關(guān)于對(duì)鉆井提速新技術(shù)的研究與探討

鄭國(guó)清

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于石油資源的需求越來越多，因此鉆井提速新技術(shù)逐漸應(yīng)用于各項(xiàng)石油鉆井工程施工當(dāng)中。為了能夠直觀的了解到鉆井工程的特點(diǎn)，本文結(jié)合了某盆地鉆井工程，簡(jiǎn)單闡述了鉆井提速新技術(shù)在鉆井工程當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鉆井;提速;新技術(shù);研究

1 鉆井概況

1.1 前期鉆井簡(jiǎn)況

2016年3口完成井平均工期122.87d，平均機(jī)械鉆速4.30m/h，平均復(fù)雜時(shí)率17.23%。復(fù)雜主要以井漏、阻卡、漏溢為主。

1.2 區(qū)塊鉆井難點(diǎn)

（1）砂礫巖發(fā)育，地層承壓能力低。

（2）泥巖水敏性強(qiáng)易垮塌，井壁穩(wěn)定性構(gòu)差。

（3）石炭系地層以凝灰?guī)r、安山巖為主，地層可鉆性差，地層裂縫發(fā)育含氣，易漏易出，井控風(fēng)險(xiǎn)高。

（4）二開斜井段鉆遇三疊系、二疊系、石炭系地層，巖性不均質(zhì)，鉆速低，提速難度大。

2 鉆井提速技術(shù)

通過對(duì)井區(qū)完成井資料分析，主要從井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、個(gè)性化鉆頭優(yōu)選、鉆井液性能優(yōu)化、軌跡控制優(yōu)化、防漏堵漏、安全鉆井等方面入手，開展提速工作。

2.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

鑒于前期鉆井過程中主要存在復(fù)雜時(shí)率高、定向段鉆速慢等難題，對(duì)井身結(jié)構(gòu)和施工方案不斷優(yōu)化。

（1）調(diào)整技術(shù)套管下深，鉆至進(jìn)入石炭系15～20m中完。原設(shè)計(jì)：二開鉆至A點(diǎn)，石炭系同處同一裸眼段，存在漏溢后導(dǎo)致垮塌加劇矛盾;定向段以滑動(dòng)鉆進(jìn)為主，鉆速慢、周期長(zhǎng)，泥巖浸泡時(shí)間長(zhǎng)。優(yōu)化方案：快速鉆穿，下技套封隔復(fù)雜層位，為后續(xù)石炭系安全鉆進(jìn)打下基礎(chǔ)，減少?gòu)?fù)雜。

（2）上調(diào)造斜點(diǎn)，穩(wěn)斜鉆進(jìn)。造斜點(diǎn)2800m左右，定向增斜鉆進(jìn)，下入PDC鉆頭工具面不穩(wěn)、定向機(jī)速緩慢（1～1.5m/h），只能使用牙輪鉆頭，滑動(dòng)鉆進(jìn)機(jī)速低，井眼狗腿度大，井眼失穩(wěn)概率高。優(yōu)化方案：上調(diào)造斜點(diǎn)至2730m左右，在地層穩(wěn)斜鉆進(jìn)，以復(fù)合鉆進(jìn)為主，使用PDC鉆頭鉆進(jìn)機(jī)速高，井眼軌跡圓滑，井壁穩(wěn)定性好。

2.2 個(gè)性化鉆頭優(yōu)選

前期鉆井過程中，機(jī)械鉆速較低，主要制約因素為二開定向段以滑動(dòng)、增斜鉆進(jìn)為主，一般使用牙輪鉆頭;三開地層以凝灰?guī)r、安山巖為主，巖性不均質(zhì)，研磨性強(qiáng)，鉆頭報(bào)廢率高。一般情況下，二開直井段使用2只PDC鉆頭，二開定向段使用7牙輪鉆頭，三開水平段使用5只牙輪鉆頭。通過開展PDC鉆頭優(yōu)選技術(shù)試驗(yàn)，提高了定向段、水平段鉆頭行程機(jī)械鉆速，形成一套適用鉆頭序列。

2.3 鉆井液性能優(yōu)化

二開段原為鉀鈣基聚磺鉆井液體系，因垮塌嚴(yán)重，改為鉀鈣基聚胺鉆井液體系，仍無法抑制系，定向段使用多元協(xié)同有機(jī)鹽體系，體系強(qiáng)抑制性有助于抑制泥巖地層水化，提高井壁穩(wěn)定性。

2.4 軌跡控制優(yōu)化

（1）軌跡設(shè)計(jì)原則。采用“直-增-穩(wěn)”剖面設(shè)計(jì)，最大狗腿度小于6°/30m。通過優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)，降低井眼軌跡控制難度。

（2）加強(qiáng)直井段監(jiān)測(cè)。嚴(yán)格保證直井段井身質(zhì)量，為定向施工創(chuàng)造良好的條件。

（3）提高造斜點(diǎn)。為消減因直井段位移導(dǎo)致定向段造斜率大等問題，直井段提前下入螺桿與PDC鉆頭，提前扭方位，為定向造斜打好基礎(chǔ)。

（4）優(yōu)化軌跡控制。利用地層井斜、方位變化規(guī)律提前預(yù)設(shè)軌跡，增加復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)間，提高機(jī)械鉆速。

（5）選用7頭低轉(zhuǎn)速高扭矩長(zhǎng)壽命螺桿，三開水平段井實(shí)現(xiàn)1趟。

2.5 防漏堵漏技術(shù)

開展井漏機(jī)理研究，進(jìn)為主，確定堵漏配方：

（1）鉆進(jìn)中若發(fā)生輕微滲漏，集中加入1%KZ-2、2%～3%石灰石粉、2%～3%KZ-5、2%磺化瀝青粉。

（2）漏速較快時(shí)，配8%～10%堵漏劑橋堵：25～30m3井漿+2%KZ-2+3%～5%KZ-4+2%～3%KZ-5。

（3）加入瀝青類材料、WC-1等提高鉆井液造壁封堵能力，瀝青含量達(dá)到5%以上，API失水控制在3.5mL以下。

（4）石炭系地層。隨鉆堵漏時(shí)加入3%KZ-5+3%石灰石粉，濃度維持在3%。

2.6 安全鉆進(jìn)措施

（1）二開防阻卡措施。制定不同層段鉆井液關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制措施;上部井段

—低粘切、大排量，快速鉆進(jìn)，強(qiáng)化長(zhǎng)短提;下部井段—調(diào)整鉆井參數(shù)，精心操作，鉆穿礫石夾層。

（2）二開防井漏措施。上部井段—控制鉆井液密度，降低巖屑濃度;下部井段—提前加入隨鉆堵漏劑、控制下鉆速度，緩慢開泵;中完作業(yè)—嚴(yán)控中途洗井位置、排量及時(shí)間。

（3）三開防井漏措施。大排量鉆進(jìn)、定期短提，破壞巖屑床，增強(qiáng)攜巖能力;微裂縫漏失主要降排量、加入隨鉆堵漏劑;裂縫性失返漏失立即起至安全井段配漿堵漏，以細(xì)顆粒堵漏為主，若無效加入綜堵，或起鉆下常規(guī)鉆具堵漏。

（4）完井措施。逐次加入扶正器通井，遇阻時(shí)以劃眼通過方式處理，通順井眼;增加中途頂通、洗井次數(shù)，防止蹩堵造成井漏;承壓試驗(yàn)采用重漿、大排量模。

（5）井控技術(shù)措施。目的層石炭系地層以先漏后溢為主要特點(diǎn)，高度重視井漏，發(fā)現(xiàn)失返性漏失立即按照1.5～2倍鉆具體積吊灌起鉆，迅速組織人員堵漏;石炭系溢流以氣侵為主，表現(xiàn)為井漏后圈閉壓力釋放，處理原則以節(jié)流循環(huán)排氣為主，緩慢上提密度為輔;強(qiáng)化坐崗制度和干部值班制度;明確匯報(bào)程序，按照規(guī)定程序（預(yù)案）處理。

2.7 推進(jìn)管理創(chuàng)新技術(shù)措施

為了滿足某盆地鉆井的提速提效的要求，利用國(guó)家重大科技項(xiàng)目為載體，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目的科技力量，進(jìn)行新技術(shù)的試驗(yàn)和推廣，形成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向地質(zhì)鉆井技術(shù)措施，利用國(guó)產(chǎn)的尾管懸掛器，提高完井施工質(zhì)量。研究適應(yīng)盆地油田的PDC鉆頭系列，應(yīng)用于深井和超深井的鉆探施工，提高了石油鉆井的速度。在超深復(fù)雜溶洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的鉆井施工過程中，應(yīng)用扭力沖擊器、高壽命的螺桿鉆具，進(jìn)行鉆探施工，提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井施工的周期，滿足區(qū)塊的鉆井提速要求。加強(qiáng)對(duì)深井鉆探施工的管理，實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新，建立一支高素質(zhì)的管理人員隊(duì)伍，實(shí)施監(jiān)督和管理深井的鉆井施工過程，發(fā)現(xiàn)影響鉆井速度的因素，立即進(jìn)行處理，達(dá)到鉆井提速的技術(shù)要求。

3 鉆井提速技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著數(shù)字化油田生產(chǎn)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，深井的鉆井提速技術(shù)也向著智能化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，逐漸形成信息化、集成化的閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。目前我國(guó)油田鉆井提速技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)的石油鉆井提速技術(shù)相比仍然具有一定的差距，因此，要想加快我國(guó)油田鉆井提速發(fā)展的步伐，首先，要敢于創(chuàng)新更高、更快、更安全的鉆井技術(shù)，要有勇于創(chuàng)新的精神。其次，要繼續(xù)走內(nèi)涵擴(kuò)大再生產(chǎn)的道路，提高鉆井隊(duì)伍的自身能力，使鉆井提速水平上一個(gè)新的臺(tái)階。只有通過技術(shù)和管理兩個(gè)方面共同發(fā)展，才能有效的提升油田鉆井速度，更好的實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

通過對(duì)某盆地石油鉆井提速技術(shù)的研究，采取最優(yōu)化的鉆井工藝技術(shù)措施，提高石油鉆探的速度，降低鉆井施工的成本，縮短了鉆井施工的周期，滿足油田勘探開發(fā)的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯治江.深井、超深井鉆井提速技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（10）：101-102.