地震层速度法预测南海北部深水钻井安全钻井液密度窗口

地震层速度法预测南海北部深水钻井安全钻井液密度窗口

陈江华;李忠慧;方满宗;李磊;朱亮;吴惠梅

【摘要】针对南海北部琼东南盆地深水油气田钻井过程中窄钻井液密度窗口导致

的井漏问题，建立了适合深水环境的井壁稳定分析计算模型，应用地震层速度资料对L4井的地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力进行了计算。结果表明，坍塌压力随井深增加而增大，但总体都小于地层孔隙压力，因此将地层孔隙压力作为安全钻井液密度窗口的下限。破裂压力随井深增加而增大，在海底泥面处最小，仅为

1.02 g/cm3，地层孔隙压力与地层破裂压力下限的范围仅为0.021~0.092 g/cm3，最大也只有0.290 g/cm3，表明安全钻井液密度窗口窄。结合目标井的实际情况，考虑ECD、激动压力等的影响，推荐了不同层段钻井液密度范围，计算结果与实

钻情况吻合，满足实际需要，表明应用层速度计算安全钻井液密度窗口是可行的。%For solving the problem of well leakage caused by the narrow mud density window drilling, at the deep water oil and gas ifeld in Qiongdongnan Basin of the northern South China Sea, the calculation model has been established to analysis of wellbore stability in deep water conditions. In addition, we calculate formation pressure and collapse pressure and rupture pressure about L4 well based on the seismic data. It indicated that the collapse pressure increases with well depth and it is all less than formation pressure, so the formation pore pressure is as a lower limit of the safe mud density window. Further the rupture pressure increases with well depth and it has a minimum value just 1.02 g/cm3 at

the bottom of the sea. The lower limit of formation pressure and rupture pressure just ranges from 0.021 g/cm3 to 0.092 g/cm3, the maximum

value is 0.290 g/cm3. It indicates that the safe mud density window is narrow. According the actual situation of the target wells and ECD and the surge pressure, we recommended the range of drilling lfuid density in different layers. The calculation results consistent with the actual drilling data and meet the actual needs. It indicated it is feasible about application the seismic data to calculate the safe mud density window, and it is of important signiifcance for the area following drilling.

【期刊名称】《石油钻采工艺》

【年(卷),期】2015(000)004

【总页数】3页(P42-44)

【关键词】深水钻井;钻井液密度窗口;低温;钻井难点;地震层速度法

【作者】陈江华;李忠慧;方满宗;李磊;朱亮;吴惠梅

【作者单位】长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100; 中海石油中国有限公司湛江分公司，广东湛江 524057;长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100;中海石油中国有限公司湛江分公司，广东湛江 524057;中海石油中国有限公司湛江分公司，广东湛江 524057;长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100;长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100

【正文语种】中文

【中图分类】TE249

全球海洋油气资源丰富，但尚处于勘探早期阶段，许多钻井难点有待于研究。中国南海深水区石油地质储量丰富，其中南海北部琼东南盆地、珠江口盆地、台西南盆

地和南海南部南沙海域13个新生代沉积盆地均部分或全部位于深水区［1］（何

家雄等，2006）。深水作业施工风险高、技术要求高［2］（R. O. Snell，2001）。目前，南海北部琼东南盆地深水钻井过程中面临的主要问题有浅层地质

灾害［3］（刘正礼等，2015），如不稳定海床，天然气水合物，深水低温，窄钻井液密度窗口等［4］（王友华等，2011）。海床不稳是地层破裂压力低的原因之一，低温会影响钻井液的携砂能力和悬浮性能，同时也容易引起钻井液稠化，使其流变性变差，循环阻力变大，不利于深水环境下窄密度窗口安全钻井［5］（J. C. Flores，2009），因此，准确确定安全钻井液密度窗口是深水钻井成功的关键。

南海北部琼东南盆地深水油气田水深在1 300～ 1 550 m之间，上覆岩层重量被

海水所替代的范围较大，与陆地或浅水地层相比上覆岩层压力偏低，从而导致地层破裂压力较低，地层破裂压力和孔隙压力之间的差别很小；同时，隔水管环空压耗会产生附加密度，可使钻井液密度窗口进一步变窄［6］（陈国明等，2007），容易发生井漏、井喷等复杂情况。如L3井在3 138.6 m黄流组钻井液密度为1.30

g/cm3即发生井漏，陵水组下部多处发生测井工具卡钻，Y1井从2 604 m往下

发生多处漏失，现场漏失实验统计漏失压力当量密度1.25 g/cm3左右，C1井三

亚组既发生漏失，又发生卡钻，陵水组以漏失为主，该井现场地漏实验统计漏失压力当量密度1.19～1.20 g/cm3。窄钻井液密度窗口导致的井漏给实际施工带来了很大的难度和风险。为保证安全，必须准确计算待钻井坍塌压力和破裂压力，从而确定合适的钻井液密度，保证井底压力在安全钻井液密度窗口内。

国内外学者针对深水钻井井壁稳定性分析进行了大量研究［7-8］（D. Power，2003；L. S. Rocha，2004），总体看来，针对深水环境下的井壁稳定分析的原理及方法基本相同，即首先确定井周应力状态和地层变形破坏规律，再结合强度破坏准则判断井壁是否稳定［7-9］。但深水地层与陆地或浅水地层最大的区别有2点：一是海底低温容易引起钻井液稠化，使其流变性变差，循环阻力变大，不利于深