塔東古城地區(qū)工程事故預(yù)測方法的改進

付麗榮，楊 雷，蔣麗君

（中國石油大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163411）

新疆塔東油田是大慶接替儲量勘探新領(lǐng)域，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、工程事故繁多，古城地區(qū)是大慶進入該油田鉆探的第一個區(qū)塊。首輪井在設(shè)計過程中收集的鉆井工程事故多得超乎想像，鉆井施工難度和地質(zhì)發(fā)現(xiàn)難度之大可想而知。針對古城地區(qū)特點，如何避免各種工程事故的發(fā)生，并使其對勘探進程帶來的負面影響降到最低，工程事故預(yù)測是面臨的一個大問題。對于新的勘探形勢和任務(wù)，有必要對工程事故預(yù)測方法進行改進，通過在GC7井和GC8井施工過程中具體應(yīng)用，見到了明顯的效果，GC7井在施工過程中僅發(fā)生一次刺鉆具事故，未發(fā)生井塌、井斜、H2S等工程事故，且鉆井周期比預(yù)期提前了137d，GC7、GC8、GC9井錄井過程中見到54.9m/24層、109.8m/49層、32.1m/32層氣測顯示，該3口井的鉆探成果為古城地區(qū)下步勘探奠定了基礎(chǔ)，創(chuàng)建了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 問題的提出

（1）塔東油田古城地區(qū)GC7、GC8井在設(shè)計過程中，收集到5個層位（第四系、第三系、石炭系、奧陶系、寒武系）、9種類型（鹽水溢流、井漏、井塌、遇阻、卡鉆、H2S、井斜、斷鉆具、落物等）、10口鄰井、34井次的鉆井工程事故及地下復(fù)雜情況，在鄰井實鉆過程中嚴(yán)重影響了鉆井時效和油氣顯示發(fā)現(xiàn)，該區(qū)以往的設(shè)計缺少對事故原因的進一步剖析。

（2）以往塔東的設(shè)計，是按實鉆資料以井為單位，對已發(fā)生的工程事故進行簡單的文字羅列，不做區(qū)域地質(zhì)因素分析，對施工現(xiàn)場的指導(dǎo)意義不夠。

（3）以往工程事故預(yù)測僅停留在大的層段上，對設(shè)計井可能發(fā)生事故僅進行定性的、較粗略的預(yù)判，沒有定量化預(yù)判，對施工現(xiàn)場的可操作性不強，見表1。

表1 GC6井工程事故預(yù)測表

2 解決的途徑

針對塔東古城地區(qū)勘探特點，根據(jù)鄰井統(tǒng)層數(shù)據(jù)，對該區(qū)工程事故按地層層位進行整理，分析事故發(fā)生的原因，篩選出受地質(zhì)因素影響的事故，并按兩種深度預(yù)測方法對設(shè)計井進行工程事故預(yù)測，從而實現(xiàn)工程事故從定性到定量化預(yù)測。

（1）對鄰井在施工過程中遇到的各種事故發(fā)生的原因進行剖析，剔除人為等偶然因素，篩選出受地質(zhì)因素影響的事故，見表2。

表2 奧陶系事故原因分析

（2）根據(jù)鄰井統(tǒng)層數(shù)據(jù)，對該區(qū)工程事故按地層層位進行整理，通過對參考井與設(shè)計井參考性權(quán)重的分析；尋找參考井已發(fā)生同類型事故的內(nèi)在聯(lián)系，剖析事故發(fā)生規(guī)律；根據(jù)與參考井所處構(gòu)造的相對位置關(guān)系、區(qū)域構(gòu)造發(fā)育史及地層沉積情況，科學(xué)合理地預(yù)測設(shè)計井可能發(fā)生的工程事故類型及事故井段，見表3、表4。

表3 工程事故發(fā)生可能性等級分表

表4 GC7井工程事故預(yù)測表

（3）按兩種深度預(yù)測方法對設(shè)計井可能發(fā)生工程事故的井段進行預(yù)測，重疊部分為預(yù)測事故易發(fā)生井段，從而實現(xiàn)工程事故從定性到定量化預(yù)測，見圖1、圖2。

3 主要技術(shù)指標(biāo)的完成情況

降低可能發(fā)生的工程事故的類型和嚴(yán)重程度，縮短工程事故處理周期，提高油氣顯示發(fā)現(xiàn)，以GC7、GC8井為例，見表5。

表5 技術(shù)指標(biāo)完成情況統(tǒng)計表

4 成果的應(yīng)用情況

4.1 應(yīng)用范圍及數(shù)量

該項預(yù)測方法已全面應(yīng)用于新疆塔東油田，現(xiàn)完成13口井（GC7、GC8、CT1、DT1、QK2、GC9、CT2、GC12、GC13、GC14、GC16、GC18、GC601）設(shè)計，其中已完鉆的GC7、GC8、GC9井錄井過程中見好的油氣顯示，2019年完成的CT3、XT1井設(shè)計，正在鉆井施工。

4.2 應(yīng)用效果及效益

改進后的工程事故預(yù)測方法，科學(xué)地指導(dǎo)設(shè)計井井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計和鉆井液體系性能的科學(xué)配伍，提高鉆井成功率，保證鉆井安全高效的施工和油氣顯示的準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，縮短鉆井周期，降低勘探成本，達到安全鉆井和油氣發(fā)現(xiàn)的雙贏。

通過在GC7、GC8井施工過程中具體應(yīng)用，見到了明顯的效果，古城7井在施工過程中僅發(fā)生一次刺鉆具事故，未發(fā)生斷鉆具、井塌、井斜、H2S等工程事故，且鉆井周期比預(yù)期提前了107d，GC7、GC8、GC9井錄井過程中分別見到54.9m/24層、109.8m/49層、32.1m/32層氣測顯示，該3口井的鉆探成功，展示塔東油田良好的勘探前景。

4.3 詳細測算或評價依據(jù)

（1）避免工程事故發(fā)生，保證了安全生產(chǎn)：鄰井古城4、古城6井均發(fā)生7次工程事故，古城7井在施工過程中僅發(fā)生一次刺鉆具事故，遠低于該區(qū)鉆井的平均事故發(fā)生率，直接節(jié)省了各種事故的處理費用；

（2）縮短鉆井周期，節(jié)約鉆探成本：鄰井GC6、GC4井處理工程事故分別用工22.7d、20.6d，古城7井處理工程事故用工0.46d，縮短了97.8%；GC7井比預(yù)計工期提前107d，按每天鉆井成本3.5萬元計算，可節(jié)約勘探成本3.5萬元/d×107d=374.5萬元；

（3）有利于油氣顯示的發(fā)現(xiàn)，使勘探有所突破，經(jīng)濟效益和社會效益不可估量。

5 前景預(yù)測

該方法已應(yīng)用于新疆塔東油田所有探井，應(yīng)用推廣率100%。在地質(zhì)條件復(fù)雜的塔東油田應(yīng)用改進后的工程事故預(yù)測方法，能有效地指導(dǎo)前線生產(chǎn)，施工現(xiàn)場的可操作性強，具有廣闊的應(yīng)用前景和實用價值。