新疆克里木气田ak101井钻井地质分析

新疆克里木气田ak101井钻井地质分析

as101井是塔西南沉陷喀什坳陷阿克斯莫木结构中部的评价井。井区位于南天山后山构造带。该层具有多变、研磨、钻孔、钻探、倾斜、高压系数高、复合盐膏层等特点。钻探和施工既复杂又困难。地质卡层的纠正直接影响钻头的质量和进度。钻井地质设计中的层位深度是通过地震手段预测获得,其核心技术是速度模型的建立,由于井区速度场在纵横向上变化较大,规律难以准确把握,标定的速度模型精度相对不高,使得各层位的深度误差相对较大。本文在地震预测的基础上,通过对沉积背景的研究,结合邻井钻时、岩性、地层厚度的对比,阐述了AK101井关键层位的卡层过程,保证了钻井施工的顺利进行。1含砾砂岩储集系塔西南坳陷在白垩纪早期克孜勒苏群沉积时期,气候干旱炎热,盆地整体坳陷下沉,河流携带了大量的碎屑物质在坳陷内沉积,形成了冲积扇—辫状河、辫状三角洲沉积体系,为巨厚的褐红色砾岩、含砾砂岩互层沉积,也是研究区内的主要储集层。白垩纪晚期至渐新世中晚期,塔西南坳陷经历了几次规模不等的海侵—海退旋回,普遍发育海湾—泻湖相、潮坪相沉积,其代表岩性以灰岩、泥岩、膏岩等为主。由于沉积环境动荡,横向上地层厚度变化较大,研究区内此套海相沉积厚度在400～1000m之间。自渐新世末开始,塔西南地区进入了陆相沉积阶段。在干旱—半干旱的气候条件下,广泛发育冲积扇—冲积平原沉积相,在研究区内表现为一套2000多米厚的陆源碎屑沉积。2下白垩统克孜勒苏群AK101井设计完钻井深3500m,自上而下钻遇的地层为:第四系,新近系,古近系及白垩系。目的层为下白垩统克孜勒苏群。一开钻至302m下入表层套管;二开钻穿卡拉塔尔组灰岩底界下技术套管以封固上部碎屑岩地层,并为三开提高钻井液密度做准备;三开钻进克孜勒苏群砂岩3m下入高强度套管固井,以封固易蠕动的膏盐层段,并为四开降低钻井液密度做准备(表1)。3ag10井钻卡层3.1地层分析与对比阿克莫木气田处于勘探评价阶段,完钻井数少,资料匮乏。现场地层预测与层位卡取主要是对已钻邻井作岩性对比及钻时对比,结合正钻井实际录井情况,预测主要层位的厚度及深度。岩性对比的依据是:沉积成层原理以及沉积过程中相邻地区岩性的相似性、岩性变化的顺序性和连续性,利用岩石的颜色、成分、结构等做井间的地层分析与对比。钻时对比的依据是:钻时的快慢反映了地下岩石的可钻性,同一层位的地层具有相似的岩性组合及岩性特征,其钻时特征是一致或相似的。可以用钻时曲线,结合岩屑录井的岩性剖面,进行井间地层分析与对比。3.2井深、底界及岩性对比确定二开钻进最主要的是卡准卡拉塔尔组底界,以确定技术套管下入深度。首先,根据岩性对比确定卡拉塔尔组顶界井深。邻井岩性对比发现,在卡拉塔尔组上部均未钻遇灰岩,一旦钻遇灰岩,即证明进入卡拉塔尔组。AK101井在井深2719m钻遇云质灰岩,为卡拉塔尔组顶界。其次,根据厚度对比预测卡拉塔尔组底界井深。邻井AK4井卡拉塔尔组的厚度为62m,AK1井的厚度为27.5m,AK1-2井的厚度为28m,预测AK101井卡拉塔尔组厚度在28～62m之间,井深在2747m～2781m之间。在此井深范围内,现场加强录井监测,密切关注岩性变化。最后,根据岩性对比确定卡拉塔尔组底界及二开中完井深。通过邻井岩性对比可以看出,钻穿卡拉塔尔组灰岩底界即是齐姆根组褐色泥岩。AK101井在井深2760m时钻遇褐色泥岩,视为卡拉塔尔组底界,根据设计要求,在井深2762m时二开中完(图2)。3.3克孜勒苏群砂岩顶界三开地层沉积时经历了多次海侵-海退旋回,环境较为动荡,横向地层厚度变化较大,地质卡层较为困难。另外,设计要求揭开目的层砂岩3m后下套管,邻井钻探中,齐姆根组至库克拜组地层压力较高,有盐膏岩复合层出现,地层蠕变缩径现象较严重,实钻中采用高密度kcl—欠饱和盐水聚磺体系钻井液钻进,当钻遇地层压力小、孔隙大的克孜勒苏群砂岩时,可能会造成严重的井漏事故。为了避免井漏事故的发生,现场建议在距离克孜勒苏群砂岩顶界10m的库克拜组内三开中完,这就对卡层提出了更高的要求。首先,根据钻时对比确定库克拜组顶界。邻井钻时对比发现东巴组底界均发育一套褐色含膏泥岩(或泥岩),钻时可达120～300min/m,钻遇库克拜组顶界灰岩时,钻时骤降至40min/m左右。AK101井在井深3161m钻时骤降,岩性由褐色泥岩变为灰白色云质灰岩,进入库克拜组。厚度对比确定库克拜组底界井深。由表3可以看出,AK101井各层厚度均介于AK4和AK1-2井之间,且随着深度的增加,AK101井与AK4井所对应层位的厚度差距在逐渐减小。因此,AK101井库克拜组厚度应更接近于AK4井。AK4井库克拜组厚度为72m,AK1-2井的厚度为55m,AK101井库克拜组地层厚度应在55～72m之间,井深在3216m～3233m之间,且更接近于3233m。岩性对比确定库克拜组底界及三开中完深度。从邻井岩性对比来看,库克拜组底界均发育一套褐色含膏泥岩,这套褐色含膏泥岩在AK4井中的厚度为16m,在AK1-2中为10m,因此,预测其在AK101井中的厚度在10～16m之间。AK101井在井深3212m钻遇这套泥岩,根据这套泥岩的厚度预测库克拜组底界井深在3222m～3228m,且更趋近于3228m。根据预测的库克拜组底界井深,现场决定在钻至井深3218m时中完(见图3)。3.4地质卡层预测误差从表4可以看出,AK101井设计与实钻情况相差较大,井深最大相差148m,厚度最大相差80.5m。通过现场地质卡层,对关键层位的预测误差大幅度减小。AK101井设计完井周期为215天,由于地质预告准确,钻井施工顺利,实际完井周期为189天,比设计缩短了26天。4地层沉积背景分析4.1AK101井区速度场规律变化难以掌握,地震预测精