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钻井工程设计

1设计依据

1.1井区自然概况

1.1.1地理环境

XX井是位于依拉克构造上的一口重点预探井。

该区地表为平缓的戈壁滩，局部地区有低矮小山，地表海拔1600m～2000m。

1.1.2交通、通讯

XX井位于塔里木盆地库车坳陷乌什凹陷依拉克构造上，行政隶属于新疆阿克苏地区温宿县。

该井位于温宿县城北约31.9km，XX井东北1.9km，XX井西3.5km，井区交通相对较好，有通往乌XX井井场便道。

通讯不便，主要依靠卫星电话。

1.1.3气候、自然灾害

乌什凹陷属温带大陆性干旱气候，终年气候干燥，降雨量少；日照长，冬季干冷、多雪，夏季干热多雨，气温最低－24℃，最高39℃，年平均气温8℃。

风力一般4～5级，最大10～12级。

春秋季沙尘暴较严重，冬季多雪。

6-9月份可能有间歇性洪水，须注意抗洪防汛。

1.2基本数据

勘探项目

库车勘探研究项目

井号

井别

预探井

井型

直井

地理位置

构造位置

塔里木盆地库车坳陷乌什凹陷古木别兹区带依拉克构造

过井测线

大地座标

经纬度

东经

北纬

地面海拔

1940m（设计）

磁偏角

（°）

1936.41m（实测）

设计井深

6140m

完钻层位

三叠系俄霍布拉克组

目的层

白垩系舒善河组

1.3钻探目的

1、明确依拉克油气藏含油气规模，为后续滚动评价提供依据。

2、获取钻井地质资料，为该区地震速度场研究、圈闭精细描述提供参数和依据。

3、搞清白垩系舒善河组砂体分布范围及纵横向变化规律。

1.4地质分层及岩性

1.4.1地层分层及地质分层数据表

地层

设计地层

工程提示

界

系

统

组

段

岩性

底界

深度

（m）

厚度

（m）

新

生

界

第

四

系

中～巨厚层状小砾石、细砾石、含砾粗砂，上部见中厚层状粘土。

2420

第四系至库车组上部砾石、砾岩发育，注意防掉牙轮、防漏、防卡。

新近系

上

～

中

新

统

库车组

上部为块状小砾岩、含砾砂岩，下部为中层状小砾岩、含砾砂岩、中细砂岩与泥岩略等厚互层

康村组

以中～薄层状细砂岩、粉砂岩与泥岩略等厚互层，底部为块状砂砾岩

3430

1010

吉迪克组

上部为泥岩与粗、细砂岩、含砾砂岩不等厚互层，见兰灰色泥岩条带。

下部为泥岩与粉细砂岩互层。

5110

1680

吉迪克组地层压力较高，其中部气测显示段压力系数达1.82，注意观察泥浆池体积的变化，防喷。

古近系

渐

～

古

新

统

上部以厚层状泥岩为主，夹少量泥质粉砂岩，偶含石膏；下部为巨厚层状砾岩、砂砾岩夹一套巨厚层状泥岩。

5560

450

古近系下部砾岩发育，注意防掉牙轮、防卡，由于地层压力较高，注意防喷。

中

生

界

白

垩

系

下

统

巴什基奇克组

上部为厚层状泥岩，下部发育块状砂砾岩。

5660

100

该组下部砾岩发育，注意防掉牙轮、防卡，由于地层压力较高，注意防喷。

巴西改组

顶部为巨厚层状泥岩，之下为砾岩、砂砾岩夹泥岩。

5900

240

顶部泥岩防垮，砾岩段注意防掉牙轮、防卡、防喷。

舒善河组

上部由巨厚层状泥岩与细砂岩、含砾砂岩组成一个正旋回，下部为泥岩夹含砾砂岩、粉砂岩。

6070

170

顶部泥岩防垮，同时该段为本井主要目的层，地层压力极高，应注意防喷、防火，同时注意高压盐水层。

亚格列木组

细、粉砂岩、含砾中砂岩、小砾岩为主夹薄层泥岩。

6090

三叠系

下

统

俄霍布拉克组

泥岩夹细砂岩、砂砾岩。

6140▽

1.4.2分组、段岩性简述

1.4.2.1岩性简述

第四系（Q）：

井段0-260m，钻厚约260m，以杂色中～巨厚层状小砾石、细砾石、含砾粗砂为主，上部见浅灰色中厚层状粘土。

新近系（N）：

井段260-5110m，钻厚约4850m。

自上而下可分为库车组、康村组和吉迪克组。

库车组（N2k）：

井段260-2420m，钻厚约2160m，上部为杂色块状小砾岩、灰色含砾砂岩；下部为杂色中层状小砾岩、灰色含砾砂岩、中细砂岩与褐色泥岩略等厚互层，与康村组呈整合接触。

康村组（N1-2k）：

井段2420-3430m，钻厚约1010m。

浅灰色中薄层状细砂岩、粉砂岩与浅褐色泥岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、含砾细砂岩略等厚互层，底部为块状杂色砂砾岩，与吉迪克组呈整合接触。

吉迪克组（N1j）：

井段3430-5110m，钻厚约1680m。

岩性分为三段：

第一段：

蓝灰色泥岩段（N1j1），井段3430-3960m，钻厚约530m。

为褐色泥岩与灰、浅灰色粗、细砂岩不等厚互层，上部夹褐灰色泥岩条带。

可细分为三个亚段：

第一亚段：

钻厚190m。

上部以厚层褐色泥岩、灰色粉砂质泥岩为主夹浅灰色砾状砂岩及褐灰色粉砂岩；下部为褐色厚层泥岩与中厚层灰色细砂岩略等厚互层。

第二亚段：

钻厚215m。

厚层褐色泥岩与灰色粉砂岩、灰色细砂岩、中砂岩、砾状砂岩略等厚互层。

第三亚段：

钻厚125m。

上部以厚层褐色泥岩为主夹灰色含砾细砂岩；下部为灰色细砂岩、粉砂岩与厚层褐色泥岩略等厚互层。

第二段：

褐色泥岩段（N1j2）：

井段3960-5060m，钻厚约1100m，可细分为三个亚段：

第一亚段：

钻厚380m。

为灰色细砂岩、粉砂岩与褐色泥岩略等厚互层。

第二亚段：

钻厚215m。

以厚层褐色泥岩、粉砂质泥岩为主夹灰色泥质粉砂岩、粉砂岩。

第三亚段：

钻厚505m。

厚层褐色泥岩与灰色粉砂岩、细砂岩、含砾细砂岩、中砂岩略等厚互层。

第三段：

底砂岩段（N1j3）：

井段5060-5110m，钻厚约50m。

以中厚层－厚层状红褐、褐色泥岩、粉砂质泥岩与中厚－厚层状灰色粉砂岩略等厚互层；泥岩略多。

古近系（E）：

井段5110-5560m，钻厚约450m。

上部以红褐色泥岩为主夹薄层灰褐色泥质粉砂岩；中部为巨厚层状杂色角砾岩及杂色含砾砂岩；下部为红褐色泥岩；底部为灰色砾状砂岩、含砾砂岩，为两个正旋回沉积。

白垩系（K）：

井段5560-6090m，钻厚约530m。

自上而下为巴什基奇克组、巴西改组、舒善河组、亚格列木组。

巴什基奇克组（K1bs）：

井段5560-5660m，钻厚约100m。

上部为厚层褐色泥岩，下部为块状灰色砂砾岩。

巴西改组（K1b）：

井段5660-5900m，钻厚约240m。

顶部以红褐色泥岩为主夹灰色含砾细砂岩；中－下部以灰色含砾粗砂岩、砂砾岩、杂色小砾岩等粗碎屑岩沉积为主；底部为块状灰色砂砾岩。

舒善河组（K1s）：

井段5900-6070m，钻厚约170m。

可分为三个岩性段：

泥岩段：

钻厚60m。

中上部为褐、深褐色泥岩，下部为紫红色、绿灰色灰质泥岩及紫色、褐色粉砂质泥岩。

砂砾岩段：

钻厚50m。

中厚层状灰色粉砂岩、含砾细砂岩、含砾粗砂岩、杂、灰色砾状砂岩、绿灰、灰色细砾岩及中厚层－巨厚层状绿灰、灰色含砾中砂岩。

乌参1井气层即位于该套砂体中。

砂泥岩段：

钻厚60m。

中上部以褐、灰色泥岩为主夹薄－中厚层灰色细砂岩、含砾中砂岩，下部为灰色灰质泥岩和褐色粉砂质泥岩。

亚格列木组（K1y）：

井段6070-6090m，钻厚约20m，以灰色细砂岩、含砾中砂岩、小砾岩为主夹褐色泥岩。

三叠系（T）：

俄霍布拉克组（T1eh）：

井段6090-6140m，预计钻揭50m，以褐色泥岩为主夹杂色砾岩、灰褐色细砂岩。

1.4.2.2标准层

本井可能钻遇的标志层有四套：

吉迪克组顶部泥岩：

自然伽玛曲线表现为高伽玛特征。

厚约90m，为吉迪克组对比标志。

古近系底砂岩：

岩性为厚层状灰色砾状砂岩、含砾砂岩等粗碎屑岩沉积，厚度大、分布较广。

白垩系巴西改组砾岩：

岩性为厚层状灰褐色砾状砂岩、灰色、褐色砂砾岩、小砾岩，厚度稳定、分布较广。

舒善河组顶部泥岩：

岩性为厚层状褐色泥岩。

1.4.3储层岩性特征

据岩心薄片资料，XX井白垩系储集岩主要为褐色粗、中、细岩屑砂岩，石英平均含量为25%，长石（主要为钾长石）平均含量6%，岩屑（以变质岩屑和岩浆岩为主）平均含量为69%，总体具有成份成熟度较低的特点。

砂岩碎屑颗粒呈次棱角-次圆状，分选中等-好；胶结中等，多以孔隙胶结为主，少数为接触胶结、镶嵌胶结和基底胶结，颗粒以点接触和线接触为主，显示出结构成熟度中等偏高的特点。

砂岩填隙物主要为杂基和胶结物，杂基含量一般1%－25%，平均5%，以铁泥质为主；胶结物一般含量2%-18%，平均5%，以方解石为主。

预计XX井白垩系储集层岩石学特征与XX井相似。

1.5邻井钻探成果

1.5.1邻区钻井及油气显示

依拉克构造共完钻4口井，XX井主要在吉迪克组、白垩系巴西改组、舒善河组、亚格列木组以及三叠系俄霍布拉克组发现油气显示，且在舒善河组测试获工业油气流。

XX井在吉迪克组4303～4754m井段见8层显示，测井共解释差气层1层/1m，含气水层2层/7.5m。

其中吉迪克组4303～4754m井段见8层显示。

古近系4995～5001m见2层气测显示，白垩系5479～5553m见5层气测显示。

三叠系见3层/4m气测显示，测井解释为干层。

XX井在吉迪克组3347-4675m见19层气测显示，其中4491～4528m井段气测显示最好，全烃可达75.83％，测井解释含油水层4层14.5m，油水同层1层3m；白垩系5314-5316m、5416-5421m见两层气测显示，全烃达0.61%；测井解释水层4层20m，干层5层229.5m。

XX井在吉迪克组4590～4941m，见气测显示共19层。

其中4867-4873m的全烃值达10.41％。

测井解释：

4557-4996m，见水层4层共16m，含气水层4层共15m。

邻区构造带完钻井1口XX井，共发现气测显示28m/16层，其中新近系系康村组2m/2层，吉迪克组3m/3层，白垩系油气显示较活跃，累计22m/11层，其中5139～5141m井段显示最好，全烃达6.06％。

白垩系5106.5m～5143.5m井段共测井解释出油气层5m/1层，差油气层7.5m/2层。

1.5.2取心情况

依拉克构造共完钻4口井、邻区构造完钻1口井。

共取心27筒，取芯进尺共计160.17m，芯长共计151.58m，其中在白垩系取芯进尺96.41m，芯长共计88.94m，收获率为92.4%，荧光岩心共计10.99m。

1.5.3地层测试情况

XX井在吉迪克组4599～4603m、4608～4612m井段进行中途测试，测试压差36.51MPa，折日产水61.86m3，解释结论：

水层。

白垩系巴西改～舒善河组5917.52～6009.93m中测，7mm油嘴，油压4.5MPa，放喷口桔红色火焰5～7m，有黑烟，用临界速度法计算日产气5～8×104m3；后对舒善河组6038.5～6052m完井测试，5mm油嘴，日产油123.88m3，日产气127829m3，解释结论：

凝析气层。

三叠系俄霍布拉克组6264.49～6394m井段裸眼测试，3m油嘴，地层压力92.524MPa，折日产水28.58m3，解释结论：

水层。

XX井在吉迪克组4381-4382m井段测试，3mm油嘴，日产水13.92方，少量天然气，解释结论：

含气水层；三叠系5649.54-5725m井段测试，3mm油嘴，日产液0.99m3，解释结论：

不定性。

邻区XX井后对井深5140.5m和5141.5m井深分别进行了MDT测试：

用7.94mm油嘴求产，折日产油73.8m3、日产气16236m3，地层压力101MPa；对5117～5127m、5138.5～5143m井段进行完井试油，其中5138.5～5143m井段用4mm油嘴求产，油压18.13MPa，日产油45.5m3，日产气22573m3，日产水8.5m3，解释结论：

油气层。

1.5.4上报储量情况

2003年依拉克凝析气藏上交凝析气地质储量1159.78×108m3，其中天然气地质储量为1108.75×108m3，凝析油地质储量为2860.6×104t；天然气可采储量为665.25×108m3，凝析油可采储量为858.2×104t。

依拉克凝析气藏预测天然气地质储量数据表

储量计算

单元

含气面积km2

气层厚度m

平均有效孔隙度%

含气饱和度%

地层温度K

地层压力MPa

原始气体偏差系数

凝析气地质储量

×108m3

天然气摩尔分子量

天然气地质储量

×108m3

生产气油比

凝析油密度g/cm2

凝析油地质储量

×104t

第一计算单元

113

29.6

396

117.084

1.960

980.70

0.956

937.55

3000

0.774

2418.9

第二计算单元

5.9

9.2

179.08

171.20

441.7

合计

1159.78

1108.75

2860.6

2006年邻区构造白垩系油藏上交预测原油地质储量为1413.09×104t，溶解气预测地质储量为84.08×108m3，原油可采储量282.62×104t，溶解气可采储量为16.82×108m3。

XX号构造白垩系油藏预测原油地质储量数据表

计算单元

含油面积（km2）

有效厚度（m）

平均有效孔隙度%

含油饱和度%

地面脱气原油密度t/m3

地层原油体积系数

原油地质储量

气油比（m3/t）

溶解气储量

（×104t）

（×108m3）

K1s

50.52

12.6

9.0

63.7

0.824

2.128

1413.10

595

84.08

1.6油气藏简述

1.6.1预计油气层、特殊层的埋深及厚度

层位

井段（m）

显示类别

邻井显示（简述及地层）

流体性质分析

K1s

5960～6040

气测异常、含油气显示。

凝析气

本区探井未发现硫化氢等有毒有害气体。

1.6.2浅层油气分布情况

XX井在吉迪克组4450～4780m井段气测显示活跃（附图13、15），对4599～4603m、4608～4612m射孔测试为水层。

与XX井相应层段相比，本井处于较高部位，预计在吉迪克组中下部3960～5110m井段砂层中存在浅层油气藏的可能。

钻井过程中要加强吉迪克组和古近系的气测、荧光录井，做好浅层油气的发现工作，同时注意防井涌、溢流和井喷。

预计本井不存在除油气以外的其它矿产。

1.7特殊情况、特殊岩性段处理要求

本井5960-6040m将钻遇气层，因此本段注意防喷、防火。

本井5900-6140m可能存在高压盐水层，因此在钻井过程中要注意防卡钻、井涌和井喷。

1.7.1本井的其它特殊情况

①新近系吉迪克组底砂岩主要为厚层褐色泥岩与灰色粉砂岩略等厚互层，岩性较库车其它地区细，区域标志层不明显。

②该井缺失侏罗系及三叠系中上部地层。

③古近系底砾岩由XX井向XX井方向可能变薄、岩性变细。

1.7.2可能钻遇的断层、漏层、超压层位置和井段等

XX井在钻进过程中共发生5次溢流：

其中在钻进至2850.87m因钻井液密度偏低发生溢流；钻进至4698m钻遇高压地层发生溢流；钻进至5920m钻遇高压地层发生溢流；在取芯钻进至6008.52m因液柱压力不能平衡地层压力发生溢流；钻进至6276.3m因钻遇高压盐水层发生溢流。

从XX井实际使用的钻井液密度及试油压力数据分析，认为该区在库车组及康村组为正常压力地层，但吉迪克组中部（气测显示段）至三叠系处于异常高压系统之中，地层压力系数从浅至深有逐渐增大的趋势，从吉迪克组中部的1.82，向下增至白垩系舒善河组气层段的2.04。

预计本井超压地层也位于吉迪克组中部至三叠系，井段大约在3430～6140m，同时在舒善河组地层5900～6140m井段中可能存在高压盐水层，因此在钻井过程中要注意防卡钻、井涌、溢流和井喷。

1.7.3膏（盐）岩层、火成岩、煤层、砾岩等特殊岩性层段的厚度、位置等

邻井XX井在浅层0-1800m钻进中钻遇厚层砾岩，钻进中扭距大，蹩跳频繁，且地层渗透性极好，易形成巨厚泥饼造成短起下钻非常困难；3284m-4500m井段钻遇巨厚泥岩夹细、粉砂岩地层可钻性较差。

根据XX井和XX井的实钻地层岩性分析，本区不存在膏（盐）岩层，仅在XX井古近系偶见含膏泥岩地层。

本井浅层砾岩层发育，尤其第四系至库车组上部预计发育厚度约1700m的大套巨厚砾石、砾岩层，钻进时应注意防卡、防漏。

进入目的层防火，防卡，防漏，防喷

工程设计

1.8地层压力预测

1.8.1地层压力预测数据

地层

底深

（m）

井壁稳定相关压力（当量密度表示，单位：

g/cm3）

地层代号

地质

孔隙

压力

坍塌

压力

闭合

压力

破裂

压力

井涌临

界密度

坍塌临

界密度

有裂缝

漏失密度

压裂临

界密度

西域组

260

N2k

库车组

2420

1.12

1.32

1.72

2.34

N1-2k

康村组

3430

1.14

1.30

1.73

2.33

N1j

吉迪克组

蓝灰泥岩段

3960

1.30

1.44

1.80

2.35

褐色泥岩段

4320

1.32

1.43

1.84

2.34

褐色泥岩段

5060

1.75

1.77

1.94

2.36

底砾岩段

5110

1.89

1.92

2.01

2.38

E2-3s

苏维依组

5230

1.86

1.88

2.01

2.42

E1-2km

库姆格列木群

5560

1.98

2.00

2.02

2.40

K1bs

巴什基奇克组

5660

1.99

2.01

2.07

2.40

K1bx

巴西改组

5900

2.00

2.02

2.06

2.43

K1s

舒善河组

6070

1.99

2.02

2.08

2.42

K1y

亚格列木组

6090

2.01

2.03

2.08

2.42

T1eh

俄霍布拉克组

6140

2.15

2.16

2.18

2.38

1.8.2地层压力预测图

1.9钻井液密度设计

按照《XX井钻井地质设计》提供的压力预测及邻井压力数据，根据相关规定，设计气井钻井液密度附加值：

0.07～0.15g/cm3，结合邻井钻井液密度使用值，本井全井段钻井液密度设计如下表，如在产层钻井中执行设计密度上限仍然无法压稳地层，应及时请示库车勘探开发项目经理部相关部门同意后，调整钻井液密度，确保钻井安全。

层位

Q～N2k

N2k～N1j

N1j～T

井段（m）

0～1800

1800～5052

5052～6140

相对密度

1.05～1.25

1.25～1.90

1.90～2.25

1.10井身结构设计

1.10.1井身结构数据表

开钻

次序

井深

钻头

尺寸

套管

尺寸

套管下入

方式

套管下入

地层层位

套管

下入井段

水泥封固段

一开

1800

444.5

339.7

普通

N2k

0～1800

二开

5052

311.2

244.5

普通

N1j

0～5050

3000～5050，0～2500

三开

6140

215.9

177.8

悬挂

K1s

4850～5950

127

悬挂

T1eh

5750～6138

筛管

回接

206.38

回接

0～200

177.8

200～4850

1.10.2井身结构图

1.11钻机选型及钻井主要设备

施工队伍是：

二勘70540，具体设备配置如下：

分类号

设备分类

序号

部件名称

规格型号

主参数

数量

一

钻机

ZJ70LC

7000

井架

J450/45-K5

底座

DZ450/7.5-K5

底座高度

7.5

底座净高

6.3

绞车

JC-70B2

1470

天车

TC6-450

4500

游车

YC-450

4500

大钩

DG450

4500

水龙头

SL-450-5

4500

转盘

ZP275

4500

柴油发电机

1200

辅助发电机

钻井泵

F-1600

1176

循环罐

ZJ70LC

480

固井罐

ZJ70LC

振动筛

GX-1

210

除砂器

QZS-A

240

除泥器

QZS-A

240

除气器

ZCQ1-4

离心机

LW600*1000N

离心机

LW355*860

加重泵、混合漏斗

SB150-200Y25

螺杆压风机

LS12-50HH.AC.SULL

二

救生及消防

标配

消防工具房及工具

标配

二层台逃生装置

钻台紧急滑道

可燃气体检测仪

EP200-1

氧气浓度检测仪

Toxiprolr

三

硫化氢防护设备

标配

便携式H2S监测仪

0-200ppm

便携式H2S监测仪

0-1000ppm

正压式空气呼吸器

L65X-10

备用气瓶

充气泵

轴流风机

蜂鸣式报警器

B30K4-11-N0

声光报警器

防爆对讲机

GP328

风向标

1.12钻具设计

1.12.1钻具组合设计

组合名称：

一开钟摆

开钻次序

一开

井段，m

0～1800

密度，g/cm3

1.05～1.25

钻具组合图

钻具名称×规格型号

外径

内径

长度

累计

长度

累计

重量

抗拉

抗挤

抗拉

余量

钻杆×S135I

139.7

121.4

1490.77

1800

999.7

4.98

3.5

2153

加重钻杆×S135I

139.7

92.08

141

309.23

513.91

转换接头（NC56公×520

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