鴨西區(qū)塊提速技術(shù)研究與應(yīng)用

杜樹明，王文強(qiáng)，呂曉平，孫東光

（西部鉆探國(guó)際鉆井公司,甘肅酒泉735000）

鴨西區(qū)塊提速技術(shù)研究與應(yīng)用

杜樹明*，王文強(qiáng)，呂曉平，孫東光

（西部鉆探國(guó)際鉆井公司,甘肅酒泉735000）

鴨西區(qū)塊位于酒泉盆地酒西坳陷青西凹陷東部，因受祁連山逆沖推覆作用的影響，地層發(fā)生褶皺變形,斷層分布廣泛。根據(jù)玉門油田勘探開發(fā)計(jì)劃，2015年鴨西區(qū)塊成為新的主戰(zhàn)區(qū)，所鉆井包括鴨6井區(qū)定向井、白堊系深井和老井加深側(cè)鉆等特殊工藝井。通過對(duì)所鉆井進(jìn)行全面分析研究，針對(duì)鉆井的主要難點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，解決困擾鴨西區(qū)塊鉆井提速瓶頸問題，提高該區(qū)塊的整體鉆井速度，縮短鉆井周期。

推覆作用；定向井；斷層分布；特殊工藝井

1　鴨西地質(zhì)構(gòu)造特征

該區(qū)塊被多組逆沖斷層切割。區(qū)塊內(nèi)斷層多，走向不一、傾角不同，導(dǎo)致了鴨西區(qū)塊鉆井易斜、易塌、鉆遇地層差異性大。

2　鴨西區(qū)塊鉆井資料調(diào)研（表1）

表1　鴨西區(qū)塊所完成井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

白堊系深井鉆進(jìn)平均井深4426m，平均鉆進(jìn)周期169.7d，平均單井機(jī)速2.34m/h，事故復(fù)雜率8.57%。鴨6井區(qū)平均井深3614m，平均鉆井周期59.42d，平均機(jī)械鉆速4.57m/h。

3　鉆井難點(diǎn)分析

（1）由于褶皺和斷層的雙重影響，第三系和白堊系地層傾角大，自然造斜率高。

①白堊系地層自然增斜率高：鴨西117井從3501m鉆至3835m，井斜由4.86°增至15.77°。鴨西11井從4294m鉆至4450m，井斜由5.59°增至26.8°。

②鴨6井區(qū)設(shè)計(jì)與地層施工難點(diǎn)：直井段易斜，參數(shù)不能強(qiáng)化，水平負(fù)位移影響下部定向井施工。造斜后穩(wěn)斜段長(zhǎng)達(dá)1000m，控制井斜方位困難，影響鉆井機(jī)速。

（2）第三系牛胳套—胳塘溝組上部和白堊系地層下部粉砂巖和含礫砂巖研磨性強(qiáng)，對(duì)鉆頭磨損嚴(yán)重。

（3）該區(qū)塊為2層結(jié)構(gòu)，裸眼段長(zhǎng)，第三系白楊河、柳溝莊地層長(zhǎng)期浸泡，易發(fā)生井壁垮塌、劃眼憋泵導(dǎo)致卡鉆。白楊河組及以下地層可能存在高壓鹽水層。小井眼加深側(cè)鉆，發(fā)生事故后處理難度大，鴨西地層典型事故復(fù)雜統(tǒng)計(jì)見表2。

表2　鴨西地層典型事故復(fù)雜統(tǒng)計(jì)表

4　技術(shù)措施應(yīng)用

4.1井眼軌跡控制技術(shù)

4.1.1直井段防斜打快技術(shù)

防斜打快重點(diǎn)對(duì)井身質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上提高機(jī)械鉆速和行程機(jī)械鉆速，所選用的鉆具結(jié)構(gòu)既能滿足穩(wěn)斜穩(wěn)方位效果，又能做到調(diào)控靈活性。

（1）鐘擺+螺桿鉆具+轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆井，可以使鉆具因加壓而柔性變形產(chǎn)生的側(cè)向力不斷改變方向，鐘擺力可與增斜力互相抵消，從而不易井斜，有利于穩(wěn)斜。

（2）螺桿鉆具+轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆井方式，由于轉(zhuǎn)速高，彌補(bǔ)低鉆壓能量不足，可以大幅度提高機(jī)械鉆速。

（3）螺桿鉆具，可使鉆頭轉(zhuǎn)速加快切屑速度，但又不影響地面旋轉(zhuǎn)太快而無法控制憋跳鉆，有利于上部鉆具的平穩(wěn)使用。

具體做法：選用1°～1.25°單彎螺桿“0-1”和“0-2”結(jié)構(gòu)，MWD無線隨鉆測(cè)斜儀器隨鉆跟蹤。糾方位至自然方位（20°～60°）反向，井斜控制在2°～3°，全壓復(fù)合鉆進(jìn)提高機(jī)速。

達(dá)到效果：在直井段的施工過程中，提前進(jìn)行定向井軌跡預(yù)測(cè)，通過直井段定向施工控制負(fù)位移（20～ 30m），減小定向段的井斜，整體縮短鉆井周期。

4.1.2斜井段軌跡控制技術(shù)

（1）定向的理論依據(jù)。在定向造斜段以調(diào)方位為主，方位到位再全力增斜，避免大井斜調(diào)方位困難。穩(wěn)斜段主要通過調(diào)整鉆具結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)控制井斜，通過滑動(dòng)鉆進(jìn)控制方位，在保證中靶的前提下多復(fù)合少滑動(dòng)。

（2）優(yōu)化鉆具組合。造斜段：通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，將原來12根鉆鋌減少到6根，用加重鉆桿替代部分鉆鋌，減少與井壁接觸，緩解托壓?jiǎn)栴}。

穩(wěn)斜段：調(diào)整鉆具結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)，試驗(yàn)多套鉆具結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)井斜控制。

4.2牛胳套地層的個(gè)性化PDC鉆頭選型

鴨西區(qū)塊N2n+N1t段長(zhǎng)在1500～2000m，平均每鉆進(jìn)400～500m，會(huì)鉆遇一套砂礫層，使得普通PDC鉆頭磨損嚴(yán)重，單只壽命短。在鴨6井區(qū)的鉆進(jìn)過程中，優(yōu)選攻擊性強(qiáng)、抗沖擊性高的鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，優(yōu)選出SF56H3和FX55SX3等型號(hào)的PDC鉆頭，從鉆頭使用數(shù)量和報(bào)廢數(shù)量上實(shí)現(xiàn)最低，并且保證單只鉆頭平均進(jìn)尺提高到1000m，鉆頭選型依據(jù)見表3。

表3　鉆頭選型依據(jù)

4.3提速新工具——New-Drill的試驗(yàn)應(yīng)用

（1）同時(shí)將扭向和軸向連續(xù)沖擊力傳遞給鉆頭，增加鉆頭的破巖能力。

（2）減小鉆壓波動(dòng)，提供連續(xù)的穩(wěn)定鉆壓，能較好地提高鉆頭壽命。

（3）相比其他提速工具，可以做到主動(dòng)控制井身質(zhì)量。New-drill工具在鴨西2口216mm井眼試驗(yàn)機(jī)速相比該井復(fù)合鉆進(jìn)分別提高了81.19%和54.17%；在鴨西8X井152mm井眼試驗(yàn)機(jī)速相比該井復(fù)合鉆進(jìn)提高了87.3%。

4.4成功預(yù)防了事故復(fù)雜

4.4.1立足一次井控

針對(duì)鴨西的高壓鹽水層，制定相應(yīng)的技術(shù)措施，主要突出預(yù)防為主，早發(fā)現(xiàn)早處理，確保實(shí)現(xiàn)一次井控。只有2口井鉆遇水層，但通過邊循環(huán)邊加重處理成功，立足實(shí)現(xiàn)一次井控。

4.4.2特殊工藝井管控措施

（1）提高泥漿的懸浮性和攜帶性，增加循環(huán)時(shí)間，盡可能清潔井眼，實(shí)現(xiàn)了小排量鉆進(jìn)的井下安全。

（2）小鉆桿、鉆鋌抗拉抗扭強(qiáng)度低，加強(qiáng)鉆具檢查，規(guī)范上扣扭矩，落實(shí)探傷、錯(cuò)扣及倒換鉆具制度，避免了鉆具事故。

（3）為鉆遇破碎帶制定了破碎帶鉆進(jìn)、劃眼及開泵等技術(shù)措施，降低了破碎帶鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）成立現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理小組，形成碰頭會(huì)制度，細(xì)致評(píng)估施工風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督落實(shí)，確保措施執(zhí)行到位。

5　效果評(píng)價(jià)

機(jī)速提高：鴨6井區(qū)由2014年的4.57m/h提高至5.05m/h，整體提速10.5%。鴨西深井由2014年的1.71m/h提高至2.11m/h，整體提速25.5%。

節(jié)約周期：鴨6井區(qū)共鉆進(jìn)11口井，節(jié)約鉆井周期86.12d，鴨西深井2口，節(jié)約鉆井周期65.25d，特殊工藝井2口，多用鉆井周期28.83d。鴨西區(qū)塊共計(jì)15口井，共計(jì)節(jié)約鉆井周期122.54d。

6　結(jié)論與建議

（1）鴨西區(qū)塊提速技術(shù)的研究使得常規(guī)井有效地預(yù)防了高壓鹽水層，老井眼加深側(cè)鉆等特殊工藝井順利完鉆，實(shí)現(xiàn)了鴨西區(qū)塊零事故零復(fù)雜。

（2）鴨西提速技術(shù)的研究，不但提高了鉆井速度、減少井下復(fù)雜、節(jié)約鉆井成本，同時(shí)還有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，真正實(shí)現(xiàn)了甲乙雙方共贏的目的。

[1]汪海閣，蘇義腦.直井防斜打快理論研究進(jìn)展[J].石油學(xué)報(bào)，2012（6）.

[2]肖經(jīng)緯，馮德杰.扶正器鉆具組合在定向井中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（3）.

[3]張輝，高德利.鉆頭選型方法綜述[J].石油鉆采工藝，2002（1）.

TE2

B

1004-5716（2016）11-0049-03

2015-12-08

2016-01-18

杜樹明（1982-），男（漢族），黑龍江綏化人，工程師，現(xiàn)從事鉆井技術(shù)管理工作。