堵漏,鉆井液密度由2.10g/cm3升至2.15g/cm3；（5）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具+MWD儀器鉆進至井深5668m，起鉆承壓堵漏，鉆井液密度由2.15g/cm3升至2.20g/cm3。（6）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具+MWD儀器鉆進至井深5723.3m（鉆壓由60kN降至20kN,瞬時鉆時由38min/m降至16min/m,上提懸重由1910kN升至2030kN又降至1910kN,上提有蹩頂驅(qū)現(xiàn)象），起鉆換銑齒鉆頭進行承壓堵漏鉆井液密度由2.20g/cm3升至2.27g/cm3。（7）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具鉆進至井深5989m，其中鉆進至井深5815.4m再次發(fā)生井漏，通過堵漏控制鉆井液漏失量，鉆井液密度維持在2.27g/cm3。（8）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具鉆進至井深6016.5m，后起鉆進行卡層鉆進。（9）使用Ø431.8mmPDC領眼鉆進6016.5~6048.6m井段。（10）使用Ø558.8mmPDC+常規(guī)鉆具擴眼井段6016.5~6048.6m，順利中完。

4.3油基鉆井液堵漏使用油基鉆井液進行了6次承壓堵漏施工，堵漏材料為成都得道公司LCC系列有機高分子合成堵漏劑[8]和GBF固壁承壓封堵劑[9]。（1）漏失層位為蘇維依組，地層主要巖性為粉砂巖，對應井段為5500~5550m，為滲漏性漏失。經(jīng)過第1次堵漏施工，發(fā)現(xiàn)地層吃入量過少而套壓持續(xù)增高，判斷井下出現(xiàn)“封門”現(xiàn)象，因此第2次、第3次調(diào)整堵漏配方增加高目數(shù)顆粒的配比，尤其是第3次堵漏施工地層吃入量明顯增多。堵漏施工結束通劃到底后，排量15L/s滿足鉆進要求，鉆井液密度由2.10g/cm3提高至2.15g/cm3。鉆進至井深5661.4m時鉆速加快,上提活動頻繁蹩停頂驅(qū),釋放扭矩,上提懸重由1860kN升至240kN又降回1860kN，不能滿足鹽層安全鉆進的基本要求，需繼續(xù)進行地層承壓堵漏。（2）與第1、2、3次堵漏方式不同，第4、5、6次采用高注高擠方式堵漏，地層承壓有了一定提升，沒有出現(xiàn)“封門”現(xiàn)象(如表1)。

4.4水基鉆井液堵漏4.4.1水基堵漏材料使用油基鉆井液堵漏施工，地層承壓能力不能滿足下部鹽層鉆進所需，考慮油基鉆井液含水量少不能使堵漏材料完全發(fā)揮作用，將其更換為水基鉆井液[10]，保證堵漏材料的可膨脹性得到有效發(fā)揮。使用水基鉆井液配合核桃殼等膨脹性堵漏材料（如表2），進一步提高地層承壓能力，仍不能完全滿足下部鹽層鉆進需要，未能有效抑制下部鹽層蠕變，需繼續(xù)進行承壓堵漏。4.4.2西南石油大學新型材料堵漏下部鹽層段預計需密度2.30g/cm3的鉆井液抑制鹽層蠕變，滿足鹽層段安全鉆井，采用固化后微膨脹的HTSD堵漏技術進一步提高井筒的承壓能力?，F(xiàn)場施工使用高密度（2.70g/cm3）、抗高溫（180℃）、高強度（≥25MPa）的堵水材料即HTSD堵劑。HTSD堵劑由25%LTSD堵劑+75%WHG水泥復配，基于“顆粒級配原理”和“顆粒緊密堆積理論”，堵劑可在封堵層有效駐留，且具有良好的駐留性、穩(wěn)定性和耐腐蝕性。堵劑進入封堵層后，能夠通過特殊的機制，快速形成互穿網(wǎng)絡結構，有效地滯留在封堵層內(nèi)，不返吐(如表3)。使用西南石油大學快凝劑新型材料HTSD首次在山前井開展堵漏試驗，為將施工風險降至最低，以打水泥塞的方式施工。材料本身有一定的膨脹性，進入漏層中的孔隙和裂縫中在井下高溫作用下凝固，從而進行有效封堵。該材料的使用極大提高了地層的承壓能力。本井共使用HTSD堵劑施工2次。第1次（表4）：注前隔離液20m3，堵漿16m3，后隔離液3m3；關井后分3次憋擠堵劑，共擠入堵劑15.5m3，套壓3MPa，計算漏層位置約在5440m。第2次：注隔離液5.2m3(排量20L/s,泵壓13MPa),漏失1.2m3，注堵劑35.2m3(排量22L/s,泵壓15MPa),漏失6.8m3，后注隔離液2.3m3(排量20L/s,泵壓15MPa)，漏失1.1m3，替鉆井液6m3(排量24L/s,泵壓18MPa),漏失3m3，關井正擠鉆井液43m3(排量0↗28↘20L/s,立壓0↗25.5↘14MPa,套壓0↗6↘5.4MPa,停泵30min,立壓14↘4MPa,套壓5.4↘4.7MPa)，后分5次反擠鉆井液2.5m3(套壓4.7↗6MPa,停泵60min,套壓6↘4.7MPa,泄壓開井,回流量1.5m3)，通過循環(huán)候堵(排量14L/s,泵壓9MPa,液面正常)。為準確判斷堵漏效果，第2次HTSD堵漏施工后進行分段承壓（表5）。根據(jù)第1次HTSD堵漏施工情況判斷最靠近管鞋位置第1個漏層為井深5440m，第2次HTSD堵漏施工分段承壓結果表明成功封堵5477m和5535~5540m等2個嚴重漏失層段，為后續(xù)隨鉆堵漏作業(yè)提供較好的井筒條件。地層承壓性得到提高，鉆井液密度逐漸由2.19g/cm3升至2.27g/cm3，通過全井筒加入隨鉆堵漏，解除了井漏復雜，為下部鉆進提供安全保正。

5結論

（1）精細研究鉆井和地質(zhì)設計，優(yōu)化施工方案和風險防控措施，優(yōu)選新型鉆井工具和鉆井參數(shù)的基礎上，制定庫車山前鉆完井提速對策，鹽上地層、鹽層、目的層鉆進及試油完井協(xié)同配合，全井采用定制鉆頭，提前完成了中秋1井鉆井。（2）對蘇維依組低壓區(qū)和庫姆格列木群復合鹽層段發(fā)生井漏，采用不同的堵漏措施，實施14次堵漏作業(yè)，地層承壓能力明顯提高，為該區(qū)塊復合鹽層段承壓堵漏積累了豐富的經(jīng)驗，為保證中秋2井的順利完鉆提供了借鑒，有利于進一步擴大秋里塔格構造帶勘探成果。

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作者：何選蓬 程天輝 周健 鄒博 錢宏 陳陽 單位：中國石油渤海鉆探庫爾勒分公司