八面河地區(qū)新生界地層優(yōu)快鉆井技術(shù)

摘 要：結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)，開發(fā)應(yīng)用了優(yōu)快鉆井綜合配套技術(shù)，生產(chǎn)時(shí)效、機(jī)械鉆速、工程質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。文章主要介紹了這一技術(shù)的一些相關(guān)參數(shù)及應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：工藝技術(shù)；鉆井速度；工程質(zhì)量；八面河地區(qū)

八面河地區(qū)地層屬新生代沉積，鉆井過程中易發(fā)生垮塌、漏失，多年來，開展了提高機(jī)械鉆速、井眼軌跡控制、鉆井液技術(shù)、故障復(fù)雜預(yù)控等方面的探索，形成了優(yōu)快鉆井綜合配套技術(shù)，技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到或超過了設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

1 地層特點(diǎn)

鉆遇地層自上而下：平原組地層為黃色粘土，不成巖，易垮塌。明化鎮(zhèn)組地層為棕色泥巖，易造漿，易垮塌。館陶組地層為灰白色砂、礫巖和流沙層，易擴(kuò)徑、垮塌、漏失。東營組地層為紅色泥巖夾灰色細(xì)砂巖，地層軟硬交錯(cuò)，易斜。沙河街組地層為中-厚層砂巖、泥巖，砂層孔滲大，疏松，易漏、易擴(kuò)徑，定向造斜率不穩(wěn)定?？椎杲M地層為棕色泥巖、泥膏巖，可鉆性較差，易膏侵污染鉆井液。

2 提高機(jī)械鉆速技術(shù)

2.1 高效PDC鉆頭

選擇了適合松軟-中硬地層快速鉆進(jìn)且可定向造斜的高效PDC鉆頭。

鉆頭特征為：5刀翼；Ф16及Ф19切削齒混合布齒；高度拋光的切削齒減少剪切力；硬質(zhì)合金支撐邊緣齒延緩切削齒破裂和磨損，明顯提高鉆頭壽命；輔助切削齒和分壓平衡墊的數(shù)量、位置、露出高度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使切削齒均勻吃入地層；力平衡、后排減壓齒、螺旋式刮刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加鉆頭的穩(wěn)定性；螺旋式可換噴嘴、光面保徑墊和螺旋式保徑結(jié)構(gòu)。

2.2 優(yōu)化鉆具組合

采用簡化防卡鉆具組合：Ф241mmPDC+Ф172mm*（1.25°-1.5°）單彎螺桿+Ф158mm無磁鉆鋌*1根+Ф127mm加重鉆桿+Ф127mm鉆桿。優(yōu)點(diǎn)如下：鉆進(jìn)時(shí)鉆壓小，不下鉆鋌即可滿足鉆進(jìn)需要?？呻S時(shí)進(jìn)行定向施工，提高中靶精度。可連續(xù)完成造斜、增斜、穩(wěn)斜、降斜、調(diào)整方位等不同作業(yè)，減少起下鉆次數(shù)。結(jié)構(gòu)簡化，使粘卡的幾率降低，摩阻減少。

2.3 優(yōu)選鉆井參數(shù)

開孔時(shí)，采用小排量鉆進(jìn)，防止沖垮松散層。直井段和穩(wěn)斜段鉆進(jìn)時(shí)，采用2.5m3/min的大排量鉆進(jìn)，既提高機(jī)械鉆速，又能有效地清洗井眼、沖刷井壁。定向段鉆井參數(shù)：鉆壓10-30KN、轉(zhuǎn)速67rpm、排量1.0-2.0m3/min。通過調(diào)整鉆壓、排量，保證井眼軌跡符合率。

3 井眼軌跡控制技術(shù)

3.1 井斜控制

直井段采用低鉆壓防斜打直技術(shù)，嚴(yán)格控制鉆井參數(shù)，使井斜角和井底位移盡可能小。穩(wěn)斜段采用高效PDC鉆頭+動(dòng)力鉆具進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)，連續(xù)控制井眼軌跡。結(jié)合鉆具造斜能力，確定螺桿尺寸大小及度數(shù)、扶正器的位置及尺寸大小、鉆井參數(shù)等，可有效控制井斜。

3.2 軌跡控制

采用PDC鉆頭+單彎螺桿+MWD（無線隨鉆測量裝置）的定向控制系統(tǒng)。

在預(yù)測下部井段需要的造斜率前提下，結(jié)合鉆具組合的造斜能力，優(yōu)選螺桿尺寸及度數(shù)。通過增大結(jié)構(gòu)的彎曲角度，可提高造斜率。一般采用滑動(dòng)鉆進(jìn)1單根復(fù)合鉆進(jìn)2單根的方式，使井斜緩慢地增至設(shè)計(jì)值，既保證了軌跡符合率，又使得井眼更加平滑。

4 鉆井液技術(shù)

4.1 體系選擇

直井及常規(guī)定向井（最大井斜<35°）：使用聚合物低固相防塌鉆井液，進(jìn)入目的層前50-100m，將鉆井液改造成聚合物低固相屏蔽暫堵鉆井液。大斜度井及水平井：直井段使用聚合物低固相防塌鉆井液；井斜達(dá)到35°時(shí)，將鉆井液改造為聚合物乳化鉆井液或聚合物聚合醇防塌潤滑鉆井液；目的層鉆進(jìn)時(shí)，使用聚合物乳化屏蔽暫堵鉆井液和聚合物聚合醇屏蔽暫堵鉆井液。

4.2 防塌性能控制

控制鉆井液API濾失量≤5ml。嚴(yán)禁大幅度調(diào)整鉆井液性能，等量等濃度補(bǔ)充膠液。選擇加入無熒光防塌劑、防塌降濾失劑、聚合醇防塌潤滑劑，增強(qiáng)鉆井液防塌性。

4.3 攜帶性能控制

利用地層造漿特性，控制合適的般土含量（25g/l-35g/l）。選擇合適的排量（28L/s-32L/s），滿足環(huán)空返速要求。常規(guī)定向井FV控制為36s-40s，動(dòng)切力3Pa-5Pa，動(dòng)塑比0.2-0.3。大斜度井FV控制為38s-45s，動(dòng)切力4Pa-6Pa，動(dòng)塑比0.25-0.35。根據(jù)需要選擇加入中粘CMC、PAM、FH-D17（低固相增粘降濾失劑）調(diào)整粘度，增強(qiáng)懸浮、攜帶能力。

5 故障預(yù)控技術(shù)

5.1 井垮預(yù)控

開孔時(shí)20-30m，采用小排量鉆進(jìn)，防止沖垮井口；之后，采用大排量鉆進(jìn)，保證井筒內(nèi)鉆屑及時(shí)清除，對(duì)井壁的及時(shí)沖刷。起鉆及時(shí)灌滿泥漿；勻速起鉆，防止拔垮地層。防止蹩漏泥漿，導(dǎo)致井垮。

5.2 阻卡預(yù)控

接單根前勻速劃眼兩遍，每200m短起下鉆一次。下鉆強(qiáng)壓<3噸，下鉆強(qiáng)拔<5噸。及時(shí)清除巖屑床、虛泥餅，降低井下摩阻；近平衡壓力鉆井，防止壓差卡鉆?？刂圃煨甭剩ＷC井眼圓滑。滑動(dòng)鉆進(jìn)期間接單根時(shí)，控制前后工具面一致。動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)斜井段接單根時(shí)，早停泵晚開泵，防止產(chǎn)生臺(tái)肩。簡化鉆具結(jié)構(gòu)，少下鉆鋌或不下鉆鋌或采用倒裝鉆具組合，防粘卡。

5.3 出新眼預(yù)控

下鉆遇阻強(qiáng)壓<3噸。彎螺桿鉆具下鉆遇阻時(shí)，嚴(yán)禁開泵沖劃，只能動(dòng)轉(zhuǎn)盤撥劃，撥劃鉆壓<1噸。撥劃無效則起鉆換常規(guī)鉆具通井。PDC、牙輪鉆頭遇阻撥劃無效時(shí)，換小尺寸的牙輪鉆頭或尖刮刀鉆頭通井沖劃，以沖為主，間斷動(dòng)轉(zhuǎn)盤，沖劃鉆壓控制在1噸以內(nèi)。通井鉆具要保持與原鉆具剛性一致。定向段、臺(tái)肩處遇阻時(shí)，以沖、壓為主，但沖、壓不得同時(shí)進(jìn)行。

6 應(yīng)用效果

2013年，該地區(qū)完井65口，進(jìn)尺91327m；平均井深1360.14m，平均機(jī)械鉆速47.46m/h，平均鉆井周期6.98d。復(fù)雜時(shí)間僅占 1.10%；故障時(shí)間僅占0.23%。井身質(zhì)量合格率100%。鉆井液密度符合率100%，電測一次成功率85%，指標(biāo)均達(dá)到超過設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語

7.1 結(jié)合八面河地區(qū)新生界松軟地層特點(diǎn)開發(fā)應(yīng)用的鉆井綜合配套技術(shù)，能顯著提高機(jī)械鉆速、有效控制井眼軌跡、控制復(fù)雜故障的發(fā)生，具有推廣前景。

7.2 從復(fù)雜故障發(fā)生的情況看，進(jìn)一步優(yōu)化、細(xì)化技術(shù)措施，鉆井效率還存在一定的提升空間。

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作者簡介：田常銘（1964，10-），男，民族：漢，籍貫：湖北，學(xué)歷：大學(xué)，職稱：高工，研究方向：石油工程。