金溪2井優(yōu)快鉆井技術(shù)

宋文宇(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南 鄭州 450000）

金溪2井優(yōu)快鉆井技術(shù)

宋文宇(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南 鄭州 450000）

金溪2井是部署在四川盆地川東北米倉山前緣南江東滑脫沖斷代第三斷塊的一口預(yù)探井。該井是以上二疊統(tǒng)長興組、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組為主要勘探目的層的超深預(yù)探井，實(shí)際井深達(dá)7200m，該區(qū)塊地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆井風(fēng)險(xiǎn)高，難度大；可參考的井位少，借鑒價(jià)值有限。各種新技術(shù)新工藝在金溪2井的應(yīng)用，提高了鉆進(jìn)速度，降低了鉆進(jìn)成本，形成了一整套適合該區(qū)優(yōu)快鉆井的工藝技術(shù)，為該區(qū)塊后續(xù)其他井的鉆進(jìn)提供了指導(dǎo)。

金溪2井；導(dǎo)向渦輪+孕鑲金剛石鉆井技術(shù)；扭力沖擊器+PDC鉆井技術(shù)；高效牙輪鉆井技術(shù)

1 金溪2井鉆井施工難點(diǎn)分析

通過對參考井的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)塊鉆井地質(zhì)難點(diǎn)主要有：

（1）地層沉積環(huán)境差異大，壓力系統(tǒng)分布規(guī)律復(fù)雜，預(yù)測誤差大。

（2）地質(zhì)條件復(fù)雜：傾角大、斷層多、巖性復(fù)雜多樣化，大大影響鉆井效率的提高。

（3）區(qū)塊井漏問題嚴(yán)重，得不到有效控制。參考井統(tǒng)計(jì)該發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊出現(xiàn)漏失或惡性漏失的幾率高。

（4）區(qū)塊井下復(fù)雜多發(fā)，故障率高。

(5）深部地層小井眼鉆進(jìn)，裸眼段長，鉆進(jìn)摩阻較大，施工風(fēng)險(xiǎn)高。

2 金溪2井提速工藝技術(shù)

2.1 導(dǎo)向渦輪+孕鑲金剛石鉆井技術(shù)

為解決金溪2井自流井組、須家河組地層硬度高、研磨性強(qiáng)、鉆速低，易井斜的難題，提速提效，采用了9～1/2”高速導(dǎo)向渦輪+12-1/4”孕鑲金剛石鉆頭配套技術(shù)，金溪2井共下渦輪入井4趟，鉆進(jìn)井段為1608.62～1688.53m、1691.32～1710m、1721～2070.50m，總進(jìn)尺448.09m，純鉆時間224.91h，渦輪工作時間457.00h，平均機(jī)械鉆速1.99m/h。

圖1 渦輪鉆井與常規(guī)鉆井進(jìn)度對比圖

圖1為渦輪與常規(guī)鉆進(jìn)進(jìn)度對比圖。圖中紅色曲線井段1608.62m-2070.50m是渦輪鉆具施工井段。本井渦輪鉆進(jìn)機(jī)械鉆速按地層對比：珍珠沖段機(jī)械鉆速為1.37m/h，為本井相同井段牙輪鉆頭2倍。須四段機(jī)械鉆速為2.52m/h，為本井相同井段牙輪鉆頭的5.29倍。雷口坡組平均機(jī)械鉆速達(dá)到2.88m/h。大大地提高了鉆井速度，節(jié)約了鉆井成本。

珍珠沖段機(jī)械鉆速為本井相同井段牙輪鉆頭2倍，須四段機(jī)械鉆速為本井相同井段牙輪鉆頭的5.29倍。成功實(shí)現(xiàn)了自流井組珍珠沖段-雷口坡組12-1/4”井眼優(yōu)質(zhì)高效鉆井，并成功實(shí)現(xiàn)了對該井段的井斜控制。全部渦輪施工井段井斜控制在3°以內(nèi)，閉合位移控制在50米以內(nèi)，閉合方位45°，閉合位移正位移37米。孕鑲金剛石渦輪鉆井技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用中取得良好的效果，在提高機(jī)械鉆速與井身質(zhì)量做出了突出貢獻(xiàn)，使機(jī)械鉆速獲得了極大提高，井身質(zhì)量也得到了有效保證。實(shí)踐表明，高速導(dǎo)向渦輪+孕鑲金剛石鉆頭在硬地層條件下能夠穩(wěn)定的工作，其高轉(zhuǎn)速大扭矩為鉆頭在井底提供了良好的工作條件。

2 扭力沖擊器+PDC鉆井技術(shù)

金溪2井四開鉆遇的吳家坪組，硅質(zhì)團(tuán)塊含量高，在10%～30%左右，個別段甚至高達(dá)50%左右，普通PDC鉆頭、牙輪鉆頭鉆速低，壽命短，一只鉆頭平均在20m進(jìn)尺左右，起下鉆頻繁。為提高鉆速和純鉆利用率，采用了扭力沖擊器+PDC鉆頭鉆進(jìn)。

在金溪2井四開長興組、吳家坪組、茅口組和棲霞組的鉆進(jìn)中，總共使用扭力沖擊器鉆進(jìn)7趟鉆，總進(jìn)尺439.14m。鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓：80～100KN；轉(zhuǎn)速：50～65rpm；排量：16L/S；泵壓：19～23MPa；密度：1.46～1.48 g/cm3；粘度：68～73s；含砂：0.3%；固含：20%。

通過本井應(yīng)用，證明扭力沖擊提速效果較明顯，是常規(guī)PDC或牙輪的2～3倍（常規(guī)鉆頭鉆時約在60min），單趟進(jìn)尺更是常規(guī)鉆進(jìn)的4倍左右。其中第7趟鉆，使用效果尤為明顯。對比同井段牙輪鉆頭，進(jìn)尺提高約5倍，機(jī)械鉆速提高約2～3倍。

3 高效牙輪鉆井技術(shù)

四開地層鉆遇吳家坪組，使用了2只MX-DS50DX進(jìn)口牙輪鉆頭，有效克服該地層巖石中含硅質(zhì)團(tuán)塊，研磨性強(qiáng)，牙輪鉆頭壽命較短，進(jìn)尺較少的特點(diǎn)，提高了本井的施工效率。尤其是第二只入井的MX-DS50DX鉆頭純鉆時間為124.17h，為國產(chǎn)牙輪鉆頭壽命的6倍；進(jìn)尺76m，為國產(chǎn)牙輪鉆頭的5.51倍。

4 結(jié)語

（1）針對高研磨性、高陡度的須家河地層，選用導(dǎo)向渦輪+孕鑲金剛石工藝，既可提高鉆井效率，又可保證井深質(zhì)量。

（2）飛仙關(guān)組灰?guī)r易漏地層，推薦選用扭力沖擊器+PDC鉆井工藝，既可提高鉆井效率，又可實(shí)現(xiàn)隨鉆堵漏。

（3）硅質(zhì)含量較高的吳家坪地層優(yōu)選進(jìn)口貝克休斯MXDS50MX高抗研磨性鉆頭提速提效效果明顯，值得在類似地層推廣應(yīng)用。