沙灣-四棵樹凹陷風險探井安全快速鑽井技術：
讓準噶爾盆地油氣勘探列車提速
2018年12月15日，位於小拐鄉、距克拉瑪依市區東南66公里的沙探1井喜獲高產工業油氣流。這是面積達八千多平方公里的沙灣凹陷在勘探上的一個重大突破，它意味著又一個“瑪湖油田”或將誕生。
工程技術研究院鑽井科研人員正在開展風險探井方案討論。
2019年1月6日，位於烏蘇市境內的風險探井——高探1井喜獲高產油氣流，日產原油1213立方米、天然氣32立方米，創中國石油新疆油田公司在準噶爾盆地單井日產量最高紀錄。
眾所周知，準噶爾盆地南緣油氣資源十分豐富，儲蓋組合匹配良好，沿天山北麓發育的長達400千米的大型背斜構造帶，具備形成世界級前陸盆地大油氣田的地質條件。但自獨山子油田發現後，因地表條件惡劣、地下構造複雜，經歷重重困難，勘探難以找準突破口。
可以說，通往準噶爾盆地的油氣勘探列車，一度行駛緩慢。
沙探1井和高探1井的重大突破，是準噶爾盆地油氣勘探史上的重要里程碑，證實了準噶爾盆地南緣前陸大型油氣富集區，勘探潛力巨大，對全面加快整個南緣地區規模勘探進程具有重要意義。
這兩項重大突破，讓新疆石油人為之振奮、為之激動。這其中，新疆油田公司工程技術研究院鑽井工程研究所副所長石建剛尤為興奮，因為沙探1井和高探1井的成功，也有以他為代表的工程技術研究院人的一份功勞。
正是他所負責的項目《沙灣-四棵樹凹陷風險探井安全快速鑽井技術》，成功讓沙探1井和高探1井——這兩輛行駛在準噶爾盆地的油氣勘探列車成功提速。
準噶爾盆地南緣下組合具備形成世界級大油氣田的地質條件，這是油氣勘探領域眾所周知的事實，然而，她真正清晰的面容，仍未向世人展露。為探明這一區域，揭開她神祕的面紗，2018年，新疆油田公司決定開通兩列通往這一區域的油氣勘探列車——部署沙探1井和高探1井。其中，沙探1井設計井深5550米，高探1井設計井深5980米。
美麗的風景，大多藏在深山險壑；通往詩和遠方的旅程，註定不是坦途。對於沙探1井和高探1井來說，複雜的地質構造，是這兩口風險探井取得成功的“攔路虎”。
具體來說，在沙探1井，白堊系至二疊系烏爾禾組地層大段泥岩發育，長裸眼泥岩井段井壁穩定性差，易發生擴徑垮塌；二疊系佳木河組地層發育天然裂縫，地層承壓能力差，易發生漏失。
在高探1井，地層壓力系統複雜，縱向上高低壓互層且地層壓力高、壓差大，油氣水活躍，井身結構設計難度大；地層水敏性強，易發生縮徑、垮塌、粘卡；構造運動劇烈，地層破碎，易發生井漏和卡鑽；地層可鑽性差，鑽頭選型困難，機械鑽速低。
上述複雜的地質構造，造成的直接後果，就是鑽井難度的提升，鑽井週期的拉長。沙探1井的鄰井，完鑽井深4835米至5050米，鑽井週期長達124天到141天；而南緣四棵樹凹陷深井完鑽井深5285米至6529米，鑽井週期達到245天到480天，尤其是與高探1井位於同一背斜的高泉1井，曾發生惡性卡鑽事故5次，側鑽3次。
針對沙探1井、高探1井鑽井技術難題，《沙灣-四棵樹凹陷風險探井安全快速鑽井技術》課題主要從井身結構優化、鑽井提速技術、油基鑽井液技術、精細控壓鑽井技術四個方面進行了研究。
井身結構優化方面，課題組開展了地層三壓力剖面預測和評價，參考鄰井所取得的地質數據等，確定合理井身結構設計必封點。
在油基鑽井液技術攻關中，針對地層巖性特點，優選鑽井液體系，提高長裸眼泥岩井段井壁穩定性。
在鑽井提速技術方面，開展了地層岩石力學特性分析和岩石可鑽性評價，針對不同地層特性優選鑽頭和輔助提速工具。與鑽頭生產廠家密切合作，讓廠家根據數據資料，量身定做鑽頭，並引進使用了扭力衝擊器等技術。
在精細控壓技術攻關中，針對異常高壓、窄密度安全窗口地層開展安全鑽井適應性評價研究，以確保安全快速鑽井。
現場試驗表明，通過集成應用先進技術，沙探1井鑽井週期109天，較鄰井平均井深深654米前提下鑽井週期縮短25.7天；高探1井完鑽井深5920米，鑽井週期217天，較鄰井高泉1井縮短263天。
至此，沙灣-四棵樹凹陷風險探井安全快速鑽井技術，讓行進在準噶爾盆地的兩輛油氣勘探列車成功提速。
目前，該項成果還在沙灣凹陷風險探井沙探2井、南緣高泉5井、高101、高102、樂探1井、呼探1井及博達1井等7口井中推廣應用，並獲得了2018年“油田公司科學技術獎”一等獎。
來源：克拉瑪依日報記者 劉奎
通訊員： 高迎春 徐生江 裘新農
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