浅谈伊朗南帕斯气田钻井施工技术难点及对策

张飞(中国石油集团海洋工程有限公司，天津 300280)

浅谈伊朗南帕斯气田钻井施工技术难点及对策

张飞(中国石油集团海洋工程有限公司，天津 300280)

文章介绍了伊朗南帕斯气田的概况、钻井施工作业要求，详细分析了存在的钻井地质和工程风险，总结了在该区块钻井的技术难点及对策，并提出了建议，可为后续的钻井施工提供一定的借签作用，也为尽可能地减少井下事故及复杂，缩短钻井周期，降低钻井成本等提供了宝贵的经验。

南帕斯气田；钻井施工；钻井液帽钻井技术

1 南帕斯气田概况

北方-南帕斯油气田位于波斯湾，在伊朗和卡塔尔之间。北方-南帕斯油气田总面积大约9700km2，其中北部3700km2位于伊朗水域内，被称为南帕斯气田；其余南部6000km2位于卡塔尔水域内。预计北方-南帕斯天然气田的总储存量为51000km3，此外还有约500亿桶凝析油。

2 南帕斯气田钻井施工作业要求

南帕斯气田所钻井为四开井，一般为井组作业，各井组里包含1口直井预探井，其余的为定向开发井。井身结构设计见表1。

完钻层位：Khuff组K4段下部。

完钻原则：从A靶点进入钻至B靶点，钻达设计井深后完钻。

完井方法：7"尾管固井，射孔完井。

表1 井身结构设计

3 南帕斯气田钻井施工风险分析

由于南帕斯气田的产量大，压力高，含硫高，施工井又都是大斜度大位移丛式定向井，地层中碳酸盐岩裂缝发育，钻井液密度窗口窄，容易导致钻进时出现局部和大量漏失，且易发生卡钻、井塌、遇阻等多种井下复杂事故，钻井施工周期长；高压盐水层容易导致溢流，H2S浓度高并且全井段广泛分布，带来很多安全隐患。

（1）井漏和溢流。南帕斯气田的部分井在Asmari/Jahrum，Sachun，Dariyan和Dashtak地层中钻进时出现局部和大量漏失，甚至失返；严重漏失将导致地层外溢，同时高压盐水层容易导致溢流。

（2）井漏影响固井质量。在下18-5/8"，13-3/8"和9-5/8"套管固井作业中出现漏失将导致全井段储集层不能有效的隔绝，发生窜槽。

（3）H2S浓度高。在Asmari，Jahrum，Dariyan，Hith，Khuff (K1，K2，K3和K4)地层中出现H2S；H2S将是井控风险，健康危害，腐蚀侵袭和影响钻井液性能的重要因素。

（4）缩径和盐膏污染。在Hith等地层将钻遇不同厚度的石膏层，石膏层钻进容易产生缩径从而引起起下钻遇阻，憋泵严重，需要倒划眼起钻等复杂情况。特别是在钻进至EvaporiteB组以后，将钻遇大段的石膏层，容易产生石膏污染钻井液以及缩径卡钻。

（5）井塌。UpSudair组、AgharShales组、UpKangan组的泥岩，水盐敏性强，遇水后易水化膨胀从而发生坍塌，严重时将导致卡钻卡套管。

（6）井眼清洁困难。斜井段钻井液携砂困难，井眼如果清洁不干净，易发生起下钻困难、起钻时易发生抽吸，严重时易造成沉砂或砂桥卡钻。

4 南帕斯气田钻井施工技术难点及对策

4.1 一开24”×18-5/8”井段施工难点及处理措施

一开24”井眼钻遇第三系的Asmari、Jahrum地层和白垩系的Ilam地层，岩性主要为：泥岩、页岩和石灰岩。地层含硫、高孔隙度，地层裂缝非常发育，地层压力系数为1.0～1.16。南帕斯区块80%以上井本井段施工都会出现复杂事故，甚至造成埋钻具等。

（1）难点1：Jahrum，AnhydriteFacies等地层为硬石膏、白云岩、石灰岩和粘土岩的互层，井壁不够稳定易，井漏失返和缩径严重极易卡钻。应对措施：强化井眼清洁措施，钻进时保持足够的循环排量，定期扫入高粘稠塞和坂土浆量帮助携带岩屑，避免岩屑在井筒内沉积，下套管前必须进行通井和在井底垫入稠塞作业；适当降低排量、泵压，减轻井下水动力对漏层的冲刷，降低漏层跨塌程度及漏速，泵压推荐为非漏层的80%；根据漏失层具备自我封堵能力的现象，采用“钻一退二”钻进技术措施+静止堵漏法，逐步降低漏速，钻过漏失层。

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（2）难点2：海水钻进时H2S频繁返出。应对措施：鉴于一开钻井液为海水，地层漏失层较多，漏失层具备自我封堵能力，因此在H2S溢出段选择了“排海钻进+静止堵漏”方法，有效控制了H2S外溢的危害。

4.2 二开16”×13-3/8”井段施工难点及处理措施

二开16″井眼钻遇白垩系的Sarvak、Kazhdumi、LowerSudair、Gadvan、Fahliyan地层以及侏罗系Hith、Surmeh地层，岩性主要为泥岩、泥质石灰岩、石灰岩、白云岩。

难点：本井段潜在Fahliyan低压地层井漏风险，水侵和油侵，页岩水化膨胀造成泥包，机械钻速较低；同时本井段为增斜段，定向钻进作业多，井眼轨迹及质量难以控制。

应对措施：尽可能采用低密度钻井液钻进，钻塞完毕后将井内海水替换成钾盐聚合物体系钻井液，强化钻井液性能，强调泥页岩层段的划眼措施，控制H2S的返出；完钻后短起至套管鞋，下钻到底调整钻井液性能，下钻时对井壁进行修正，井底垫入稠浆确保套管下入到底。

4.3 三开12-1/4”×9-5/8&10-3/4”井段施工难点及处理措施

三开裸眼段长＞2000m，地层胶结程度和压力系数变化大。

应对措施：

（1）Surmeh地层尽可能采用低密度钻进，发生井漏时加入随钻堵漏剂。现场储备重浆及足够的加重材料，进入EVAPORITEB高压盐水层前提前调整钻井液性能：通过加入堵漏剂的措施提高上部地层井壁承压能力后，提高钻井液密度进行高压层钻进。钻井液中确保KCL等抑制剂浓度满足要求，加密测量钻井液性能并及时调整，钻进过程中加强划眼，密切注意缩径卡钻。

（2）下套管前处理好井眼，完钻后最好倒划眼至套管后起钻更换通井钻具通井，确保井眼畅通，充分循环钻井液并全裸眼打好封闭；在发生卡钻后处理要果断，迅速大吨位上提，泵入海水降低钻井液密度的同时冲刷井壁。

4.4 四开8-1/2”×7”井段施工难点及处理措施

难点：目的层Kangan及Dalan地层的高压和卡钻及K2和K3地层H2S。

应对措施：进入油气层段后使用新配置的饱和盐水钻井液体系，钻井液中添加除硫材料及防蚀剂；采用大功率螺杆配合PDC钻头有利于提高机械钻速；固井时使用低密度水泥避免发生漏失。

另对于生产气层钻进，还需采取：钻进中实时监测钻井液全烃变化情况，实时监测钻井液液面增减情况，及时发现溢流及时处理。在气层中控制起钻速度；定时停止起钻作业，观察环空液位变化情况；采取小循环灌浆方式，连续灌浆，确保液柱压力不降。

5 结语

综上所述，可得出以下结论：（1）南帕斯气田24"井眼钻进过程中，经常发生严重漏失甚至失返，对于严重漏失的地层，由溶洞岩性地层造成的，一般堵漏效果差，而且钻进中产生的岩屑会被挤入到地层裂缝或溶洞内，不会因为失返岩屑无法返出，所以可采用“盲打”配合扫塞强钻漏失层。（2）16"井眼钻进过程中，针对钻井液严重漏失，采用控压钻进方法有效缩短了钻井周期。钻井液帽钻井技术是一种“钻井液不返出地面”的较为成熟的钻井工艺。此法可以减少钻井液损耗、对环空“压帽”后无需持续补充钻井液，提高钻井时效以及有效控制H2S的频繁返出。

张飞（1983-），男，河南南阳人，工程师，本科，研究方向：钻井技术。