沈630區(qū)塊深水平井鉆井的難點(diǎn)分析和對策探討

李強(qiáng)

摘 要：沈630區(qū)塊是遼河油田沈陽采油廠的重點(diǎn)上產(chǎn)區(qū)塊，部署井位多，工作量大。本文針對該地區(qū)的地層特點(diǎn)，不利于鉆井提速的各方面因素，通過前期鉆井實(shí)踐，全面系統(tǒng)總結(jié)了沈630區(qū)塊的鉆井難點(diǎn)，并提出了優(yōu)化鉆具組合、加強(qiáng)井身軌跡控制、優(yōu)選鉆頭選型、高性能螺桿選型、鉆井液性能的處理等針對性技術(shù)對策，為加快該區(qū)塊鉆井施工速度提供了保障。

關(guān)鍵詞：鉆井;深水平井;鉆井提速;難點(diǎn);對策

1 地質(zhì)概況及地層特點(diǎn)

勝西潛山沈630塊位于遼寧省新民市興隆堡鎮(zhèn)和張家屯鄉(xiāng)境內(nèi)。勝西潛山鉆井揭露的地層自下而上分別為太古界、下第三系房身泡組、下第三系沙河街組沙四段、沙三段、沙一段、東營組、上第三系和第四系地層，其中太古界是本區(qū)主要目的層段。

2 鉆井的主要難點(diǎn)

2.1 受地層構(gòu)造影響，鉆頭選型較難

沙河街以上地層夾層多，砂泥巖地層相互交錯，鉆頭有待于進(jìn)一步優(yōu)化。沙河街組地層使用的鉆頭型號不統(tǒng)一，牙輪鉆頭、不同型號的PDC，機(jī)械鉆速相差較多，影響了鉆井速度。

2.2 直井段井斜難以控制，防斜打快難度大

受地質(zhì)構(gòu)造影響，上部直井段井斜難以控制，起井斜時采用輕壓吊打，鉆井參數(shù)受制嚴(yán)重，難以強(qiáng)化，防斜打快問題突出。該區(qū)塊增斜段在砂四段，滑動鉆進(jìn)鉆壓傳遞不到鉆頭，鉆時慢，軌跡控制難度大，這樣滑動定進(jìn)的鉆速更加下降。

2.3 上部地層松軟，泥巖易縮徑，起下鉆困難

東營組地層疏松可鉆性較好，控制不好鉆井液般土含量容易造成鉆井液粘度、切力急劇升高，機(jī)械鉆速大幅度下降，下一步施工中易造成起鉆不好起，甚至卡鉆的井下復(fù)雜情況，影響鉆井速度。

2.4 深部地層可鉆性差，井壁失穩(wěn)問題突出

沙河街組地層井段長，井深受上部覆蓋厚壓實(shí)度強(qiáng)，地層巖性硬不利于鉆頭機(jī)械破巖鉆速低;泥巖、泥頁巖、砂巖相互交錯，泥巖礦物以伊利石與蒙脫石相互交接為主，不利于井壁穩(wěn)定，特別是單方面的強(qiáng)調(diào)提高鉆速，而忽略了控制鉆井液濾失量，容易導(dǎo)致井壁坍塌，井壁不規(guī)則，形成“糖葫蘆”井眼，起下鉆困難，測井遇阻遇卡，甚至造成大面積劃眼及卡鉆等井下復(fù)雜情況或事故，最終導(dǎo)致全井建井周期長，鉆速大幅下降等。

2.5 揭開太古界潛山地層易漏失

新生界和太古界屬于不同壓力體系，在揭開太古界潛山低壓層易發(fā)生井漏，沈630-1626井在揭開潛山層位時發(fā)生井漏。

3 技術(shù)思考及對策探討

3.1 提高機(jī)械鉆速，鉆頭與高性能螺桿鉆具優(yōu)選

沙一段以上地層發(fā)育，成巖性差，可鉆性高，使用加強(qiáng)鋼齒鉆頭可以取得較高的機(jī)械鉆速。沙一段以下至太古界以大段泥巖為主，夾砂巖層，主要以研磨性好五刀翼PDC和牙輪鉆頭效果較好;優(yōu)選耐高溫高性能螺桿和大扭矩螺桿鉆具，對提高鉆井速度具有很大的影響。通過采用較高的泵壓、適宜的排量，可大幅度提高鉆井速度。

3.2 優(yōu)化鉆具組合，加強(qiáng)井身軌跡控制

（1）直井段井身軌跡控制 第一趟鉆滿眼的鐘擺鉆具組合，嚴(yán)格控制上部井段井身質(zhì)量;第二趟鉆建議使用鐘擺導(dǎo)向鉆具組合，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，同時復(fù)合鉆進(jìn)，并且能釋放鉆壓，加快施工進(jìn)度[1]。

（2）定向段井身軌跡控制 首先在開鉆前優(yōu)化井身軌跡，造斜點(diǎn)在2900米以上，3000米以后盡量以復(fù)合鉆進(jìn)為主，微調(diào)為輔的井身軌跡設(shè)計(jì)，這樣在砂四段穩(wěn)斜PDC鉆頭能發(fā)揮其優(yōu)勢，加快鉆井速度。

（3）穩(wěn)斜段使用“四合一”導(dǎo)向鉆具組合（PDC鉆頭+單彎+鉆鋌一根（長度可調(diào)）+近滿眼扶正器），此鉆具組合具有較好的穩(wěn)斜、穩(wěn)方位的效果，來消除地層傾角大，巖性軟硬交錯對井身軌跡控制的影響[2]。

3.3 優(yōu)化鉆井液性能，抑制上部地層縮徑，提高下部地層防塌效果

（1）東營組地層，相對來講防塌不是重點(diǎn)，則濾失量相對放開，主要是加強(qiáng)鉆井液的抑制性控制粘土水化分散，充分使用好優(yōu)質(zhì)的輕鉆井液，控制鉆井液的般含，控制鉆井液體系中不存在小于1微米的膠體顆粒，充分發(fā)揮鉆井液的水馬力破巖作用，并且要保持短起下鉆作業(yè)，抑制東營組軟泥巖縮徑，實(shí)現(xiàn)機(jī)械鉆速的提高。

（2）沙河街組防塌是重點(diǎn)，要求鉆井液的濾失量盡量降低的同時要使其有較高的瞬時濾失量，形成優(yōu)質(zhì)致密濾餅。使用瀝青類封堵防塌劑配合充填劑封堵微裂縫和孔隙，確保井眼穩(wěn)定。

（3）鉆井液良好的潤滑性，有效地降低了鉆井動力的損耗，最大程度的發(fā)揮了其功效有利于提高鉆速;良好的潤滑性減少了鉆頭、鉆具和其他設(shè)備配件的磨損，更是最大限度的降低了鉆頭的泥包亦有利于鉆速的提高。

3.4 創(chuàng)新應(yīng)用復(fù)合鉆井技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速鉆井

在完善和優(yōu)化鉆頭選型基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)“PDC鉆頭+高性能螺桿鉆具”復(fù)合鉆井技術(shù)。同時，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)新技術(shù)、新工具，提高深部地層鉆速，增加復(fù)合鉆進(jìn)，減少滑動鉆進(jìn)時間。如扭力沖擊器、水力增壓器、撓性鉆鋌等新工具，在沈630-H1626、沈630-H1323、沈630-H1624井實(shí)行一體化服務(wù)模式在該區(qū)塊得到了充分認(rèn)證，達(dá)到了預(yù)期效果。

4 結(jié)論

（1）通過選擇不同尺寸的扶正器的鉆具組合，達(dá)到現(xiàn)場定向、穩(wěn)斜、提速等施工需要。增斜段在沙三段，在沙四段穩(wěn)斜，PDC能發(fā)揮優(yōu)勢，提高鉆井速度。

（2）針對該區(qū)塊不同井段的地層巖性和礦物成分，優(yōu)選使用不同的鉆井液體系，有針對性調(diào)整鉆井液性能，減少了井下復(fù)雜和事故，縮短了鉆井周期，有利于提高鉆井速度。

（3）成熟的復(fù)合鉆井技術(shù)是該區(qū)塊提速的關(guān)鍵技術(shù)，深部地層需要大膽嘗試新工具、新技術(shù)，使該區(qū)塊的鉆井速度繼續(xù)提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳紅偉，郝振憲，何漢坤，孫全元，范春.水平井設(shè)計(jì)應(yīng)用與展望[J].鉆采工藝，2004（06）.

[2]史玉才，管志川.偏軸鐘擺鉆具組合力學(xué)特性分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004.28（2）：42-44.48.