玄武岩项目成果报告.doc

玄武岩地层安全快速钻进配套技术研究与应用 中国海洋油田服务公司钻井事业部 二○○八年十一月  前 言 一、项目研究目的及意义 冀东油田作为国家重点扶持的21世纪初期的中国石油示范性样板工程，为加快钻井速度，推广应用了诸多先进技术， 在多个区块勘探开发中得到突破，但仍存在许多制约钻井速度的瓶颈问题，比较突出的一个是其馆陶组地层含有几十米至几百米的凝灰质玄武岩、玄武岩、泥质玄武岩地层，这些玄武岩主要由硅酸盐矿物组成，是岩浆在地下冷凝形成的岩石，密度大、硬度高、可钻性差，钻头选型困难，同时由于玄武岩自身特性，在钻进中过程坍塌掉块、漏失和卡钻等井下复杂多发，随时有卡死钻具甚至整口井报废的危险。为了提高钻井速度，降低钻井成本，提高南堡油田开发速度和开发效益。2008年中国海洋油田公司同意立项开展《冀东油田作为国家重点扶持的21世纪初期的示范性样板工程，为加快钻井速度，推广应用了诸多先进技术， 在多个区块勘探开发中得到突破，但仍存在许多制约钻井速度的瓶颈问题，比较突出的一个是其馆陶组地层含有几十米至几百米的凝灰质玄武岩、玄武岩、泥质玄武岩地层，这些玄武岩主要由硅酸盐矿物组成，是岩浆在地下冷凝形成的岩石，密度大、硬度高、可钻性差，钻头选型困难，同时由于玄武岩自身特性，在钻进中过程坍塌掉块、漏失和卡钻等井下复杂多发，随时有卡死钻具甚至整口井报废的危险。 为了提高钻井速度，降低钻井成本，为提高冀东南堡油田的开发速度和开发效益。2008年，中国海洋油田服务公司同意立项开展《玄武岩地层安全快速钻进配 套技术研究与应用》研究。 本项目旨在研究出适合本区玄武岩地层快速钻进的配套技术，包括钻头选型、泥浆性能、钻进参数等，全面提高该地层的钻进速度和钻井安全。该技术能大大节省钻井成本，提高油田开发效益和服务水平。 二、项目完成情况及主要研究成果 冀东南堡油田地质简况 一、南堡油田概况 南堡油田位于唐山市南堡滩海、曹妃甸海域，处古滦河三角洲前沿和海南湾中央深槽的交界地带，为浅滩向浅海过渡地带，沿海地带地势十分平坦，有大范围滩涂存在，地形平缓地向深水过度，坡度2-5%左右，个别地段分布有水下潮流砂脊或砂坡。为层状断块构造岩性油藏。 二、南堡油田地层序列及岩性简述 南堡油田由上至下钻遇如下地层： 第四系平原组：厚约300m，岩性为粘土和散砂。与下伏地层明化镇组呈角度不整合接触。 上第三系： 明化镇组：厚约1600m左右，岩性上部为灰色泥岩与灰黄色细砂岩互层；中部以灰色泥岩与浅灰色细砂岩呈不等厚互层；下部为大段棕红色、绿灰色泥岩夹薄层浅灰色细砂岩。 馆陶组：厚约600m左右，主要岩性上部以浅灰色含砾不等粒砂岩为主与灰色泥岩呈交互层。中部为大段灰黑色玄武岩与中、薄层灰色泥岩、凝灰岩呈不等厚互层。下部为大段灰色泥岩、灰色玄武质泥岩、灰黑色玄武岩。与下伏东营组一段地层呈角度不整合接触。 下第三系： 东营组一段：厚度约350m，岩性顶部为厚约50-80m的泥岩，夹薄层砂岩，中部为中、厚层细砂岩、粉砂岩与灰色泥岩呈不等厚互层，下部为大段泥岩加薄砂层。 三、储层特性 南堡油田地层压力系数为0.99-1.06， 地温梯度2.88℃/100m。储层孔隙度13.6%-28.4%，平均15.66%；渗透率3.11-594×10-3üm2，平均51.4×10-3üm2，为中孔中渗储层。储集空间以粒间溶孔为主。储层岩性细砂岩、粉砂岩与灰色泥岩呈不等厚互层为主。 南堡油田馆陶组的储层岩性以砂砾岩为主，最大厚度31.5m，最小厚度1.0m，平均厚度7.6m。厚层砂砾岩主要集中于馆陶组顶部和底部，中部为砂岩、砂砾岩与泥岩互层。孔隙类型主要是原生粒间孔，孔隙度为23.6％－31.1％，平均25.8％，渗透率为288－5310*10－3μm2，平均1171*10－3 μm2，属于高孔高渗型储层。 馆陶组地层的砂砾岩为南堡油田的主要储层，属于高孔高渗储层，特别是NgIV油层，由于先期开发过程中注水未跟上，造成地层能量亏空；馆陶组存在大段玄武岩地层，其地层坍塌压力为1.28g/cm3左右，为了保证钻井安全，钻井液密度必须控制在1.28g/cm3左右；由于受地壳运动作用，玄武岩产生了形变，使玄武岩存在裂缝或微裂缝，这些裂缝未被完全填充而成为流体流动通道，所以容易发生井漏。另外，玄武岩水敏性强、易吸水膨胀坍塌，在防地层垮塌提高钻井液密度前也必须做好防漏工作，提高地层的承压能力。 第二章 冀东南堡油田钻井简况 一、南堡油田勘探开发简况 2004年8月8日，南堡1号构造第一口预探井南堡1井开钻，揭开了该构造勘探的序幕。2006年8月19日，南堡油田第1口开发试验井南堡1-平1井开钻，揭开了南堡油田开发建设的序幕。目前南堡油田共完钻预探井、评价井60余口，进尺20.23×104m，探明石