川東南泰來區(qū)塊202 井優(yōu)快鉆井技術(shù)

張 敏

（中國石化勝利石油工程有限公司西南分公司，四川德陽 618000）

川東南涪陵地區(qū)北部長興組礁灘相儲層一直是接替元壩氣田的突破點，隨著興隆1 井、隆盛1 井、泰來2 井在長興組均獲得高產(chǎn)天然氣，實現(xiàn)了新突破。為了進一步對涪陵地區(qū)北部礁灘相儲層產(chǎn)能進行評估，先后部署了泰來201、泰來202 以及泰來6等井，對該區(qū)塊作進一步的評價。通過在泰來202井應(yīng)用多項新技術(shù)、新工藝，克服了陸相致密性巖層裂縫發(fā)育、地層傾角大、超深定向等困難，實現(xiàn)了優(yōu)快鉆井。

1 泰來202 井優(yōu)快鉆井難點分析

優(yōu)快鉆井是指在現(xiàn)有技術(shù)條件下，優(yōu)選優(yōu)配各種鉆井技術(shù)，最終達到滿足地質(zhì)鉆井需要，最大限度降本增效的鉆井配套技術(shù)[1]。泰來區(qū)塊鉆井較少，可借鑒的資料缺乏，制約泰來區(qū)塊優(yōu)快鉆井的主要影響因素有：①泰來區(qū)塊是以砂泥巖為主的侏羅系–三疊系上三疊統(tǒng)陸相沉積層和以碳酸鹽巖為主的中下三疊統(tǒng)及二疊系海相沉積層組成，海相地層與元壩區(qū)塊類似；②川東南地區(qū)壓力體系復雜，存在多套壓力系統(tǒng)，氣層長井段分布，區(qū)域可比性差，地層壓力預測困難；③該區(qū)塊陸相地層泥頁巖厚度占地層厚度50%，井壁易失穩(wěn)，易出現(xiàn)塌、漏、涌、卡等復雜情況[2]；④高陡構(gòu)造，自然造斜能力強，井身軌跡控制難度大。綜上所述，要實現(xiàn)泰來區(qū)塊優(yōu)快鉆井，應(yīng)重點解決陸相地層防斜打快、海相地層安全鉆井和井眼軌跡控制等問題。

2 泰來202 井優(yōu)快鉆井技術(shù)對策

2.1 陸相地層防斜打快鉆井技術(shù)

泰來202 井處于高陡構(gòu)造上，陸相地層傾角高達16.4°，因此防斜打直、控制井徑擴大率、井身軌跡控制是重點和難點?？諝忏@井技術(shù)是解決川渝地區(qū)陸相地層鉆井提速難題的核心技術(shù)。

在泰來202 井涼高山組油氣層（井深1 840～ 1 890 m）以上采用空氣鉆，通過空氣錘配套技術(shù)，以小鉆壓吊打，可提高鉆井速度，起到很好的防斜打直效果。鉆遇淺層油氣層后，轉(zhuǎn)換為常規(guī)鉆井液鉆井。空氣鉆可以在井底形成有利于高效破巖的較大負壓差，可大幅提高鉆速，延長鉆頭使用壽命，避免地層漏失，減少地層遇水膨脹垮塌[3]?？諝忮N采用小鉆壓，在對鉆壓較為敏感的易斜地區(qū)，更有利于井身質(zhì)量控制[4]。

2.2 海相地層優(yōu)快鉆井技術(shù)

根據(jù)川東南地區(qū)海相碳酸鹽巖地層抗鉆特性試驗分析結(jié)果以及川東北實鉆經(jīng)驗，高強度低研磨均質(zhì)地層適用于螺桿+PDC 的復合鉆井技術(shù)來提速[5–6]。泰來202 井選用New–Drill（新型高效轉(zhuǎn)速鉆壓恒定器+定制式高效鉆頭鉆井）+PDC 鉆頭復合鉆井技術(shù)，優(yōu)選鉆井參數(shù)、鉆井液配方，可大幅提高鉆井機械鉆速。

2.2.1 New–Drill 工具原理

New–Drill 工具由旋轉(zhuǎn)動力發(fā)生器、軸向脈沖動力發(fā)生器等組成，該工具借助扭轉(zhuǎn)沖擊動載荷和恒定的鉆壓控制實現(xiàn)對鉆頭的高效輔助破巖[7]。

圖1 New-Drill 工具結(jié)構(gòu)

2.2.2 New–Drill 工具實際應(yīng)用

泰來202 井在二開、三開井段，避開產(chǎn)層或復雜層位使用New–Drill+PDC 鉆井技術(shù)，井段位于自流井的涼高山組、珍珠沖組、須家河組、雷口坡組和嘉五四段。泰來202 井使用New–Drill+PDC 鉆井技術(shù)共計8 趟，累計進尺1 813 m，平均機械鉆速4.61 m/h（表1）。

表1 泰來202 井NEW-DRILL+PDC 鉆井技術(shù)統(tǒng)計

2.2.3 New–Drill 工具應(yīng)用對比

泰來202井三開使用New–Drill工具單趟鉆最高進尺827 m，縮短了鉆井周期，創(chuàng)出該區(qū)塊鉆井施工多項新紀錄：①須家河組井段2 743～2 963 m，進尺220 m，純鉆時間42.62 h，機械鉆速5.16 m/h，比泰來201 井機械鉆速（1.13 m/h）提高近4 倍，創(chuàng)該區(qū)塊須家河組地層單趟鉆最高進尺及單趟鉆最高機械鉆速紀錄；②在海相地層雷口坡–嘉陵江組地層單趟鉆最高進尺827 m 和機械鉆速5.53 m/h，創(chuàng)該區(qū)塊海相地層單趟鉆最高進尺及最高機械鉆速兩項紀錄。

2.3 鉆頭優(yōu)選

淺層鉆進時采用牙齒較長而軸承壽命長的江漢鉆頭，充分發(fā)揮空氣機械鉆速高的優(yōu)勢。用空氣鉆時，鉆進時間稍微較長，鉆頭外徑磨損嚴重，宜選用強保徑鉆頭，保證井眼尺寸。在自流井–須家河組地層，石英含量高，牙輪鉆頭容易失效，使用壽命短，建議選抗研磨性好的PDC+動力鉆具用于須家河組地層提速，海相地層使用螺桿+PDC 鉆頭可有效提高機械鉆速并避免鉆頭故障的發(fā)生。長興組下部地層和吳家坪組地層可鉆性差，地層以含硅灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r為主，含有燧石條塊，研磨性高，可鉆性差，蹩鉆易崩斷鉆頭牙齒，建議使用江漢產(chǎn)抗研磨性的牙輪鉆頭（如HF637GL），優(yōu)選PDC 鉆頭（海相，避開產(chǎn)層情況下）。PDC 鉆頭不僅機械鉆速高，而且壽命長，可以減少起下鉆次數(shù)，從而保證純鉆進時效。

應(yīng)用空氣鉆、New–Drill 鉆井技術(shù)、PDC+螺桿復合鉆井技術(shù)等新工藝新技術(shù)，泰來202 井鉆井速度上了一個新臺階（表2）。

表2 泰來區(qū)塊各井地層機械鉆速對比

2.4 鉆井液優(yōu)選

針對不同地層的巖性特點，相應(yīng)調(diào)整鉆井液性能，確保鉆井施工順利進行。在二開氣液轉(zhuǎn)換過程中，采取了先行泵入由聚合醇、白油和高聚物配制的前置液，以潤濕反轉(zhuǎn)井壁；再灌暫堵劑、聚合醇類和多軟化點封堵防塌劑；隨后使用抑制劑CMP 和聚合物包被劑，保持鉆井液的抑制包被能力，并以合適的密度來預防井漏，可提高陸相地層鉆井速度。在海相地層使用聚磺防塌鉆井液能夠很好地鉆穿大段石膏和鹽巖層，可控制井徑擴大率；海相地層防塌、防漏以酸溶暫堵劑、低熒光封堵防塌劑和超細目碳酸鈣復合配方為主，效果良好。泰來202 井三開鉆遇石膏層，未能提前加入處理劑，造成鉆井液性能發(fā)生較大變化。為此，建議在遇石膏地層之初，及時加入一定量的純堿，預防鈣離子對鉆井液的污染，造成鉆井液性能出現(xiàn)大的波動。

防漏技術(shù)關(guān)鍵在于要詳細考察鄰井漏失情況，對于何種地層、何種工程措施狀況下可能發(fā)生漏失，提前準備堵漏預案。鉆達疑似漏失層位之前一定要準備好堵漏材料與設(shè)備，提前配制堵漏漿并在地面攪拌水化，做到隨時取用，提高堵漏效率，減少鉆井液的損失和不安全因素的影響。泰來202 井僅發(fā)生1 次井漏。井漏次數(shù)和漏失量遠遠少于鄰井泰來2 井（共漏失1 908 m3）和泰來201 井。

3 結(jié)論與建議

（1）海相地層優(yōu)選New–Drill 鉆井工具實現(xiàn)了海相高強度低研磨均質(zhì)地層有效提速。

（2）發(fā)揮New–Drill+PDC 復合優(yōu)勢，提高了鉆井速度，大幅度縮短了鉆井周期。相比空氣鉆而言，減少了液氣轉(zhuǎn)化過程以及井控風險。優(yōu)化PDC鉆頭選型，增加與New–Drill 動力鉆具的使用時間，可進一步提高鉆井速度。

（3）應(yīng)加強對鉆井液的維護和處理，嚴防鉆井液性能大起大落，提高鉆井液的護壁性及流變性，保持鉆井液的清理，堅持每天進行檢測，定期送檢鉆井液是鉆井提速的主要保障。