淺談伊朗南帕斯氣田鉆井施工技術難點及對策

張飛(中國石油集團海洋工程有限公司，天津 300280)

淺談伊朗南帕斯氣田鉆井施工技術難點及對策

張飛(中國石油集團海洋工程有限公司，天津 300280)

文章介紹了伊朗南帕斯氣田的概況、鉆井施工作業要求，詳細分析了存在的鉆井地質和工程風險，總結了在該區塊鉆井的技術難點及對策，并提出了建議，可為后續的鉆井施工提供一定的借簽作用，也為盡可能地減少井下事故及復雜，縮短鉆井周期，降低鉆井成本等提供了寶貴的經驗。

南帕斯氣田；鉆井施工；鉆井液帽鉆井技術

1 南帕斯氣田概況

北方-南帕斯油氣田位于波斯灣，在伊朗和卡塔爾之間。北方-南帕斯油氣田總面積大約9700km2，其中北部3700km2位于伊朗水域內，被稱為南帕斯氣田；其余南部6000km2位于卡塔爾水域內。預計北方-南帕斯天然氣田的總儲存量為51000km3，此外還有約500億桶凝析油。

2 南帕斯氣田鉆井施工作業要求

南帕斯氣田所鉆井為四開井，一般為井組作業，各井組里包含1口直井預探井，其余的為定向開發井。井身結構設計見表1。

完鉆層位：Khuff組K4段下部。

完鉆原則：從A靶點進入鉆至B靶點，鉆達設計井深后完鉆。

完井方法：7"尾管固井，射孔完井。

表1 井身結構設計

3 南帕斯氣田鉆井施工風險分析

由于南帕斯氣田的產量大，壓力高，含硫高，施工井又都是大斜度大位移叢式定向井，地層中碳酸鹽巖裂縫發育，鉆井液密度窗口窄，容易導致鉆進時出現局部和大量漏失，且易發生卡鉆、井塌、遇阻等多種井下復雜事故，鉆井施工周期長；高壓鹽水層容易導致溢流，H2S濃度高并且全井段廣泛分布，帶來很多安全隱患。

（1）井漏和溢流。南帕斯氣田的部分井在Asmari/Jahrum，Sachun，Dariyan和Dashtak地層中鉆進時出現局部和大量漏失，甚至失返；嚴重漏失將導致地層外溢，同時高壓鹽水層容易導致溢流。

（2）井漏影響固井質量。在下18-5/8"，13-3/8"和9-5/8"套管固井作業中出現漏失將導致全井段儲集層不能有效的隔絕，發生竄槽。

（3）H2S濃度高。在Asmari，Jahrum，Dariyan，Hith，Khuff (K1，K2，K3和K4)地層中出現H2S；H2S將是井控風險，健康危害，腐蝕侵襲和影響鉆井液性能的重要因素。

（4）縮徑和鹽膏污染。在Hith等地層將鉆遇不同厚度的石膏層，石膏層鉆進容易產生縮徑從而引起起下鉆遇阻，憋泵嚴重，需要倒劃眼起鉆等復雜情況。特別是在鉆進至EvaporiteB組以后，將鉆遇大段的石膏層，容易產生石膏污染鉆井液以及縮徑卡鉆。

（5）井塌。UpSudair組、AgharShales組、UpKangan組的泥巖，水鹽敏性強，遇水后易水化膨脹從而發生坍塌，嚴重時將導致卡鉆卡套管。

（6）井眼清潔困難。斜井段鉆井液攜砂困難，井眼如果清潔不干凈，易發生起下鉆困難、起鉆時易發生抽吸，嚴重時易造成沉砂或砂橋卡鉆。

4 南帕斯氣田鉆井施工技術難點及對策

4.1 一開24”×18-5/8”井段施工難點及處理措施

一開24”井眼鉆遇第三系的Asmari、Jahrum地層和白堊系的Ilam地層，巖性主要為：泥巖、頁巖和石灰巖。地層含硫、高孔隙度，地層裂縫非常發育，地層壓力系數為1.0～1.16。南帕斯區塊80%以上井本井段施工都會出現復雜事故，甚至造成埋鉆具等。

（1）難點1：Jahrum，AnhydriteFacies等地層為硬石膏、白云巖、石灰巖和粘土巖的互層，井壁不夠穩定易，井漏失返和縮徑嚴重極易卡鉆。應對措施：強化井眼清潔措施，鉆進時保持足夠的循環排量，定期掃入高粘稠塞和坂土漿量幫助攜帶巖屑，避免巖屑在井筒內沉積，下套管前必須進行通井和在井底墊入稠塞作業；適當降低排量、泵壓，減輕井下水動力對漏層的沖刷，降低漏層跨塌程度及漏速，泵壓推薦為非漏層的80%；根據漏失層具備自我封堵能力的現象，采用“鉆一退二”鉆進技術措施+靜止堵漏法，逐步降低漏速，鉆過漏失層。

我國吸取了西方國家任由經濟發展導致市場經濟整體崩盤的經驗教訓，設立經濟法，對社會經濟資源進行了合理分配，最大限度地避免行業壟斷這一不安分因素對經濟發展造成巨大傷害。通過對市場需求的總結，及時指導企業調整生產計劃，規避商品滯銷風險。并且在經濟發展低迷期時有效地減少其對人民生活帶來的負面影響[1]。

（2）難點2：海水鉆進時H2S頻繁返出。應對措施：鑒于一開鉆井液為海水，地層漏失層較多，漏失層具備自我封堵能力，因此在H2S溢出段選擇了“排海鉆進+靜止堵漏”方法，有效控制了H2S外溢的危害。

4.2 二開16”×13-3/8”井段施工難點及處理措施

二開16″井眼鉆遇白堊系的Sarvak、Kazhdumi、LowerSudair、Gadvan、Fahliyan地層以及侏羅系Hith、Surmeh地層，巖性主要為泥巖、泥質石灰巖、石灰巖、白云巖。

難點：本井段潛在Fahliyan低壓地層井漏風險，水侵和油侵，頁巖水化膨脹造成泥包，機械鉆速較低；同時本井段為增斜段，定向鉆進作業多，井眼軌跡及質量難以控制。

應對措施：盡可能采用低密度鉆井液鉆進，鉆塞完畢后將井內海水替換成鉀鹽聚合物體系鉆井液，強化鉆井液性能，強調泥頁巖層段的劃眼措施，控制H2S的返出；完鉆后短起至套管鞋，下鉆到底調整鉆井液性能，下鉆時對井壁進行修正，井底墊入稠漿確保套管下入到底。

4.3 三開12-1/4”×9-5/8&10-3/4”井段施工難點及處理措施

三開裸眼段長＞2000m，地層膠結程度和壓力系數變化大。

應對措施：

（1）Surmeh地層盡可能采用低密度鉆進，發生井漏時加入隨鉆堵漏劑。現場儲備重漿及足夠的加重材料，進入EVAPORITEB高壓鹽水層前提前調整鉆井液性能：通過加入堵漏劑的措施提高上部地層井壁承壓能力后，提高鉆井液密度進行高壓層鉆進。鉆井液中確保KCL等抑制劑濃度滿足要求，加密測量鉆井液性能并及時調整，鉆進過程中加強劃眼，密切注意縮徑卡鉆。

（2）下套管前處理好井眼，完鉆后最好倒劃眼至套管后起鉆更換通井鉆具通井，確保井眼暢通，充分循環鉆井液并全裸眼打好封閉；在發生卡鉆后處理要果斷，迅速大噸位上提，泵入海水降低鉆井液密度的同時沖刷井壁。

4.4 四開8-1/2”×7”井段施工難點及處理措施

難點：目的層Kangan及Dalan地層的高壓和卡鉆及K2和K3地層H2S。

應對措施：進入油氣層段后使用新配置的飽和鹽水鉆井液體系，鉆井液中添加除硫材料及防蝕劑；采用大功率螺桿配合PDC鉆頭有利于提高機械鉆速；固井時使用低密度水泥避免發生漏失。

另對于生產氣層鉆進，還需采取：鉆進中實時監測鉆井液全烴變化情況，實時監測鉆井液液面增減情況，及時發現溢流及時處理。在氣層中控制起鉆速度；定時停止起鉆作業，觀察環空液位變化情況；采取小循環灌漿方式，連續灌漿，確保液柱壓力不降。

5 結語

綜上所述，可得出以下結論：（1）南帕斯氣田24"井眼鉆進過程中，經常發生嚴重漏失甚至失返，對于嚴重漏失的地層，由溶洞巖性地層造成的，一般堵漏效果差，而且鉆進中產生的巖屑會被擠入到地層裂縫或溶洞內，不會因為失返巖屑無法返出，所以可采用“盲打”配合掃塞強鉆漏失層。（2）16"井眼鉆進過程中，針對鉆井液嚴重漏失，采用控壓鉆進方法有效縮短了鉆井周期。鉆井液帽鉆井技術是一種“鉆井液不返出地面”的較為成熟的鉆井工藝。此法可以減少鉆井液損耗、對環空“壓帽”后無需持續補充鉆井液，提高鉆井時效以及有效控制H2S的頻繁返出。

張飛（1983-），男，河南南陽人，工程師，本科，研究方向：鉆井技術。