塔中地区寒武系盐下白云岩卡层研究——以中寒2井为例

祁腾飞，任俊鹏，周鹏遥，陈柳，王敏捷

中国石油塔里木油田分公司 监督中心（新疆 库尔勒 841000）

0 引言

随着勘探开发力度的逐步增大，向深层要油气成为今后油气勘探的必然选择，寒武系盐下白云岩层以其储层厚度大、分布广、盖层优质、勘探程度低成为塔里木盆地油气勘探重要的战略接替层位[1]。塔中区块下寒武统白云岩普遍发育，台地礁滩相、丘滩相等多种有利沉积相展布，寒武系底部玉尔吐斯组黑色泥页岩生烃条件好[2]，中寒武统阿瓦塔格组和沙依里克组膏盐岩优质盖层厚度大[3]，三者共同构成了有利的生储盖组合，中深1井和中深1C井的成功证实了本地区盐下白云岩重大勘探潜力。中寒2井是部署在塔中地区塔中10号构造带上中寒6号构造的一口风险探井，目的是探索塔中凸起塔中10号构造带下寒武统障壁丘滩白云岩含油气性及勘探潜力。盐下寒武系井钻井关键环节是中寒武统盐层底部的中完卡层工作，如果卡层出现失误，可能会导致井漏、卡钻等工程复杂。本区块寒武系盐下白云岩储层埋深大（＞8 000 m），地震资料品质较差，地层及构造预测准确性低；邻井少且距离远，地层可对比性差；区域上深部辉绿岩侵入体发育且发育规律难以预测，辉绿岩易垮塌井漏[4]，种种因素造成盐底卡层井控风险大，地层对比难度大，沙依里克组盐层底部能否卡准，直接影响钻井进度和井控安全。本文在地震剖面预测的基础上，结合沉积相特征，通过地震剖面特征分析、地层对比、岩性分析，阐述了中寒2井沙依里克组盐底卡层过程，保证了钻井施工的顺利进行。

1 基本情况

1.1 构造特征

中寒2井位于塔中隆起塔中凸起北斜坡塔中10号构造带中寒6号构造，中古48井北东约1.8 km。塔中凸起从北向南划分为3个三级构造带：塔中北斜坡、塔中中央主垒带和塔中南斜坡[5]。其中，塔中北斜坡位于塔中中央主垒带和塔中Ⅰ号坡折带之间，是一个整体向北西方向倾斜的大型鼻状构造，可进一步划分为塔中10号构造带、塔中40号构造带、塔中Ⅰ号坡折带等四级构造带，其中塔中10号构造带和塔中40号构造带为逆冲构造[6]。

1.2 地层特征

本井钻揭地层自上而下依次为：新生界第四系、新近系、古近系；中生界白垩系、三叠系；古生界二叠系、石炭系、志留系、奥陶系、寒武系；元古界前寒武系（未穿）。缺失地层为中生界侏罗系和奥陶系吐木休克组和一间房组。目的层为寒武系吾松格尔组和肖尔布拉克组白云岩。三开钻至7 681 m进入中寒武统阿瓦塔格组上部膏盐岩段中完，封固盐上地层。

1.3 沉积相

塔中10号构造带为下寒武统沉积前向海方向的第一排正地貌带，具有发育障壁滩沉积条件。根据地震沉积相分析，下寒武统丘滩复合体沿塔中10正地貌带呈带状展布，中寒2井位于塔中10号带障壁丘滩，储层条件有利。

1.4 中完原则

本井寒武系盐下白云岩卡层的中完原则是确认钻穿沙依里克组膏盐岩，进入吾松格尔组含泥白云岩5 m以内中完。

2 卡层难点

2.1 实钻与设计差距大

塔中区域井区内构造运动导致地层相对复杂，地震资料少、品质差，设计与实钻差距大。

1）设计沙依里克组7 940 m钻遇断层，实际在8 052～8 076 m钻遇辉绿岩。

2）设计寒武系中统膏盐层阿瓦塔格组和沙依里克组7 885～8 240 m共计355 m，实际从7 686～8 376.5 m共计钻遇690.5 m，地层有加厚趋势。

2.2 与邻井地层对比性差

1）邻井中寒1井距离中寒2井71.6 km，楚探1井距离中寒2井100.6 km。两口井均距离较远。

2）中寒2井与两口邻井的阿瓦塔格组和沙依里克组岩层厚度对比见表1，中寒2井阿瓦塔格组厚度是中寒1井的1.9倍，是楚探1井的2.4倍，对比来看，中寒1井盐层薄，楚探1井盐层厚，中寒2井盐层更深更厚，寒武系中统阿瓦塔格组可对比性差，给沙依里克组地层对比带来较大挑战。

表1 楚探1、中寒2、中寒1三口井阿瓦塔格组和沙依里克组对比

2.3 钻遇盐层最深

邻井楚探1井沙依里克组盐层发育在7 500 m附近在盐间并未钻遇火成岩，但是2016年3月18日在钻至7 552.56 m进入吾松格尔组时钻遇火成岩卡钻且同时发生井漏，处理事故失利导致钻具断裂落井打捞失败，之后回填侧钻[7]。

中寒2井沙依里克组盐层发育在8 300 m附近，是目前塔里木油田最深盐层，在阿瓦塔格组盐间钻遇火成岩。由于该区块中寒武统地层岩性复杂、火成岩易垮塌、膏盐岩埋深大、厚度大、井底温度高、高压盐水及恶性漏失同层，一旦盐层未封完，降密度打开目的层极易造成卡钻等复杂工况[8]。

3 卡层过程

3.1 卡层方案

选取楚探1井、中寒1井进行地层对比，沙依里克组主要分为上部云灰岩段、中部膏盐岩段、底部膏云岩段。图1为楚探1井和中寒1井沙依里克组地层对比图。

图1 楚探1井和中寒1井沙依里克组地层对比

1）云灰岩段：本层主要特征是岩性以云岩和灰岩为主，碳酸盐岩含量能够达到90%以上，区别于上部地层阿瓦塔格组底部的盐层，中寒1井顶部标志层云灰岩段厚53 m，楚探1井厚60 m，中寒2井钻厚58 m，对比较好。

2）膏盐岩段：本层主要特征是岩性以石膏、盐岩为主，部分夹杂白云岩，区别于上部云灰岩段，碳酸盐岩含量下降至40%左右，楚探1井膏盐岩段发育，中寒1井发育较低，但是根据中寒2实钻情况，膏盐层较为发育，更接近楚探1井。

3）膏云岩段：本层主要特征岩性以石膏和云岩为主，不发育盐层，楚探1井和中寒1井均不发育盐层，伽马曲线平直，泥质含量较低。

具体卡层步骤为：①先卡膏盐岩段底：最后一套盐岩钻穿后15～20 m再未见盐层，且岩性以膏云互层为主，可确定进入膏云岩段；②确认进入膏云岩段后控时钻进，保证井筒3～5 m岩屑；③紧盯微钻时、加密捞岩屑、做碳酸盐岩含量分析、元素录井分析；见到1至2套膏云岩互层可中完[9]。

风险分析：①如果不发育火成岩，中完前后岩性应为泥质含量较高的云岩、膏云岩、膏泥岩为主，不发育盐岩，且储层不发育，井漏风险小；②如果火成岩发育，工程风险大，在钻揭膏云岩段后，起钻更换小钻头进行卡层，降低恶性漏失风险。

3.2 卡层实施

1）钻至8 167 m时，钻时增大云灰质成分陡然增加，判断可能进入沙依里克组。

2）8 166～8 220 m，碳酸盐含量逐渐超过90%，且未出现膏质成分和盐岩，从而印证8 166 m是沙依里克组顶界。

3）钻至8 221 m时，当米岩屑碳酸盐岩含量陡然降至10%，通过石膏滴定实验和元素数据判断进入中部膏盐岩段。

4）根据和楚探1井中部膏盐岩段对比，楚探1井中部膏盐层内部可以分为上部盐岩段，中部的石膏、盐岩、碳酸盐岩互层段，底部的盐岩段。中寒2井上部盐层发育常夹杂有石膏不如楚探1井纯净，中部石膏、云岩、盐岩三者互层，在判断盐底时存在一定困难。

5）8 319～8 349 m为一套30 m厚的盐层，8 349～8 360 m呈现出膏岩和云质膏岩互层的特征，判断已到盐底，计划中完。

6）钻至8 361 m时，出现火成岩，此时极易出现井漏等复杂工况，卡层风险增大。

7）为保证中完安全作业，需将火成岩钻穿封住显示层，8 364～8 368 m为泥质云岩和膏云岩互层，确定已钻至盐底，为规避再次可能出现的火成岩造成复杂工况，决定在8 368 m中完。图2为中寒2井沙依里克组综合柱状图。

图2 中寒2井沙依里克组综合柱状图

3.3 判断依据

1）钻时明显：通过对比发现中寒2、中寒1、楚探1三口井沙依里克组钻时呈现相同变化特征，膏盐岩段钻时最低，云灰岩段和膏云岩段较高，且云岩的钻时大致是盐层的4倍左右。从8 350～8 368 m持续接近18 m的高钻时，盐层已钻穿，进入钻时较高的底部膏云岩段，已到盐底。

2）岩屑：从返出岩屑来看，8 350 m开始盐岩出完，8 349～8 359 m为云质膏岩和石膏的互层，叠加8 364～8 368 m的泥质云岩和膏云岩，14 m不见盐岩，且石膏和云岩互层。为沙依里克组组下部典型的膏云岩段特征。已到盐底。

3）元素录井：云灰岩段Mg元素不断下降，S元素保持较低值，膏盐岩段以S元素上升，Mg保持较低值，膏云岩段，S元素快速下降，Mg元素上升，说明云岩又开始发育，进入膏云岩段，已到盐底。图3为中寒2井沙依里克组元素录井Mg和S元素变化图[10]。

图3 中寒2井沙依里克组元素录井Mg和S元素变化图

4）碳酸盐岩含量分析：云灰岩段，碳酸盐岩总量达到90%，膏盐岩段仅40%，膏云岩段又逐渐上升，8 366 m以后达到60%，证明进入底部膏云岩段，已到盐底。

5）对邻井出现的各种工程事故及复杂情况要了如指掌，加强地层对比，及时做出预告并提出建设性建议，为安全钻井保驾护航。

3.4 卡层结果

根据五开数据，8 368 m之后再未出现盐层，卡层成功。并且成功避开8 370～8 435 m的火成岩（8 371～8 376 m有油气显示，全烃值最高达到77%），节约了宝贵的时间，有效降低揭开火成岩显示层的井控风险。

4 结论

中寒2井盐下白云岩卡层通过利用地震、地层对比、沉积相等相关资料制定卡层方案，再综合钻时、氯根、电导率等工程参数及岩性、元素、碳酸盐岩含量等地质特征决定是否中完。

1）本井在寒武系盐下目的层钻遇火成岩未发生井漏，且发现较好气测显示，建议该井段进行射孔试油，一旦突破意义重大。

2）火成岩发育位置不确定，钻进过程中密切紧盯岩性变化，如果出现火成岩及时上提钻具至安全井段，循环观察岩性变化，控时钻进。

3）综合利用钻时、返出岩屑、元素录井、碳酸盐岩含量、含膏实验等手段，多方验证，提高决策准确率。

4）中寒2井与不同区块上的楚探1井（巴楚隆起巴东构造带）对比性较好，在做地层对比时一定要收集查阅更多邻井资料，不同区块的井也要考虑和参考。