1、1盐穴储气库井钻井关键技术研究1 盐穴储气库钻井技术特征 1.1 盐穴储气库井与常规油气井主要区别。井筒压力不同，盐穴储气库井受交变压力影响；井眼尺寸和套管尺寸不同，盐穴储气库井的较大；储层类型不同，盐穴储气库井储层为盐岩层；使用寿命要求不同，盐穴储气库井要求为 50 年。 1.2 盐穴储气库井对钻井的要求。井内压力交替变化，必须满足注气和采气过程的密封性；确保较高的井筒质量，满足注气和采气运行的需要；满足最佳造腔需要，缩短建库时间，减少造腔投资；完井套管应采用高强度厚壁气密封套管，防止盐岩层蠕变被挤毁；满足季节调峰和应急供气需要。 1.3 盐膏层地区钻井技术难题。盐岩的塑性变形产生井径缩小；
2、夹在盐岩层间的薄层泥页岩、粉砂岩等不溶物，盐溶后上下失去承托，在机械碰撞作用下掉块、坍塌；石膏或含石膏的泥岩在井内钻井液液柱压力不能平衡地层本身的横向应力时，会向井内运移垮塌；盐膏层非均匀载荷引起套管挤毁变形，盐膏层在构造应力、上覆岩石压力、温度、倾角、厚度等因素作用下，会发生溶解、蠕变、滑移或塑性流动，对套管产生相当大的外挤载荷，致使套管挤扁、弯曲甚至错断。 2 井身结构设计 井身结构设计是钻井工程的基础，关系到钻井技术经济指标、产能2大小、储气盐穴的质量和寿命。井身结构设计主要内容包括每层套管层次、各层套管相应井眼尺寸、套管直径和下入深度以及水泥返高等。设计的主要依据是地层岩性特征、地层孔
3、隙压力和地层破裂压力。 2.1 套管层次及作用。 （1）导管。主要作用是封固表层疏松地层，将钻井液从地表引导到钻井装置平面上来，建立循环和保护钻井基础。 （2）表层套管。表层套管主要有两个作用：一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支撑后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层。表层套管必须下在有足够强度的地层上，以免发生井涌关井将套管鞋地层压漏。表层套管的水泥浆通常返至地面。 （3）技术套管。其作用将不同地层孔隙压力的层系或易塌、易漏等难于控制的复杂地层，给予封隔，保证钻井的顺利进行。根据需要，技术套管可以是一层、两层甚至多层。技术套管的水泥返高，一般应返至封隔层顶部 100200m
4、 以上。对高压气层，为了更好地防止漏气，应将水泥浆返至地面。 （4）生产套管。这是钻达目的层后下入的最后一层套管，其作用是将盐岩层与其他地层，或不同压力的盐岩层封隔开来，形成储气盐腔至地面的坚固通道，保证长期生产。生产套管的水泥浆必须返至地面，以加固套管和增强螺纹密封性，提高套管抗内压能力。 2.2 井身结构设计原则。避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生；套管尺寸应满足造腔和注采作业要求；能够有效地封闭气源，保证套管螺纹和管外水泥环的密封质量；有利于后续的修井作业。 32.3 井身结构设计的基本数据。地质方面的数据，主要包括岩性剖面及其钻井故障提示、地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力。 工程类数据，
5、主要包括抽汲压力与激动压力允许值、地层压裂安全增值、井涌条件允许值和压差允值等。 3 钻井液优选 3.1 钻井液体系选择。 （1）储气库钻井液使用水基钻井液体系。 （2）技术套管钻井液使用聚合物钻井液。聚合物钻井液是以具有絮凝和包被作用的高分子聚合物为处理剂的水基钻井液，其特点：一是抑制分散，防止泥岩水化膨胀，有利于井壁稳定，减少复杂情况和事故的出现；二是剪切稀释能力强，流动阻力小，携带岩屑能力强，有利于提高钻井速度。 （3）生产套管钻井液使用饱和或欠饱和型卤水钻井液。卤水钻井液由海水或卤水取制而成，其突出特点是对黏土水化有较强的抑制作用，可以防止盐的侵入而影响其性能，为安全、快速钻达盐膏层提
6、供可靠保障。 3.2 钻井液性能控制。盐穴储气库注采井对井筒的要求非常严格，良好的井眼是储气库注采井钻井、固井、后期注采施工安全的基础，必须根据实际情况对钻井液的性能进行有效控制。钻井液密度是关系到井下安全和钻进速度的重要性能指标，要根据地层压力确定各钻井阶段的密度，防止井漏、井壁坍塌和盐岩层蠕变等复杂情况出现，提高钻进速度。在使用卤水钻井液时，欠饱和卤水钻井液，Cl-浓度为46000189000mg/L，饱和卤水钻井液 Cl-浓度为 189000mg/L 以上，以便粘度、切力和失水量等性能指标得到有效控制。 3.3 固相控制措施。根据实际地区的地质岩性特点、井身机构和钻井参数、地质对钻井液密
7、度的要求，保证全井钻井液低固相含量至关重要，必须尽量发挥现有设备的效率，最大限度地清除钻井液中的无用固相，保证钻井液在低固相含量，以达到最佳技术经济指标。 4 完井方法 完井方法应该根据该井的储层类型、地层岩性、气层稳定性、渗透率、开采方式和经济指标进行综合分析优选确定。储气库注采井的完井方法还要考虑到注采井的使用特性。目前，常用的完井方法主要有裸眼和射孔两种，对于盐穴储气库而言，主要采用的是裸眼完钻的方式。裸眼完井法是指套管下至生产层顶部进行固井，最后钻开盐岩层完井，不下套管，不注水泥浆，在电测取得各种地质资料后，下入造腔管柱进行溶漓造腔。 5 井口装置 完井井口装置是装在地面的井口设备，用
8、以悬吊和安放各种井内管柱，以及控制盒导引井内流体输出、地面流体注入井内。对于盐穴储气库的钻井来说，水溶造腔、腔体密封检测、注气排卤和注气、采气正常生产各个不同阶段，其油管头和采油树的结构和尺寸不尽相同，应及时作出调整，以满足工艺流程的需要。完井井口装置压力级别应满足注气最高压力的要求，一般安全系数必须大于 1.5。 6 结语 5盐穴储气库是主要的储气库类型之一，具有注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等特点，针对盐穴储气库井高的井身质量要求，复杂的测试实验过程，需要在实践中不断总结经验，实验有效地新技术、工具等，形成有中国特色的盐穴储气库井钻井配套技术，以提高我国在国际国内储气库市场的竞争力。
