濱173區(qū)塊優(yōu)快鉆井技術(shù)應(yīng)用

何良泉，蔣紅梅，王愛明

(1.中國石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井二公司，山東 東營(yíng) 257200;2.中國石化勝利石油工程有限公司河口采油廠，山東 東營(yíng) 257200)

濱173區(qū)塊優(yōu)快鉆井技術(shù)應(yīng)用

何良泉1，蔣紅梅2，王愛明1

(1.中國石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井二公司，山東 東營(yíng) 257200;2.中國石化勝利石油工程有限公司河口采油廠，山東 東營(yíng) 257200)

濱173區(qū)塊機(jī)械鉆速低，電測(cè)易遇阻遇卡，鉆井周期和完井周期長(zhǎng)，成本高，大大制約了該區(qū)塊提速提效步伐。為有效提升該區(qū)塊的鉆井指標(biāo)，提高電測(cè)一次成功率，降低成本，通過對(duì)該區(qū)塊地層特點(diǎn)及以往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，從優(yōu)選鉆頭和鉆具組合、優(yōu)化鉆井液性能等方面進(jìn)行應(yīng)用探索，基本形成了一套適合該區(qū)塊的優(yōu)快鉆井技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐表明，該優(yōu)快鉆井技術(shù)提高了機(jī)械鉆速，大大縮短了鉆井周期，降低了鉆井成本，電測(cè)均一次成功，對(duì)該區(qū)塊施工具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

濱173;優(yōu)快鉆井;提速;電測(cè)成功率

由以往濱173區(qū)塊已施工井來看，機(jī)械鉆速低下，在鉆井施工作業(yè)和完井作業(yè)過程中出現(xiàn)復(fù)雜情況，特別是完井電測(cè)遇阻遇卡，鉆井周期和完井周期都很長(zhǎng)，鉆頭使用數(shù)多(平均每口井使用2.5只牙輪、2.5只PDC)，鉆井成本高，經(jīng)濟(jì)效益低下。為改善該區(qū)塊現(xiàn)狀，有效提升該區(qū)塊鉆井指標(biāo)，提高電測(cè)一次成功率，通過不斷摸索探討，從工程和鉆井液兩方面進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)形成了適合該區(qū)塊地層特點(diǎn)的優(yōu)快鉆井技術(shù)，提速提效顯著。

1 濱173區(qū)塊地層特點(diǎn)

濱173區(qū)塊位于濟(jì)陽坳陷東營(yíng)凹陷高青–平南斷裂帶濱173塊。該區(qū)塊沙三中亞段為深湖沉積環(huán)境，為巖性細(xì)的粉砂巖–細(xì)砂巖夾于大套暗色泥巖之中，呈砂泥巖互層，單砂體分布范圍較小，平面上變化快［1］。各砂體構(gòu)造受下部地層控制，基本與下部地層構(gòu)造一致，均是北高南低、西部高和東部低，內(nèi)部無斷層。其中平原組地層巖性為黏土及松散砂層，可鉆性強(qiáng);明化鎮(zhèn)組為泥巖與粉砂巖呈不等厚互層，地層中軟到軟，可鉆性強(qiáng);東營(yíng)組為灰色、深灰色泥巖、油泥巖;沙河街組為完鉆層位，主要為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖與淺灰色粉砂巖、灰色泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖互層、灰色泥巖與灰色砂巖呈不等厚互層，紫紅色、灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)砂巖、粉砂巖互層，地層硬到中硬，可鉆性較差。

2 優(yōu)快鉆井技術(shù)

2.1 直井段

2.1.1 優(yōu)選鉆頭，提高機(jī)械鉆速

根據(jù)地層特點(diǎn)及井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該區(qū)塊都為二開井，一開井眼Φ444.5 mm，二開油層井眼Φ215.9 mm，為2 500～2 800 m左右的長(zhǎng)裸眼段。由于定向點(diǎn)基本在1 800 m左右，再加上上部地層松軟可鉆性強(qiáng)，而HAT127鉆頭軸承可以滿足較高的鉆速，在地層松軟的情況下，可以獲得較高的機(jī)械鉆速［2-3］，故選用牙輪鉆頭HAT127，一趟鉆就打到造斜點(diǎn)，減少了起下鉆時(shí)間，提高了機(jī)械鉆速。據(jù)實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)，第一只鉆頭平均機(jī)械鉆速均達(dá)到50 m/h左右。

2.1.2 優(yōu)選鉆具組合，防斜打直

濱173區(qū)塊臺(tái)子井較多，上部直井段井斜控制得好壞將會(huì)直接影響到后續(xù)施工及同臺(tái)其他井的施工。在該區(qū)塊已施工井中，采用兩種防斜鉆具組合。第一種組合為Φ215.9 mm牙輪鉆頭、2根Φ177.8 mm鉆鋌、Φ214 mm扶正器、4根Φ177.8 mm鉆鋌、無磁鉆鋌、6柱加重鉆桿，其有利于出現(xiàn)井斜后吊打糾斜，鉆進(jìn)過程打吊結(jié)合;第二種組合為Φ215.9 mm PDC、無磁鉆鋌、6根Φ177.8 mm鉆鋌、6柱加重鉆桿的鉆具結(jié)構(gòu)，打吊結(jié)合，立足于防斜打快。實(shí)踐證明，這兩種鉆具組合防斜打直效果都很好，定向前最大井斜都沒有超過1°。但第一種鉆具組合雖然機(jī)械鉆速略低，但其防斜效果卻更好些。

另外，據(jù)以往施工井井斜數(shù)據(jù)可知，館陶組底部及館陶進(jìn)東營(yíng)組井斜變化較大，且鉆入此段鉆速變化明顯，在鉆進(jìn)中尤其注意控制井斜，經(jīng)過交界面不可盲目追求機(jī)械鉆速，一定堅(jiān)持吊打。

2.2 定向段和穩(wěn)斜段

2.2.1 優(yōu)選高效能鉆頭，提高機(jī)械鉆速

由于PDC鉆頭適合于在較高轉(zhuǎn)速低鉆壓條件下作業(yè)才能充分發(fā)揮PDC鉆頭的作用，而螺桿鉆具的高轉(zhuǎn)速，可以為PDC鉆頭提高切削速度提供井下動(dòng)力保障。因此螺桿鉆具配合PDC鉆頭可以大幅度提高機(jī)械鉆速，并且高轉(zhuǎn)速、小鉆壓、鐘擺鉆具，可以有效地防止井斜。該區(qū)塊施工中，二開井段PDC分別使用過萊州市原野科技有限公司和勝利鉆井工藝研究院生產(chǎn)的。從近5口完成井使用效果來看，兩個(gè)PDC各有優(yōu)劣，萊州原野的PDC耐磨性較強(qiáng)，但其機(jī)械鉆速相對(duì)較低，平均機(jī)械鉆速14.58 m/h。而勝利鉆井工藝研究院的PDC平均機(jī)械鉆速15.63 m/h。因此在該區(qū)塊沙河街上部建議使用鉆井院的PDC，下部可鉆性較差建議使用萊州原野的PDC。在施工井中優(yōu)選高效能PDC鉆頭，施工中以復(fù)合鉆進(jìn)為主，有4口井僅用1只PDC就打完二開井段，機(jī)械鉆速提高明顯。

2.2.2 優(yōu)選鉆具組合，確保井身軌跡圓滑

定向段和穩(wěn)斜段采用高效能鉆頭加動(dòng)力鉆具優(yōu)快鉆井技術(shù)。鉆具組合為Φ215.9 mmPDC、Φ172 mm螺桿(單彎1.25°)、回壓凡爾、定向接頭、Φ168 mm無磁鉆鋌、Φ127 mm加重鉆桿、Φ127 mm鉆桿、Φ212 mm扶正器、Φ127 mm鉆桿。該鉆具組合使用單彎螺桿鉆具產(chǎn)生的偏心鐘擺鉆具效果，配合PDC鉆頭在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，可以提高PDC鉆頭的破巖效率，同時(shí)防斜、糾斜效果也較好，井斜穩(wěn)中有降，很好地控制長(zhǎng)裸眼穩(wěn)斜段的井身軌跡。另外，Φ212 mm扶正器也可以很好地修復(fù)井壁，確保井壁圓滑、井身質(zhì)量合格，為完井電測(cè)作業(yè)的順利提供重要保障。

3 優(yōu)化鉆井液性能，提高電測(cè)一次成功率

從先前施工井來看，完井電測(cè)遇阻遇卡是濱173區(qū)塊易發(fā)生的一種復(fù)雜情況。該區(qū)塊地層，上部泥質(zhì)砂巖地層，砂巖段易吸水膨脹，造成縮徑阻卡，下部砂質(zhì)泥巖黏土礦物含量高，易吸水分散垮塌，如鉆井液性能跟不上勢(shì)必發(fā)生起下鉆、電測(cè)遇阻遇卡等復(fù)雜情況［4］。濱173-Xa由于上部地層吸水膨脹引起縮徑，以及后期鉆井液未處理好引起上部糊井眼，導(dǎo)致電測(cè)至802 m時(shí)遇阻，通井五趟，損失時(shí)間112 h;濱173-Xb由于在沙河街施工中鉆井液失水未控制好引起井壁不穩(wěn)定，以及井身軌跡未控制好，導(dǎo)致電測(cè)儀器下至3 000 m時(shí)下放遇阻，上提遇卡，再加上后期復(fù)雜情況處理不當(dāng)，又致使井內(nèi)掉塊堆積導(dǎo)致憋泵引起井壁的不穩(wěn)定，共損失時(shí)間220 h。由此可見，泥漿性能不好，井眼軌跡復(fù)雜，是前期施工井電測(cè)成功率低，完井作業(yè)周期長(zhǎng)的主要原因。

因此，為有效地預(yù)防電測(cè)遇阻遇卡現(xiàn)象，縮短建井周期，采取鉆遇不同層位應(yīng)用適應(yīng)該層位的鉆井液體系，做好固相控制，維護(hù)好鉆井液性能，提高電測(cè)一次成功率［5］。

1)二開鉆進(jìn)館陶組及以上地層采用以絮凝效果為主的聚合物鉆井液體系，有效控制固相含量及地層的造漿，提高了機(jī)械鉆速。

2)在不整合面附近、疏松砂巖層鉆井液主要以抑制地層造漿、攜帶巖屑、防止泥巖縮徑以及上部地層的垮塌，采用以絮凝和防塌為主的鉆井液體系，確保安全鉆進(jìn)。

3)進(jìn)入沙河街地層主要以防塌降黏降濾失為主，而沙河街組段較長(zhǎng)，且沙二段造漿厲害，因此提前加入足量防塌降黏劑、抗復(fù)合鹽、硅氟降粘劑、抗高溫抗鹽降濾失劑等以防塌降黏降濾失為主的泥漿藥品，對(duì)井壁進(jìn)行封固，增強(qiáng)防塌降黏降濾失能力，控制好失水，提高泥餅質(zhì)量，同時(shí)嚴(yán)格控制鉆井液性能，堅(jiān)決杜絕大幅度調(diào)整鉆井液性能，合理使用固控設(shè)備，降低泥漿劣質(zhì)固相含量，盡量保持鉆井液性能的穩(wěn)定性。

4)與工程緊密結(jié)合，注意摩阻變化，及時(shí)加入原油、無水聚合醇等潤(rùn)滑劑，降低摩阻，保證施工的安全。完鉆后，充分處理泥漿，用油基或固體潤(rùn)滑劑封井底［1］，保證電測(cè)和完井作業(yè)的順利施工。

4 應(yīng)用效果

濱173區(qū)塊應(yīng)用優(yōu)快鉆井技術(shù)施工的9口井中，未發(fā)生一起故障與復(fù)雜，完井電測(cè)均一次成功。具體情況見表1。由表1可看出，在平均井深3 107 m下，與應(yīng)用前相比，鉆機(jī)月速增加2 156 m/臺(tái)，機(jī)械鉆速提高9.01m/h，鉆井周期減少227 h，完井周期減少75 h，建井周期減少341 h，鉆機(jī)月速、機(jī)械鉆速均有大幅度提高，施工周期均有大幅縮減。其中，最快的一口井(井深3 047 m)建井周期僅用317 h，平均機(jī)械鉆速達(dá)30.09 m/h，創(chuàng)下了該區(qū)塊鉆井速度最快的記錄。另外，口井鉆頭使用數(shù)也大大減少，平均每口井少使用1.4只牙輪、1.2只PDC，鉆井成本大幅降低，直接經(jīng)濟(jì)效益可觀。

表1 濱173區(qū)塊優(yōu)快鉆井技術(shù)應(yīng)用前后完成井鉆井主要指標(biāo)及對(duì)比

5 結(jié)論

1)濱173區(qū)塊優(yōu)快鉆井技術(shù)實(shí)施后，鉆井效率提高明顯，井下復(fù)雜得到很好控制，對(duì)該區(qū)塊后續(xù)的施工井具有很大的參考價(jià)值及推廣意義。

2)對(duì)于完井電測(cè)作業(yè)能否一次成功是濱173區(qū)塊優(yōu)快鉆井的一個(gè)關(guān)鍵。

3)鉆井液性能與電測(cè)有較大的關(guān)系。提高鉆井液性能，將大大改善泥餅質(zhì)量，潤(rùn)滑效果和井壁穩(wěn)定，有利于電測(cè)的順利進(jìn)行。

4)優(yōu)選鉆具組合對(duì)防斜打直、井身軌跡控制方面有著重要作用。另外，應(yīng)用頂部加扶正器修復(fù)井壁的做法對(duì)提高井眼規(guī)則也提供了一定的保證。

［1］楊依慶，孔粲.儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在平南油田濱173塊中的應(yīng)用［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32(2):129.

［2］楊鳳林.大373區(qū)塊提高鉆井速度探討［J］.科技傳播，2010，33(24):161.

［3］張學(xué)光.勝利油田渤南區(qū)域鉆井技術(shù)［J］.西部探礦工程，2009，21(10):76-78.

［4］熊同旭，秦欣，李金柱，等.泥質(zhì)砂巖地層的粘土性質(zhì)分析［J］.測(cè)井技術(shù)，2003，27(S1):25-28.

［5］肖黨林.勝利油田利津區(qū)塊鉆井液技術(shù)［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，24(1):283-284.

Application of Fast and Optimized Drilling Technology in Bin 173 Blocks

HE Liang-quan1， JIANG Hong-mei2， WANG Ai-ming1

(1.Bohai Drilling Corporation of Shengli Petroleum Engineering Co.，Ltd，SINOPEC，Dongying 257200，Shandong，China;2.Hekou Oil Production Factory of Shengli Petroleum Engineering Co.，Ltd，SINOPEC，Dongying 257200，Shandong，China)

Bin 173 blocks has low ROP，drill pipe blocking and sticking frequently occur during completion logging，long drilling and completion cycle，high drilling cost，which greatly restrict the pace of speed and effect in the block.To effectively raise the drilling index，improve the one-time success rate in logging，decrease drilling cost，the formation characteristics and past experiences in the block are analyzed and summed up combining with the drilling practice.The technology of fast and optimization drilling has developed for the block in terms of bit type and drilling tool assembly selection，drilling fluid maintenance，etc.Application of the block showed high penetrating，shortened drilling cycle，decreased drilling cost，and one-time past in logging.So it has reference and direction values for drilling in the block.

Bin 173;fast and optimized drilling;improving ROP;success rate in logging

TE242

B

1008-9446(2013)05-0005-04

2013-07-09

何良泉(1981-)，男，福建漳州人，勝利石油工程有限公司渤海鉆井二公司工程師，主要從事鉆井技術(shù)管理。