刘春平
胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司
摘要：梁115-斜1井位于济阳坳陷东营凹陷小营纯化鼻状构造带，小营纯化构造结合部位，从区域构造上来看，设计井区西接小营油田，南接纯化油田，东接梁家楼油田，其南为博兴洼陷，北部为利津洼陷，具有丰富的油源条件，为油气运移的指向区。本区断层发育，多为近东西走向，构造较简单，地层均向北偏西倾斜，为油气聚集提供了有利条件。井区发育一系列近东西向断层，其间又被次生小断层切割，形成阶状构造块，梁115-斜1井靶点于沙四上阶状构造块较高部位，是油气聚集的有利区，易形成构造圈闭。油气藏类型为构造油气藏。梁115井区无测压资料，参考梁75等井测压资料，沙四上油藏原始地层压力为46.56-47.86MPa 压力系数为1.41，属于高压油藏，梁115-斜1井钻井施工过程中成功进行了高压层溢流压井、安全钻穿大段沥青层，为本井区后续施工井提供了经验。
关键词：钻井 异常高压 沥青层 卡钻 井控 泥浆帽 梁115-斜1
1 前言
梁115-斜1井是一口长裸眼井，钻至2983m钻遇沙三中高压油气层溢流关井压井；3255-3285m钻遇沥青层，返出沥青呈稠油状、类似半固体，此时钻井液密度已加重至1.63g/cm3，钻井液密度仍不能平衡沥青层压力，钻井液流动性差，切力大，如果继续加重可能会发生井漏，不加重又无法起钻，本井前期使用过SF-1、SF-4、氯化钙、海水降粘剂等，但效果不佳，因此如何降低钻井液的粘度、切力，进而提高钻井液密度是问题的关键。沥青侵入到泥浆中，造成钻井液粘切升高，特别是随着沥青沥青侵入量的增加，泥浆内部相相之间存在内摩擦力激增，粘度急剧上升，严重时会导致钻井液失去流动性；钻开沥青层大段沥青侵入，会导致环空堵塞、下钻困难，下套管困难，开泵憋压，导致憋漏地层，钻井作业困难；通过采取工程、钻井液技术措施，安全完成施工钻探任务。
2 油气侵发生及处理经过
2.1油气侵发生经过及处理过程
2020年9月29日 21：00钻进至2983m时，钻井液密度由1.48g/cm3降至1.30g/cm3（设计密度1.25g/cm3-1.30g/cm3，）缓冲罐流速增加，立即实施了关井程序，根据录取套压为零的实际情况使用用液气分离器导流，同时通过循环周加重钻井液密度，每周加重幅度（0.02-0.03）g/cm3，至30日4:00循环提高钻井液密度至1.60g/cm3-1.61g/cm3恢复钻进，至完钻期间钻井液密度多次由1.60g/cm3降至1.50g/cm3左右，黏度有50S增到120S,逐步提高钻井液密度至1.66g/cm3-1.68g/cm3，调整钻井液流形降低钻井液黏度提高抗污染能力，通过多次短起下验证后效情况、每次长起钻用1.75g/cm3-1.80g/cm3的重浆封井底1000m，下钻分段掏重浆方式循环均匀钻井液，保证了井控安全。
2.2 发生原因分析：
同井区梁斜115井沙三中灰色荧光白云岩高压油气层使用1.50g/cm3平衡，本井1.50g/cm3钻进该层施工不能安全施工；设计密度偏低（设计最高1.30g/cm3）；对地质构造认识不足；
3 钻遇沥青层
3.1钻遇沥青层情况经过及处理过程
2020年10月3日8:00钻至井深3350米时上提钻具悬重120t（正常悬重86t），上下活动两次钻具后悬重恢复正常，继续钻进至10:00井深3385米发现震动筛返出大量沥青块,工程立即停止钻进，上提钻具悬重150t（正常悬重87t），下放正常。提离井底循环钻井液，振动筛持续返出大量沥青块。测量钻井液密度由1.61g/cm3降至1.48g/cm3，粘度由61s上升至80s，随即进行循环处理钻井液，提高密度至1.65g/cm3，14:30-16:30进行短起下10柱验证井眼情况（无异常），下钻到底开泵正常，循环测后效，钻井液密度由1.65g/cm3降至1.63g/cm3，循环期间持续返出沥青片。采取钻进30cm，上提活动钻具，钻进3米循环一周观察的方式钻进至10月4日10:00 ，井深3403米活动钻具时上提钻具悬重168t（钻具悬重89t），立即停止钻进，循环钻井液。14:00进行短起三柱验证沥青层井眼，摩阻30-50t，下钻到底开泵正常，循环2小时后返出沥青由大块球形变为大块片状，继续循环处理钻井液（期间钻井液密度多次降至1.58左右并多次提比重至1.66g/cm3-1.68g/cm3）至 10月4日20:00开始继续采取钻进50cm，上提活动钻具，钻进3米循环一周观察的方式钻进至10月5日7:00，井深3445米时，振动筛处基本无大块沥青返出，钻井液密度保持在1.68g/cm3，粘度62s，悬重91t，10月5日17:00钻进至井深3454米时，循环短起下验证井眼情况（摩阻12-16吨），至10月6日8:00，钻进至井深3512米时，再次短起下验证井眼情况（8-10吨），恢复正常钻进。
3.2处理沥青层工程措施：
自发现沥青后期间通过循环加重钻井液确定压力平衡点1.66 g/cm3（钻进期间）、多次短程起下钻、试钻进（每钻进0.3米上提活动钻具，每钻进3米上下大幅度活动并循环钻井液一周观察），起钻配置1.85g/cm3重浆封环空下钻分段循环掏重浆、直至安全钻达设计井深3628米（直至完钻井深3628m振动筛都有少量沥青返出）；完井作业期间钻井液密度维持在1.71g/cm3左右（考虑循环压耗损失）。
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3.3钻井液处理方案改进：（针对钻井液密度、粘度不稳定）
（一）以往处理方案
1）1.替换部分钻井液，减少钻井液中的含油量。
2）2.加大水量和降粘剂量，调整钻井液的流变性。
3）原有技术存在的缺点和不足：工作量大，降粘切效果差。
（二）本井改进后技术方案
1）选取SF-1、 SF-4、氯化钙、FCLS、纳米二氧化硅、重铬、水、烧碱进行多组室内小型试验。
2）试验中效果较好的配方是：基浆+1%纳米二氧化硅+6%水+0.3%烧碱+0.2%重铬。
3）现场进行处理，处理前钻井液性能： 1.63g/cm3 90S 7/24,
处理后钻井液性能: 1.61g/cm3 62S 2/15。
4）将钻井液密度加重至(1.67-1.68) g/cm3。
5）起钻之前循环排量由1.85m3/min降至1.60m3/min，在环空2200-3200m注入1.85的重浆。
6）下钻分段循环掏重浆，控制钻井液密度不超过1.68 g/cm3，切力不超过起钻前的切力，否则进行降低粘切。
3.3完井作业工程措施：
1）电测前通井采用刚性钻具结构：
Φ215.9mm牙轮钻头+回压凡尔+Φ165mm钻铤3根+212mm修壁器+127mm加重钻杆+127mm钻杆
2）为了电测顺利，通井提高钻具刚性，下钻时在井深2600-2770米（夹层多，井眼不规则）上下活动2-3次。
3）本次通井分段循环下钻，分段循环井段：2100米、2900米、井底。
循环时间：开泵正常后，考虑防漏问题，排量最高提到1.85m3/min，循环2-3个循环周，循环期间大范围活动钻具，充分保证井眼泥沙携带干净。振动筛无砂后，用“油基润滑剂1吨+塑料小球2吨”+树脂0.5吨封井，干通10柱后起钻电测。
完钻电测采用存储式-Xtream穿钻头测井，一次成功无任何阻卡。
4）固井压塞液及顶替液配方
压塞液配制：2m3清水+50kgDSP-2+20kg纯碱+20kg缓凝剂。
顶替液配制：10m3井浆+40%清水+2%SF-4+2%缓凝剂+2%降粘剂+2%褐煤+2%酚醛树脂+1%烧碱，FV：35-40s。
本井通过执行了以上技术措施，科学防治克服油气污染钻井液，预防沥青层卡钻、全井施工期间井控安全受控、；完钻电测、完井电测均顺利一次成功,为后期梁115区块整体开发提供了钻井技术保障。
四、认识与建议
（1）不断强化井控三岗联坐；特殊环节干部24小时坐岗监控；建立“发现溢流立即关井，疑似溢流关井观察”理念；
（2）勤测钻井液比重，观察好气测值变化、缓冲罐流量、流速和泥浆罐液面变化，如有异常第一时间关井并汇报，严禁脱岗、离岗、睡岗。
（3）加强岗位员工操作技能，理论联系实际，增强钻井复杂情况的敏感性，做到安全施工，杜绝超越程序，不安全的进尺坚决不能抢。
（4）后续施工中该区域设计加装环形防喷器，增配液气分离器、真空除气器以便有效分离泥浆中的气体，降低污染程度；使用除砂、除泥器有效清除细小钻屑及包裹在钻屑上的沥青甚至泥浆中的软化液体沥青，降低劣质固相也有利于控制流动性和粘度；
（5）岩层如沥青层、盐岩层、含水软泥岩层,必须提高钻井液密度,增大钻井液的液柱压力,以抗衡围岩的蠕动或塑流，应采取试钻法，逐步提高钻井液密度，以防止压漏地层。
（6）由于钻进过程中有循环压耗切起钻时会有一定的抽吸作用，因此为防止沥青在起钻过程中的侵入，起钻前需要在井内注入一定高度的重浆做泥浆帽或环空注入一定高度底塞，根据前期后效情况、重浆密度，地层压力系数确定泥浆帽、底塞高度；
（7）对于沥青层.其分布情况无规律可循,往往会打遭遇战。遇到这种地层(包括盐岩层),应注意以下参数异常表现：
(a)钻速加快;
(b)扭矩增大;
(c)上提下放钻具摩阻增大，提起钻具后钻头放不到原井深;
(e)划眼困难,有憋钻现象,其速度比钻进还慢,经反复划眼仍不能恢复正常钻进。
在沥青层中钻进，如遇快钻时,进尺不可超过0.3m,立即上提。如上提有阻力,在安全的条件下,尽最大可能上提。关键的问题是及早发现,及早处理,不能等到转盘扭矩很大甚至不能转动时再想提也提不起来了,这种教训在胜利油田和中原油田曾发生过多次。钻完一个单根,应提起平稳划眼2-3遍,修整井壁。
参考文献
【1】蒋希文. 钻井事故与复杂问题 北京：石油工业出版社， 2006
【2】田利英. 溢流的原因、检测与预防 东营.中国石油大学出版社.2008
【3】 樊枫, 李琪, 杨波. 沥青层钻进技术总结和技术方案推荐[J]. 石油化工应用, 2011
作者简介：刘春平,1975年生.1996年毕业于胜利石油学校钻井工程专业，工程师 ping321-@163.com。