義50區(qū)塊快速鉆井技術(shù)

劉克冰

摘 要：義50區(qū)塊施工井主要含油層系為新生界古近系沙二段油藏，所鉆地層有新生界平原組、館陶組、東營(yíng)組、沙河街組，下部地層構(gòu)造復(fù)雜，同垂深不同方位上地層傾向變化較大，給鉆井施工帶了巨大困難。針對(duì)該地區(qū)的地層特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工針對(duì)地層的變化，做好優(yōu)選鉆頭，合理調(diào)配鉆具結(jié)構(gòu)，及時(shí)調(diào)整鉆井液性能，保證了井身軌跡，減少了東營(yíng)組以下地層掉塊的產(chǎn)生，預(yù)防了復(fù)雜情況及鉆井故障發(fā)生；同時(shí)加快義50區(qū)塊鉆井施工速度。

關(guān)鍵詞：鉆頭選型；防塌；井身軌跡

1 鉆井的主要難點(diǎn)

1.1 地層構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)資料參考性較低

義50區(qū)塊總體構(gòu)造形態(tài)以埕南斷層為邊界，發(fā)育兩個(gè)小型斷鼻構(gòu)造，一個(gè)呈北東-南西走向，一個(gè)呈北西-南東走向，整體北高南低，北部構(gòu)造較緩南部構(gòu)造變陡，構(gòu)造幅度較大，地層傾角17°，同時(shí)區(qū)塊內(nèi)部發(fā)育多條小斷層，其中在義50井區(qū)發(fā)育一條埕南大斷層的派生斷層，走向?yàn)榻鼥|西向，斷距在80m左右，鄰井資料可供參考值較低。

1.2 含礫地層多，分布不均勻

同一裸眼井段有多套含礫層，分別為館陶底東營(yíng)頂部含礫層，沙二段、沙三段含礫層，主要有含礫粗砂巖、含礫細(xì)砂巖、含礫泥質(zhì)細(xì)砂巖，含礫量隨井深增加，應(yīng)合理選用鉆頭。

1.3 東營(yíng)組井壁穩(wěn)定性差，加強(qiáng)鉆井液處理

東營(yíng)組地層穩(wěn)定性差，對(duì)鉆井液性能要求較高，如果該井段發(fā)生失穩(wěn)產(chǎn)生掉塊，后期很難控制，因此鉆井液處理不能盲目化，應(yīng)根據(jù)所鉆地層巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整。

1.4 下部井身軌跡控制要求較高

東營(yíng)組、沙河街組以下地層發(fā)育小斷層較多，同時(shí)構(gòu)造幅度較大，地層傾角17°，同垂深不同方位上地層傾向變化無(wú)規(guī)律，定向井穩(wěn)斜段受地層侵角、斷層等因素影響較大，井身軌跡控制較難。

2 鉆井施工模式

2.1 鉆頭選型

2.1.1 東營(yíng)組以上地層鉆頭選型

義50區(qū)塊館陶組砂層發(fā)育，成巖性差，巖性可鉆性高，館陶底部、東營(yíng)組頂部有少量礫石層，使用HAT127鉆頭，充分發(fā)揮高壓噴射的特點(diǎn)，既可以滿足高轉(zhuǎn)速，又可以獲得較高的機(jī)械鉆速，同時(shí)完全可以打穿這套含礫層。

2.1.2 東營(yíng)組以下鉆頭選型

義50區(qū)塊東營(yíng)組、沙一段、沙二段上部地層可鉆性較高，沙二段下部、沙三段地層，主要由含礫粗砂巖、含礫細(xì)砂巖、含礫泥質(zhì)細(xì)砂巖組成，含礫情況隨井深逐漸增加，因此，鉆頭選型主要以沙河街組地層特點(diǎn)來(lái)選型，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，主要以使用不同尺寸復(fù)合片PDC和牙輪鉆頭為主。

2.2 優(yōu)化鉆井液性能，提升鉆井液防塌、潤(rùn)滑效果

地層巖性差別大，鉆井液處理不能盲目化，應(yīng)根據(jù)所鉆地層巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整；分段鉆井液處理思路。

2.2.1 東營(yíng)組以上鉆井液處理思路（井深200～2100m井段）

為滿足上部地層疏松快鉆速情況下的攜砂和防塌的需要，采用聚合物鉆井液體系。使用聚合物PAM的同時(shí)，適當(dāng)添加高分子CMC，起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。在進(jìn)入沙河街組地層前不加重鉆井液，盡量使用低密度鉆井液鉆井，同時(shí)用好固控設(shè)備，控制鉆井液中的劣質(zhì)固相含量，通過(guò)優(yōu)化上部地層“一高三低二適當(dāng)”鉆井液技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鉆速的提高。

2.2.2 東營(yíng)組以下鉆井液處理思路（井深2100～完鉆3400m左右井段）

鉆至井深2300m左右，開始將井漿轉(zhuǎn)化為聚磺防塌鉆井液。進(jìn)入沙三段地層之前，將鉆井液密度提高到設(shè)計(jì)上限（1.25g/cm3），以達(dá)到化學(xué)防塌和力學(xué)防塌并舉的作用。將API濾失量降到4mL以下，HTHP濾失量15mL以內(nèi)，使鉆井液具有低的濾失量和好的泥餅質(zhì)量，保證鉆井液的造壁性和穩(wěn)定性。在以后的維護(hù)中，根據(jù)鉆井液的消耗量，定期定量補(bǔ)充各類防塌劑含量。

2.3 優(yōu)化鉆具組合，加強(qiáng)井身軌跡控制

針對(duì)義50區(qū)塊東營(yíng)組以下地層地層傾向變化大，地層傾角通常大于17°，根據(jù)不同的井型采用不同的鉆具組合。

2.3.1 直井的井身軌跡控制

①對(duì)于東營(yíng)組以上井段，推廣使用小鐘擺鉆具組合，在高轉(zhuǎn)盤鉆速下，充分發(fā)揮鐘擺鉆具作用，在館陶中下部打吊結(jié)合，嚴(yán)格控制上部井段井身質(zhì)量；②東營(yíng)組以下地層小斷層較多，地層傾角較大，推廣使用“四合一”導(dǎo)向鉆具組合（鉆頭+單彎動(dòng)力鉆具+無(wú)磁鉆鋌9m+扶正器），鉆具組合具備鐘擺鉆具和導(dǎo)向鉆具組合的共同優(yōu)點(diǎn)，用于防斜和糾斜雙重特性，同時(shí)發(fā)揮復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)，加快施工速度。

2.3.2 定向井井身軌跡控制

①定向段使用欠尺寸扶正器，避免定向過(guò)程中扶正器“拖壓”現(xiàn)象，定向期間預(yù)算好井身軌跡變化，預(yù)留井斜角和方位角“漂移”，減少后期調(diào)整量，有助于井身軌跡的控制，提高機(jī)械鉆速；②穩(wěn)斜段使用柔性具組合，隨鉆測(cè)量?jī)x實(shí)時(shí)檢測(cè)，依據(jù)井斜、方位變化情況及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，盡可能少用單彎調(diào)整井斜、方位，防止出現(xiàn)“波浪式”井眼，保證良好的井身軌跡。

3 結(jié)論

①不同地層優(yōu)選鉆頭有效加快義50區(qū)塊施工速度；②優(yōu)化導(dǎo)向鉆具組合，合理攜帶使用不同尺寸的扶正器，對(duì)井身軌跡的保障起到了良好的效果；③義50區(qū)塊鉆井液的處理，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工中所鉆巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整，有利于避免井下復(fù)雜情況發(fā)生；④該優(yōu)快鉆井技術(shù)基本滿足義50區(qū)塊施工要求，可作為該區(qū)塊施工模式推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉同富，王樹永，李文明，向剛，萬(wàn)緒新.勝利油田沙河街組及以下地層井壁穩(wěn)定技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2003 （5）.