江苏省矿业工程集团有限公司 江苏 徐州 221006
摘要：通过对准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气的钻井施工，进一步查明了吉木萨尔地区地质、地层、构造特征以及烃源岩垂向分布、厚度和结构特征，获取了烃源岩岩芯、油气显示、油气样品等直接资料，获取了烃源岩有机地化、岩石矿物学、储集性能、保存条件和含气性等关键参数，获取了钻遇地层的地球物理测井等间接资料。为今后吉木萨尔地区油气田的开发，提供了重要依据。
关键词：吉木萨尔；钻井；漏失；泥浆；一开；二开；三开
一、钻井概况
新疆准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气调查评价钻井位于新疆昌吉回族自治州吉木萨尔县泉子街镇北2km，钻井主要开展吉木萨尔地区二叠系页岩气钻井调查研究，井深初步设计3300m，预计在芦草沟组共取芯4段，总长约为147米，目的层为芦草沟组上段（P2l）的黑色碳质泥页岩夹油页岩。
该井一开钻进采用Ф444.5mm牙轮钻头开钻，完钻井深362.50m，钻井循环液采用坂土泥浆体系。二开钻进使用Ф311.2mm牙轮钻头下至660.38m遇水泥塞，厚度：35.83m，钻井循环液采用钾基聚磺泥浆体系，Ф215.9mm井眼完钻，完钻井深1607m，其中Ф311.2mm井眼1555.83m。三开钻进使用Ф215.9mm牙轮钻头下至1536.61m遇水泥塞，厚度：19.05m，钻井循环液采用钾基聚磺泥浆体系。进入芦草沟组，先后间断取芯14回次，取芯率93.6%。达到设计深度3300m后，根据现场地质资料和区域地质资料以及邻井资料分析对比，确定已进入芦草沟组，由于井段仍处于含油气层，钻井延深，完钻井深3439.50m。
全井取芯20回次，取芯117.81m，芯长110.56m，平均取芯率95.3%。全井最大井斜3.43°，井底闭合位移24m；录井工作中：钻时录井工程量3439个、岩屑1713件、泥浆性能545次；固井质量合格；取芯20回次，平均取心收获率95.3%，工程质量指标达要求。
二、施工工艺重点分析
1、一开
导眼重点是保证井眼开直，钻压由小到大，轻压吊打。方钻杆接钻头，钻压(10～40)KN，接上钻铤后不超过(30～40)KN。上部地层砾石疏松层，容易垮塌，不定点冲孔，防止刺坏井壁。钻导管施工时机械钻速快，环空钻屑浓度高加之井眼尺寸大，环空返速低，必须开足排量，保证清洗、携岩效果，保证井筒内清洁。按照设计要求处理钻井液，保证钻井液清岩、悬浮特性，保证将钻屑携带出井眼，防止沉砂卡钻，同时保证井壁稳定。采用常规固井，固井后对井口进一步固定，以防固结不好出现导管下沉问题。
2、二开
二开重点是井眼开直，为确保井身质量达到要求，牙轮钻头进入新地层后小钻压、高转速钻进，防止上部地层垮塌，此外要求开泵速度要慢，防止激动压力大压漏地层。二开使用SKG124牙轮钻头开钻，为开直井眼坚持钻压小于40KN吊打，同时保持转盘转速，以满足井眼清洗和携砂要求，坚持早开泵晚停泵，防止沉砂卡钻。钻进坚持200m一短起，短起下钻时遇阻，表明上部地层塑性较强，存在缩径现象，调整钻井液密度后短起下均较正常，无阻卡显示。
3、三开
根据相邻钻井的实钻数据和本井地质设计提供的资料，为确保井下安全及井身质量，考虑到上部地层钻时较快，采用塔式钻具组合。
芦草沟组岩性致密、完整、坚硬，可钻性极差，钻效低。钻井在2777.42～3029m井段发生多次井漏，先后进行桥浆承压堵漏14次，堵漏效果不明显。因漏失压力与井筒液柱压力基本一致，下降原钻井液密度后井内不再出现漏失。
三、钻井故障和复杂分析
1、第一次井漏：钻至井深2777.42米发现井漏，平均漏速每小时60m3。正钻地层：泉子街组、岩性：砂岩，分析为中细裂缝性漏失，采用桥浆堵漏。为保证井壁稳定采用原井浆作为配制桥浆的基浆。开始堵漏注入桥浆、蹩压，循环不漏，堵漏成功。
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钻进至井深2777.83米再次井漏。正钻地层：泉子街组、岩性：砂岩，分析为中粗裂缝性漏失，决定再次采用桥浆堵漏。采用原井浆作为配制桥浆的基浆。注入桥浆、蹩压，循环不漏，堵漏成功。
2、第二次井漏：钻至井深2806.5m时，钻时加快发生井漏，漏速逐渐增大，钻至井深2806.93m，平均漏速每小时8m3，停钻准备堵漏。正钻地层：泉子街组、岩性：砂岩，分析为细小裂缝性漏失，采用桥浆堵漏。采用原井浆作为配制桥浆的基浆。关井挤入泥浆、蹩压，循环不漏，堵漏成功。
钻至井深2807.45m时发生井漏，正钻地层：泉子街组、岩性：砂岩，分析为细小裂缝性漏失，关井挤入泥浆，蹩压下降，循环仍然井漏，堵漏不成功。强钻至井深2807.89m，井漏速度增大，平均漏速每小时19m3。注入桥浆，关井挤入泥浆，蹩压不降。循环不漏，堵漏成功。
3、第三次井漏：钻至井深2845m发生井漏，平均漏速每小时23方。正钻地层：泉子街组、岩性：砂岩，分析为细小裂缝性漏失，采用桥浆堵漏。关井挤入泥浆、蹩压，循环不漏，堵漏成功。
钻至井深2892.96m时再次井漏，平均漏速每小时42m3，正钻地层：芦草沟组、岩性：砂岩，分析为中小裂缝性漏失，采用桥浆堵漏。循环不漏堵漏成功。
钻至井深2909.60米发生井漏，平均漏速9m3。井深2910.55m发生井漏，平均漏速7m3。注入桥浆，注桥浆和顶桥浆过程中井口少量返浆。下钻分段循环泥浆调整性能，下至井底循环不漏，恢复钻进。
4、第四次井漏：钻至井深3028m开泵循环时发生井漏，平均漏速每小时9m3。加入随钻堵漏剂随钻堵漏，漏速降低至不漏。
钻至井深3029m开泵循环时发生井漏，平均漏速每小时15m3。加入随钻堵漏剂随钻堵漏，同时降低粘度循环压耗，漏速逐步降低至不漏。
5、第五次井漏：终孔下完套管，开泵循环井口不返浆，不能建立循环发生井漏，分析原因可能为树脂扶正器过大，刮井壁形成泥包堵塞循环通道。采用一个凡尔小排量间隙顶、三个凡尔大排量顶、反循环顶等方式处理，循环建立复杂解除。
四、泥浆使用性能分析
针对地层特点，钻井液必须满足以下要求：
一开井段：良好的携带能力和护壁性能，泥浆中必须拥有充足的包被剂和絮凝剂。
二开井段：良好的携带能力和护壁性能，防止形成岩屑床，较强的抑制性，良好的润滑和防塌性。
三开井段：良好的携带能力和护壁性能，将失水控制在设计范围内，防止井壁失稳和减少对油气层的损害。
五、经验与教训
1、针对山前河床岩砾石层机械钻速低，钻头使用寿命短，建议选用钻具组合采用吊打结合方式钻进，同时配合大排量高压辅助破岩和清洗井底，提速提效。完钻后采用螺旋扶正器通井，修复不平整井壁，使表层套管顺利下入。
2、砾石层宜采用吊打结合方式钻进，同时采用漂浮和多点方式严密监控井身轨迹，保证上部山前带砾石层井眼打直；岩性回归正常砂泥岩地层后，采用PDC+直螺杆钻具组合提速提效；坚持短起下，保证上部井眼通畅；坚持定点测斜，保证井眼打直。
3、进入二叠系施工，鉴于地层复杂，合理简化钻具结构，采用常规钻具结构钻进，当井下情况允许可以尝试采用MD高效牙轮+直螺杆钻具组合提速提效。
六、结束语
通过对准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气的钻井施工，进一步查明了吉木萨尔地区地质、地层、构造特征以及烃源岩垂向分布、厚度和结构特征，获取了烃源岩岩芯、油气显示、油气样品等直接资料，获取了烃源岩有机地化、岩石矿物学、储集性能、保存条件和含气性等关键参数，获取了钻遇地层的地球物理测井等间接资料。为今后吉木萨尔地区油气田的开发，提供了重要依据。
参考文献
[1]吴雄《新疆准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气调查评价准页4井钻井工程设计》2016.4.15.
[2]吴雄、刘成杰、朱彦虎《新疆准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气调查评价准页4井完井报告》2016.2.
[3]吴雄《新疆准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气调查评价准页４井钻井液技术总结》2017.1.14.
作者简介
张其红；民族：汉族；出生年月：1967.02.28；籍贯：江苏、镇江；参加工作时间：1983.10；工作单位：江苏省矿业工程集团有限公司；学历：本科；毕业院校：国家开放大学；专业：土木工程。工作经历：从事多年新疆及徐州本部野外地质、钻探勘查工作，参与及主持编写多个施工设计、报告。
论文作者:张其红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
标签：地层论文; 准噶尔盆地论文; 吉木萨尔论文; 漏失论文; 泥浆论文; 页岩论文; 牙轮论文; 《防护工程》2018年第33期论文;