ADHI区块钻井提速研究_李林祯.pdf

2020年第11期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-12-28修回日期 2020-01-10 第一作者简介 李林祯 （1982-） ， 男 （汉族） ， 山东商河人， 高级工程师， 现从事国外钻井技术工作。 ADHI区块钻井提速研究 李林祯*， 丁振龙， 邓如明 （川庆钻探工程有限公司国际工程公司， 四川 成都 610051） 摘要 ADHI区块是巴基斯坦的重要产油区块， 但是由于其山前构造特性， 地层压力非常敏感， 压 力梯度变化非常大， 致使喷漏同层， 钻井周期都在200d以上。通过对地层压力的重新分析， 我们对 井身结构进行了优化， 同时建立了井漏应对策略树， 有效地应对井漏问题。通过一系列的工程措施 使ADHI区块钻井周期缩短至50～70d。 关键词 ADHI 区块； 井漏； 钻井提速； 堵漏技术 中图分类号 TE2 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202011-0050-04 1ADHI区块基本情况介绍 ADHI区块在巴基斯坦北部， 伊斯兰堡东南方向 70km， 是巴基斯坦的重要产油区块。PPL （巴基斯坦石 油有限公司） 是Adhi 油田的作业者, 占股39， OG- DCL占股50， POL占股11。 Adhi油田从1956年 开始钻井作业在前10年作业过程中共钻进四口井， 所 有四口井都因地层高压和井漏原因未完成钻井作业并 弃井。后续又进行了一些开发， 1991年建立油气处理 设施， 开始工业开采。Adhi 油田位于 Potwar 盆地， Potwar盆地位于印度板块的北缘， 盆地的特征是 ①厚 的下寒武纪蒸发岩沉积； ②寒武纪到始新世的浓缩地 层序列， 以众多明显的沉积间断为标志 （例如， 寒武纪 和二叠纪之间完全没有古生代沉积） ； ③较厚的中新世 上新世磨拉石沉积； ④与喜马拉雅造山作用有关的上 新世晚期到中更新世的严重构造变形。所有这些岩石 都暴露在从东到西呈狭窄 （8～10km） 露头的盐层中。 Adhi区块可被描述为一个以逆断层为界的 “弹出” 背 斜， 该背斜的地形因盐向核心区的运动而增强。它呈 花状构造,见图1， 由以侧翼断层为界的中心核心区组 成。Adhi结构表现为背斜脊， 其轴线在深度 （始新世） 的深度上与结构的顶部略微偏移。根据三维地震解 释， 该构造可分为三个主要单元， 即a核心区、 b西北翼 和c东南翼。 2ADHI 区块地层情况 图1ADHI 区块地形图 50 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 Chinji组由砂岩、 泥岩组成。砂岩松散， 浅灰色至灰 色， 易碎， 细至中粒， 偶尔粗粒和钙质。泥岩为红色至棕 色， 易碎， 细至中粒， 偶尔为粗粒和钙质， 含石灰岩碎片。 Murree组由泥岩和砂岩组成。它可以分为两大单 元的上部单元或上部元和下部单元。上部单元一般为 泥岩与砂岩互层。下部单元以泥岩为主， 砂岩互层， 局 部富含碎屑灰岩。 BHADRAR组由石灰岩、 泥灰岩和页岩组成。 Sakesar组石灰岩被证实为储集层岩石， 最初Adhi 5井和7井为生产井， 但由于水锥进/含水问题， Sakesar 石灰岩的生产被废弃。该层在ADHI13、 15、 17井已被 证实是一个良好的储集层， 由于测试产量较好， 这些井 仅在Sakesar石灰岩中完成。 Nammal组地层主要由泥灰岩、 粘土岩和页岩夹层 组成， 偶尔也有薄的石灰岩条纹。 PATALA组泥质岩沉积于滨浅受限的海洋环境 中。主要为页岩夹石灰岩。部分为泥质， 有少量孔隙 和微裂缝。 LOCKHART组由石灰岩和泥灰岩组成， 带有薄 的页岩条纹。 Dhak Pass组由泥灰岩、 页岩和粘土岩夹层组成。 泥灰岩顶部丰富， 底部以粘土岩为主。 WARCHA/DANDOT 组上部单元由粉砂岩/粉 质粘土、 页岩和顶部非常薄的砂岩层组成。 KUSSAK组主要由砂岩和页岩/粘土互层组成， 顶 部偶尔有白云石斑块， 基底中有少量的粉砂岩条纹。 KHEWRA组砂岩是Adhi油田的生产油/凝析油 气藏之一， 也是该井的潜在储层之一。砂岩主要由砂 岩组成， 夹页岩和粉砂岩。 3ADHI区块钻井所遇难题 （1） 异常地层压力造成井漏、 溢流和喷漏同层。 Adhi区块是一个地层压力高度复杂的区块， 快速沉积/ 埋藏、 粘土脱水和构造作用是造成粘土、 砂岩交替层序 中异常高压的原因。而低压层是由于它们沉积的连续 性较好， 并在较平静的时期沉积， 为压实和排出水提供 足够的时间。又由于断层和裂缝的连通性， 地层流体 向上运动的， 形成了异常低压层或者异常高压， 造成钻 井作业中的严重井漏和溢流问题。中新世的地层高压 造成了浅层溢流， 而增加泥浆密度使低压层又开始井 漏。井漏与溢流的交替被认为在ADHI区块是不能克 服的。在前期所钻18口井中有Adhi-1、 2、 3、 4、 6、 8井 因为地层压力原因报废。 （2） 其他难题。地层造浆性能强， 泥浆处理困难； 地层水与高海拔地表水联通形成高压水层； 高泥浆密 度和易漏砂岩层容易造成压差卡钻； 山前构造， 地层破 碎性强容易掉块卡钻； 钻头泥包情况严重； 断层发育 较好， 地层漏失严重。 4ADHI钻井提速采取的措施 （1）重新研究等压力等级， 放弃传统套管设计方 案， 优化套管设计， 简化井身结构， 对ADHI南部和北 部地区所有井的井身结构进行优化， 减少套管层数见 图2、 图3， 从六层井身结构变成四层井身结构。 图2优化前井身结构 图3优化后井身结构 （2）建立ADHI 区块堵漏处理树形图， 形成成熟的 井漏应对策略， 发生井漏立即按照应对树进行应对处 理， 见图4。非常有效地减少了井漏的危害。 （3） 优化钻头选型， 整口井包括大尺寸井眼均使用 PDC 钻头来打。ADHI区块钻头选型表见表1， 其中标 *号的是主力钻头。 51 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 图4ADHI区块堵漏处理树形图 表1ADHI区块钻头选型表 钻头尺寸 26″ 17-1/2″ 12-1/4″ 8-1/2″ 6″ 钻头类型 PDC BITS ROCK BITS NEW PDC BITS ROCK BITS NEW PDC BITS ROCK BITS NEW PDC BITS ROCK BITS NEW PDC BITS ROCK BITS NEW 生产厂家 NOV HBSMITH NOVNOVHB SMITH SMITH NOV NOVHB SMITHHB HB HBSMITH HBHB SMITH HB VAREL 钻头型号 TFFX616SEx HUB X-1NEW,1QTY* QD509SUsed ExDhok Sultan XTR1C115CEx Hub X-1 Hou MingXun. Principle of in- situ 3D Rock Stress Measurement With Borehole Wall Stress Relief and its Preliminary Applications to Determination of in- situ Rock Stress Orientation and Magnitude in Jinping Hydropower Station. SCIENCE CHINA- TECHNOLOGICAL SCIENCES, 2012, 554 939-949. [7]秦雨樵, 汤华, 吴振君,等. 基于钻孔局部壁面应力解除法的 深部页岩三维地应力计算方法[J]. 岩石力学与工程学报, 2018, 37 6173-185. [8]王成虎, 邢博瑞. 原生裂隙水压致裂原地应力测量的理论与 实践新进展[J]. 岩土力学, 2017, 3851289-1297. [9]刘允芳,尹健民,刘元坤.深钻孔套芯应力解除法的测量技术 和实例[J].长江科学院院报,200851-6. [10]Amadei B., Stephansson O. Rock Stress and its Measurement [M]. London Chapman Hall, 1997. （上接第52页） （4） 采取PDC井下动力钻具转盘复合钻进， 极 大地提高了机械钻速， 使用螺杆钻具配PBL旁通阀， 有 井漏风险的地层也可以使用螺杆快速钻进。 （5） 遇到溢流提高泥浆密度时泥浆体系中添加5和 50目的碳酸钙堵漏剂和粗细纤维堵漏剂， 在提高泥浆 密度的同时避免了井漏。 （6） 钻进过程中在钻井液中添加4ppb的堵漏材料 预防井漏。 5ADHI区块钻井提速工作取得的成果 （1） 多次打破ADHI区块钻井速度记录； （2） 钻井周期由ADHI-19井的252d完井到AD- HI-32井的78d完井， 见表2； （ 3 ） ADHI-31井和ADHI-32井实现了零复杂时间。 序号 1 2 3 4 5 6 8 9 井号 Adhi-19 Adhi-20 Adhi-24 Adhi-25 Adhi-27 Adhi-28 Adhi-31 Adhi-32 甲方 PPL PPL PPL PPL PPL PPL PPL PPL 区块 Adhi Adhi Adhi Adhi Adhi Adhi Adhi Adhi 井型 开发井 开发井 开发井 开发井 开发井 开发井 开发井 开发井 井深 设计 2420 3081 3310 3017 3111 2732 3289 3582 实际 2861 3084 3343 3085 3114 2834 3370 3600 开完钻完井时间 开钻 2012-11-02 2013-11-08 2014-10-22 2015-10-14 2016-04-30 2016-11-17 2018-03-31 2018-06-22 完钻 2013-08-10 2014-05-15 2015-08-05 2016-03-15 2016-09-02 2017-03-28 2018-05-26 2018-08-11 完井 2013-09-10 2014-05-31 2015-09-10 2016-04-06 2016-10-10 2017-05-20 2018-06-02 2018-09-10 周期 （d） 钻井周期 222 204 228 159 126 133 55 50 完井周期 252 220 263 175 164 185 64 78 表2ADHI区块钻完井周期变化 参考文献 [1]Farrukh Sohail, Ahmed Gaffar. Drilling Program Geological Prognosis. 2014. [2]王小帅. 关于石油钻井提速技术发展的研究[J].石化技术， 2017 （12） 223. [3]刘德臣.新型提速工具在石油钻井中的应用与实践研究[J]. 中国化工贸易,2017 （14） 117. 56 ChaoXing