大牛地氣田DPH-99井優(yōu)快鉆井技術(shù)

王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州450007)

大牛地氣田DPH-99井優(yōu)快鉆井技術(shù)

王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州450007)

DPH-99井是位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部的一口開發(fā)井，目的層位為二疊系下石盒子組盒一段，設(shè)計(jì)井深4075.63 m，實(shí)際完鉆井深4075 m。本文分析了大牛地氣田定向開發(fā)井鉆井過程中的技術(shù)難點(diǎn)，通過鉆頭優(yōu)選，鉆井參數(shù)及鉆具組合優(yōu)化，鉆井液性能優(yōu)化調(diào)整等措施，較好的解決了該井鉆井施工中的技術(shù)難點(diǎn)，確保了鉆井施工安全順利。

水平井；井壁穩(wěn)定；軌跡優(yōu)化；鉆井技術(shù)；鉆井液

大牛地氣田是中石化五大氣源地之一，該氣田地理位置位于陜西省榆林市和內(nèi)蒙古鄂爾多斯市交界地區(qū)，區(qū)塊面積為2003.714 km，構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部東段氣田內(nèi)上古生界為一套海相一海陸過渡相一陸相沉積，具有良好的天然氣成藏條件，資源豐富[1]。該氣田目前已發(fā)現(xiàn)奧陶系上馬家溝組、石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組4套氣層，其中下石盒子組是該氣田開發(fā)主力氣層。儲層巖性以含礫中粗粒石英砂巖和粗粒石英砂巖、砂巖為主，其次為中、細(xì)粒石英砂巖和砂巖，其平均孔隙度10.27%，平均滲透率1.36×10-3 μm2，原始地層壓力系數(shù)為0.85～0.9，屬于典型的低孔、低滲、低壓的非均質(zhì)性油氣藏[2]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造、斷裂不發(fā)育，總體為東北高、西南低的平緩單斜，平均坡降為6 m/km～9 m/km，地層傾角0.3°～0.6°，屬于上古生界石炭系—二疊系海陸交互相含煤碎屑巖含油氣體系[3]。

1 鉆井技術(shù)難點(diǎn)

（1）一開井眼大，地層可鉆性好，地層膠結(jié)差，易坍塌、易斜。

（2）二開直井段地層可鉆性好，易井斜。直羅組、安定組泥頁巖裂縫發(fā)育，易剝落掉塊；延安組含煤層，煤層抗拉強(qiáng)度和彈性模量小，受外部應(yīng)力作用易垮，其次煤層裂縫中起膠結(jié)作用的黏土礦物吸水膨脹也會導(dǎo)致煤層的坍塌，進(jìn)而引起上部泥巖段井壁失穩(wěn)[3]。

（3）三開井段儲層石英含量高，砂巖致密，石英含量從33.6%到88%，平均為66.67%，研磨性強(qiáng)，影響鉆井時效；泥質(zhì)含量高易泥包鉆頭。

2 鉆井技術(shù)應(yīng)用

2.1 鉆頭優(yōu)選鉆井參數(shù)優(yōu)化

（1）二開斜井段鉆遇石千峰組、上盒子組、下盒子組地層，可鉆性較差，優(yōu)選使用GM1605TXPDC鉆頭，機(jī)械鉆速11.19 m/h。參數(shù)：鉆壓40 KN～120KN，轉(zhuǎn)速43 rpm，排量30L/s，立壓16MPa。

（2）三開水平井段鉆遇目的層盒1段，巖性以砂巖石英砂巖為主，研磨性強(qiáng)，可鉆性差，優(yōu)選使用M1653FCPDC鉆頭，該型號鉆頭切削齒密度適中、復(fù)合片硬度高，耐磨性強(qiáng)，排屑槽深，可有效防止鉆頭泥包，機(jī)械鉆速12.26 m/h。參數(shù)：鉆壓40 KN～120 KN，轉(zhuǎn)速43 rpm，排量16 L/s，立壓19 MPa。

2.2 井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)

在直井段施工中，嚴(yán)格采取“防斜打直”措施，充分發(fā)揮塔式鉆具組合和復(fù)合螺桿鉆具組合的優(yōu)點(diǎn)，控制直井段井斜角、水平位移在設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)。

在斜井段，即要保證造斜率的需要，又要控制合適的井眼曲率，為了能準(zhǔn)確地進(jìn)入A點(diǎn)，現(xiàn)場根據(jù)測出的每組數(shù)據(jù)制定出幾套著陸方案，優(yōu)選出最合理的一種方案來進(jìn)行下一步施工。采用復(fù)合鉆進(jìn)和滑動鉆進(jìn)相結(jié)合的鉆進(jìn)方式，既可以大幅度地提高鉆井速度，又可以通過復(fù)合鉆進(jìn)破壞巖屑床、確保井眼暢通。

2.3 鉆井液優(yōu)化技術(shù)

（2）二開直井段主要鉆遇侏羅系、三疊系地層，巖性以砂巖、泥巖、砂泥巖互層為主。侏羅系直羅組泥頁巖易掉塊，加入0.2%～0.3%K-PAM、RHJ-1以及0.2%～0.3%K-PAN、0.3%～0.5%DS-302，提高鉆井液的包被抑制性；延長組砂礫巖層段易縮徑卡鉆，加入足量的封堵劑和潤滑劑，提高鉆井液的封堵性和潤滑性；劉家溝組地層易漏，鉆遇該地層50 m～100 m前加入2.0%～3.0%的復(fù)合封堵護(hù)壁材料，提高鉆井液的護(hù)壁封堵能力。

（4）三開水平段主要鉆遇下石盒子盒一段，巖性主要以砂巖及石英砂巖為主。加入0.2%～0.3%KPAM、DS-301提高鉆井液的包被性能；加入0.5%DS-302、K-PAN提高鉆井液的抑制性能；加入0.5%～1.0%KJ-2控制鉆井液的濾失量在5mL以內(nèi)；在水平井段鉆遇泥巖時，及時補(bǔ)充K-PAN、DS-302、BLZ、KPAM，增強(qiáng)鉆井液的抑制性，同時補(bǔ)充QS-2和RHJ-1提高鉆井液封堵性，可以有效防止泥巖垮塌造成井下復(fù)雜。

3 施工效果

鉆頭及鉆井參數(shù)優(yōu)選，提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期

通過針對性的對鉆頭和鉆井參數(shù)的優(yōu)選，大幅度提高了鉆井效率，加快了該井的施工進(jìn)度，大幅減少了鉆井費(fèi)用。一開優(yōu)選使用的GS1905S鉆頭，機(jī)械鉆速50.5m/h，二開上部地層優(yōu)選使用的ES1915MSEPDC鉆頭，機(jī)械鉆速21.58 m/h，三開井段鉆遇了大段的石英含量較高的砂巖井段，僅使用了2只M1653FCPDC鉆頭，單只鉆頭機(jī)械鉆速高達(dá)12.26 m/h，較該區(qū)目的層水平段平均使用3～4只PDC鉆頭，大大節(jié)約了鉆頭費(fèi)用，減少了起下鉆時間。全井平均機(jī)械鉆速13.46 m/h，鉆井周期較設(shè)計(jì)提前21.12 d，周期縮短41.4%，刷新了該區(qū)的鉆井記錄。

4 結(jié)語

（1）鉆頭及鉆井參數(shù)優(yōu)選、鉆具組合優(yōu)化以及井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)的成功應(yīng)用，提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期，為該區(qū)的后續(xù)開發(fā)提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

（2）鉆井液體系性能優(yōu)化，確保了泥頁巖地層及煤層井段井壁穩(wěn)定，大大降低了復(fù)雜情況發(fā)生的幾率，加快了鉆井速度。

[1]唐志軍．水平井鉆井技術(shù)在大牛地氣田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2009，31（6）：40-43．

王從波，男，本科，中石化華北石油工程有限公司西部分公司,助理工程師