1)國外海相沈積盆地以中、新生代地層為主,我國海相碳酸鹽巖地層以古生代地層為主,年代久遠,埋藏較深。塔裏木盆地和四川盆地的大多數海洋油氣井都是超深井(Masaru Ibuka在6000米)。
2)中國古生代海相沈積盆地經歷了多期構造運動的改造。原多類型沈積盆地經過隆升剝蝕後發生強烈改造,後期在盆地疊加下重組改造,形成多種油藏類型。同時,後期成巖演化強烈改造了碳酸鹽巖儲層,導致海相碳酸鹽巖儲層非均質性強,儲集空間類型多樣,孔、洞、縫及其復合體發育,常伴有高溫高壓特征。
3)由於海相烴源和儲層附近發育某些石膏巖,在高溫下發生硫酸鹽熱化學還原反應,富含H2S和CO2等酸性氣體,兩種氣體常共存。
(1)塔裏木盆地
塔裏木盆地深井和超深井鉆井難度大。
1)復雜的地質構造和地層壓力系統導致地層壓力預測和檢測的準確性差,合理的井身結構設計困難,以及合理的鉆井液密度設計、井壁穩定、防漏、防竄、防卡等壹系列困難。
2)深層鹽層和復合鹽膏層開發面臨鹽膏層鉆井的壹系列技術難點,如井身結構優化設計、套管強度設計、鹽膏層鉆井液技術、固井技術等。
3)超厚頁巖的開發帶來了井壁穩定問題,如頁巖的坍塌、坍塌、蠕變和收縮等。
4)深層高壓低滲透地層鉆井面臨著地層壓力預測和儲層保護的世界性難題。
5)風化殼發育,碳酸鹽巖儲層鉆井易發生裂縫和溶洞漏失。
6)部分地區存在H2S和CO2,存在鉆井安全和防高壓氣竄問題。
(2)川東北
川東北海相、海陸交互相、陸相沈積總厚度在萬米以上。該區地層主要以高陡構造為特征,地層破碎嚴重,形成多個高強度褶皺帶。深層碳酸鹽巖裂縫性氣藏壹般具有多層、多壓力系統、高壓和高含硫的特點。川東上部侏羅系地層以泥巖、頁巖為主,夾薄層砂巖。泥巖和頁巖泥質含量高,下部灰巖地層壓力高,富含腐蝕性氣體。鉆井過程中,井噴、卡鉆、井漏、坍塌、井斜、硬度、毒物(H2S)等復雜情況相對集中,主要表現為。
1)高陡構造、大傾角地層防斜打快技術難題。川東60% ~ 80%的構造屬於高陡構造,地下斷層多,地層傾角壹般為30° ~ 65°(最大85°),自然坡度強(自然坡度大於1/100 m)。
2)地層巖性堅硬,研磨性強,機械鉆速低。該地區地層巖石可鉆性等級普遍較高,其中牙輪鉆頭約80%的地層可鉆性等級在5級以上,PDC鉆頭約80%的地層可鉆性等級在4級以上,機械鉆速較低。
3)陸相地層易坍塌,全井漏層多,影響鉆井速度。川東上部地層多為砂巖、泥巖夾薄層頁巖,鉆井過程中易發生水化膨脹,且上部地層壹般傾斜角度較大,井眼易發生力學失穩。另壹個特點是斷層、裂縫、溶洞發育,井漏頻繁,惡性漏失多,治理周期長,經濟損失大。據統計,川東北80%以上的海相油氣井在鉆井過程中發生井漏,其中20% ~ 30%為嚴重井漏,10% ~ 20%為惡性井漏。金雞1井全井漏失鉆井液75000m3,處理井漏事故耗時6個多月。
4)地層壓力預測精度低,壓力系統復雜。川東大井段存在多壓力系統,通常需要增加鉆井液密度來抑制井塌。密度壹般在1.40g/cm3以上,最高為2.40g/cm3。這增加了泄漏的風險,導致鉆井安全窗口狹窄和同壹層中的泄漏。目前,海相碳酸鹽巖地層壓力預測仍是壹個世界性難題,沒有有效的定量描述理論和方法,導致油氣井設計(井身結構、鉆井液密度等)缺乏針對性。)和高鉆井風險。茂凱1井設計鉆井液密度為1.35g/cm3,實際達到2.2g/cm3;。河壩1井設計鉆井液密度為1.65g/cm3,實際鉆井液密度高達2.35g/cm3。
5)埋藏深,高溫高壓,富含H2S和CO2。川東北目的層埋深壹般為5000~6500m,由於海相烴源和儲層附近壹般發育壹定的石膏巖,在高溫下發生硫酸鹽熱化學還原作用,富含H2S和CO2等酸性氣體,兩種氣體往往共存。普光氣田H2S平均含量為14.96%,分壓為6.89 ~ 10.46 MPa。CO2含量為8.2%,分壓為4.36 ~ 5.1 MPa。毛壩4井短時間內發生氫脆損壞鉆柱,導致全井鉆具報廢。2003年,四川羅家井發生“12.23”井噴事故,震驚全國。由於含有H2S的天然氣泄漏,對周圍的生命、財產和環境造成了極大的損害。
(3)雲南、貴州、廣西
海相地層在雲南、貴州、廣西分布廣泛,深井主要集中在雲南赤水、冊亨、楚雄盆地。井深多在4000 ~ 6000 m,但鉆井少,勘探程度低。其主要地質特征是:
1)由淺至深有多套含氣層系。根據赤水地區天然氣勘探實踐,在15層段發現天然氣。主要產氣層為三疊系嘉陵江組,三疊系雷口坡組和飛仙關組,二疊系上統(樂平系)和下統(陽新系)也有不同程度的產氣。根據實鉆和地面顯示,陽壩凹陷的主要油氣產層為下二疊統茅口組、上石炭統和中泥盆統羅浮組。楚雄盆地油氣藏為三疊系蛇子組、幹海子組和普家村組。
2)油氣藏類型多樣化。目前在這三個地區發現的油氣藏類型有孔隙型、裂縫型和裂縫-孔隙型,圈閉類型有背斜、斷鼻、高潛伏、背斜+斷層遮擋、砂巖透鏡體等。
3)各勘探區地層孔隙壓力不同,部分地區存在異常高壓和異常低壓。楚雄盆地在井深1000 ~ 1400米範圍內屬於異常低壓帶;之後屬於正常增壓區,1.00-1.60。赤水凹陷處於井深1800 ~ 2300m,即須家河組至嘉陵江組四段頂部壓力系數為1.00 ~ 1.50,屬於增壓過渡段。未來屬於異常波動段,壓力系數壹般在1.10 ~ 2.10左右,但官渡構造和王楠構造陽新統壓力系數高達2.85。
鉆井施工難點:①赤水區塊鉆井遇到的漏、噴、塌、卡、硬問題十分突出。據15井不完全統計,井漏46口,井噴19口,卡鉆15口。②楚雄盆地鉆井施工的難點主要是地層堅硬、井漏、井塌、井斜等復雜情況。③南盤江盆地鉆井施工的難點主要是二疊系棲霞組、石炭系和大塘組等復雜地層的壓裂和坍塌。
滇黔桂海洋地質地理條件十分復雜,油氣勘探程度低,鉆井難度大,單井投資大,建井周期長。主要鉆井技術難點是深井、高壓井井控技術,大裂縫、溶洞惡性漏失封堵技術,海相硬地層大斜度鉆井技術,大位移定向井、水平井鉆井技術,提高鉆井速度的高密度鉆井液鉆井技術。