鹽穴儲氣庫井鑽井關鍵技術研究
工程建設
作者：付洪濤
1鹽穴儲氣庫鑽井技術特征
1.1鹽穴儲氣庫井與常規油氣井主要區別。井筒壓力不同，鹽穴儲氣庫井受交變壓力影響；井眼尺寸和套管尺寸不同，鹽穴儲氣庫井的較大；儲層類型不同，鹽穴儲氣庫井儲層為鹽岩層；使用壽命要求不同，鹽穴儲氣庫井要求為50年。
1.2鹽穴儲氣庫井對鑽井的要求。井內壓力交替變化，必須滿足注氣和采氣過程的密封性；確保較高的井筒質量，滿足注氣和采氣運行的需要；滿足最佳造腔需要，縮短建庫時間，減少造腔投資；完井套管應采用高強度厚壁氣密封套管，防止鹽岩層蠕變被擠毀；滿足季節調峰和應急供氣需要。
1.3鹽膏層地區鑽井技術難題。鹽岩的塑性變形產生井徑縮小；夾在鹽岩層間的薄層泥頁岩、粉砂岩等不溶物，鹽溶後上下失去承托，在機械碰撞作用下掉塊、坍塌；石膏或含石膏的泥岩在井內鑽井液液柱壓力不能平衡地層本身的橫向應力時，會向井內運移垮塌；鹽膏層非均勻載荷引起套管擠毀變形，鹽膏層在構造應力、上覆岩石壓力、溫度、傾角、厚度等因素作用下，會發生溶解、蠕變、滑移或塑性流動，對套管產生相當大的外擠載荷，致使套管擠扁、彎曲甚至錯斷。
2井身結構設計
井身結構設計是鑽井工程的基礎，關係到鑽井技術經濟指標、產能大小、儲氣鹽穴的質量和壽命。井身結構設計主要內容包括每層套管層次、各層套管相應井眼尺寸、套管直徑和下入深度以及水泥返高等。設計的主要依據是地層岩性特征、地層孔隙壓力和地層破裂壓力。
2.1套管層次及作用。
（1）導管。主要作用是封固表層疏鬆地層，將鑽井液從地表引導到鑽井裝置平麵上來，建立循環和保護鑽井基礎。
（2）表層套管。表層套管主要有兩個作用：一是在其頂部安裝套管頭，並通過套管頭懸掛和支撐後續各層套管；二是隔離地表淺水層和淺部複雜地層。表層套管必須下在有足夠強度的地層上，以免發生井湧關井將套管鞋地層壓漏。表層套管的水泥漿通常返至地麵。
（3）技術套管。其作用將不同地層孔隙壓力的層係或易塌、易漏等難於控製的複雜地層，給予封隔，保證鑽井的順利進行。根據需要，技術套管可以是一層、兩層甚至多層。技術套管的水泥返高，一般應返至封隔層頂部100～200m以上。對高壓氣層，為了更好地防止漏氣，應將水泥漿返至地麵。
（4）生產套管。這是鑽達目的層後下入的最後一層套管，其作用是將鹽岩層與其他地層，或不同壓力的鹽岩層封隔開來，形成儲氣鹽腔至地麵的堅固通道，保證長期生產。生產套管的水泥漿必須返至地麵，以加固套管和增強螺紋密封性，提高套管抗內壓能力。
2.2井身結構設計原則。避免漏、噴、塌、卡等複雜情況發生；套管尺寸應滿足造腔和注采作業要求；能夠有效地封閉氣源，保證套管螺紋和管外水泥環的密封質量；有利於後續的修井作業。
2.3井身結構設計的基本數據。地質方麵的數據，主要包括岩性剖麵及其鑽井故障提示、地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力。