摘要
皖亳地1井是部署在安徽省亳州市谯城区境内的一口油气调查井，该井旨在通过钻探、录井、测井等工作方法查明安徽亳州地区地层层序及发育特征，获取寒武系储层物性及含油气性等评价参数。本文详细介绍了该井的地质概况、钻探施工技术及施工中遇到的难题，并提出了针对性解决方案，圆满完成了各项施工任务，可为国内同类型小口径地质调查井施工提供经验及借鉴。
能源矿产地质调查作为中国地质调查的重要工作之一，对于发展国家经济具备重要的引领和推动作
皖亳地1井是中国地质调查局油气中心在安徽亳州地区部署实施的小口径地质调查井，隶属于“南方重点地区1∶50000页岩气地质调查”项目。在构造上位于亳州凸起，设计井深1800 m，目的层为下古生界寒武系地层，该井钻探目的是落实安徽亳州地区下古生界地层序列，明确主要目的层厚度、埋深，获取寒武系碳酸盐岩储层储集物性及含油气性等评价参数，摸清亳州地区寒武系成藏条件，为评价皖北地区古潜山内幕油气资源潜力提供资料支撑。该井的顺利实施将为长江下游（安徽）页岩气科技攻坚战提供重要的支撑，同时，对探索南华北下古生界油气地质条件具有重要的实践意义。
皖亳地1井位于安徽省亳州市谯城区芦庙镇杨庄村，地处河南省商丘市与安徽亳州交界处。该地为冲积平原，交通条件比较便利，地下水资源丰富，取水方便，能很好的满足生产需要。目前该地区各类固体矿产和能源矿产尚未有较大发现，地质工作程度很低。工作区周围为中药材生产基地，农作物繁盛，绿色生态环境要求高，受当地农田保护政策的影响，施工占用耕地问题不好协调，井位选择比较困难。
皖亳地1井位于南华北地区周口坳陷次级构造单元——亳州凸起之上，凸起东侧颜集断裂为一长期活动的生长断层，主要发育有区域南部东西走向的宿北断裂和区域东侧北北东走向的阜阳深断
图1 地震地质剖面
皖亳地1井涉及钻前工程、钻探施工、录井、测井、井场恢复及资料提交等工序，采用三开井身结构，同步开展录井、测井、固井等项目。井身质量、水平位移范围，按《钻井井身质量控制规范》（SY/T 5088—2017）执行。
全井井斜<5°，水平位移≤80 m，全角变化率≤2.5°/30 m。
根据钻探目的、地质条件、施工环境、钻探工艺，并充分考虑钻机负荷及井控配套要求，选用了XY-8B钻机、BW-320/12型泥浆泵、TA-70/27 m钻塔、S95绳索取心钻具、2FZ-15-21型放喷器。采用当地农用电作为动力电。
考虑到上部第四系、新近系松散地层较厚，结构松软，易垮塌，下部石灰岩地层岩溶、溶洞发育，施工难度大，隐患多，施工采用三开结构，预留一级口径，以防下部出现异常情况，井身结构如
图2 井身结构示意
综合考虑地层条件、岩石硬度等因素，主要采用硬质合金及金刚石钻头，金刚石钻头以胎体硬度HRC20-40，唇面形式为同心尖齿、阶梯齿为主，备用PDC取心钻头及三牙轮钻头，施工参数见
钻井液与护壁技术的优劣是影响钻探成败的关键因素，根据对钻遇地层岩性特征、岩屑返排速率、井壁稳定性等分析，确定了钻井液配方体系。
一开和二开钻遇地层为第四系和新近系，岩性主要为粘土、亚粘土、砾卵石及流沙层等，岩层松散，弱固结，成岩性差，易失水缩径。同时，钻头开孔直径相对较大，在钻进过程中，要充分考虑井眼净化、井壁稳定、降低钻井液滤失量、控斜、防漏等问题。为此一开、二开钻井液体系配方为：膨润土10%~15%+CMC0.1%~0.5%+KHm（腐殖酸钾）2%~4%（或NaHm）；主要性能指标：密度1.10~1.15 g/c
三开钻遇地层为寒武系地层，岩性以石灰岩、白云质灰岩、页岩及花岗岩为主，且寒武系下部可能存在岩溶及裂隙，岩心破碎，可钻性差，钻进过程中也可能钻遇气层、断层破碎带等异常地层，发生粘卡事故，故使用低固相高分子聚合物类钻井液，适当加入润滑剂，密度：1.05~1.08 g/c
同时为有效保护储层，在满足钻井施工、保证安全的前提下，尽可能降低钻井液粘度、密度、固相含量和滤失量；避免造成粘钻事故，以达到防塌、防漏、防喷、防卡目的。
全井共进行了36次井斜测量，克服了岩层节理裂隙发育，地层倾角大，顶角易朝一个方向增大等特点，通过转速、钻压来控制顶角变化，稳压钻进，从而有效地控制了钻井的顶角，完钻实测顶角4.56°，终孔水平偏距53.93 ｍ，满足合同要求及地质设计目的。
一开钻井时采用单管取心工艺，井段长，起下钻时间多，辅助时间长，且由于岩性松软，粘土质成分较多，泥浆造浆严重，失水量大，孔内缩径严重，致使钻井效率低，反复扩孔。为此，在扩孔时对泥浆性能进行了调整，加入腐殖酸钾1250 kg，提高了泥浆pH值，循环净化除砂，全井彻底循环更换，降低滤失量及含沙量，提高了钻井效率。
根据钻遇地层岩性软硬变化快、溶洞、裂隙发育等问题，先后采用PDC、金刚石HRC15-40等多种钻头进行尝试，影响了钻井效率。为此，在对钻头性能充分分析的基础上，经过反复实验，最终确定在进入稳定岩层后采用HRC15-20金刚石取心钻头，直至完钻。
为解决上部井段因环空过大引起的泥浆流速降低、岩屑沉淀问题，确保施工安全、减少钻井周期，经分析采用了倒塔式钻具组合工艺。
钻具组合方式：Ø100 mm金刚石取心钻头+Ø100.4 mm金刚石扩孔器+Ø91 mm钻具+Ø100.5 mm金刚石扩孔器+Ø91 mm绳索取心钻杆1116 m+Ø114 mm绳索取心钻杆670.50 m+主动钻杆。
采用本钻具组合方式，三开在井深1000 m以后，钻机正常施工，取心效果良好，钻进效率保持30 m/d左右的进尺，未发生任何井内事故，同时，解决了上部钻具因高速旋转而造成的脱扣、断裂问题。
在孔深1116.97 m，钻机离合器发生故障，在检修的过程中，发生了钻具吸附粘钻事故，提下困难，强力提拔孔内钻杆数次，最大提升力达320 kN，仍无效。经分析研究后决定实施碱浴解卡。配置碱水共3
皖亳地1井通过优选钻头、优化钻具组合、钻进参数等解决了该区施工中取心内管遇阻、易粘钻、卡钻、井斜大等难题，顺利完成了各项目的任务，可为后期该区施工相关类型提供经验和借鉴，同时，获取了钻井、录井、测井及岩心资料，为评价该区油气资源潜力提供了资料支撑。
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