提高頁巖氣調(diào)查井鉆探施工項(xiàng)目的成井質(zhì)量

山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東 臨沂 276000

1 引言

提高頁巖氣調(diào)查井鉆探施工項(xiàng)目的成井質(zhì)量QC小組成立于2018年9月，屬技術(shù)攻關(guān)型小組。QC小組成員主要由8名技術(shù)人員組成，具有較強(qiáng)的質(zhì)量管理意識和技術(shù)管理水平。該小組成員在湖南懷化頁巖氣調(diào)查井項(xiàng)目實(shí)施鉆探實(shí)驗(yàn)，提取0～2000m深度范圍的地層巖心，建立地層柱狀剖面，為揚(yáng)子克拉通南緣地殼演化和成礦作用背景研究提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。提取古生界地層中烴源巖巖心，開展湖南懷化非常規(guī)油氣資源評價。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 確定鉆探施工的成井流程 本井的主要工作量：實(shí)施湖南懷化調(diào)查井1口，深度2000m，基巖段全取心。根據(jù)鄰井湘張地1井鉆穿花橋組193.68m、敖溪組311.4m、清虛洞組169.8m、石牌組71.4m、牛蹄塘組205.2m，湘吉地1井鉆穿車夫組362m、敖溪組215.55m、清虛洞組128.6m、石牌組242.02m，工作區(qū)未見二疊系露頭，可能被白堊系完全覆蓋，但更有可能未沉積或被剝蝕，依據(jù)上述情況對先導(dǎo)孔鉆遇地層及厚度進(jìn)行了預(yù)測，在鉆探深度2000m內(nèi)，預(yù)測鉆遇。

據(jù)鉆遇地層預(yù)測結(jié)果，本井?dāng)M采用四開井身結(jié)構(gòu)施工。一開采用Ф150mm合金取心鉆頭鉆至完整基巖層(約100m)，下入Ф146mm的表層套管，固井；以滿足井身穩(wěn)定安全為原則，二開采用Ф130mm孕鑲金剛石取心鉆頭鉆至260m后測井，下入Ф127mm的套管，固井；三開采用Ф110mm孕鑲金剛石取心鉆頭鉆至850m后測井，下入Ф108mm的套管，固井；四開采用Ф95mm孕鑲金剛石取心鉆頭鉆至設(shè)計孔深(約2000m)，封井完鉆。

2.2 鉆探施工項(xiàng)目的成井質(zhì)量影響因素實(shí)際調(diào)查

(1)測斜數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

QC小組嚴(yán)格按照設(shè)計要求對調(diào)查井每50米測斜一次，并進(jìn)行了統(tǒng)計分析，共提取了0～1000米20個測斜位置點(diǎn)，統(tǒng)計結(jié)果如表1，從表中可以看出，目前頁巖氣調(diào)查井的測斜位置點(diǎn)不合格率為25%，現(xiàn)狀不容樂觀，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

表1 頁巖氣調(diào)查井斜統(tǒng)計表

通過進(jìn)一步分析統(tǒng)計，對導(dǎo)致頁巖氣調(diào)查井成井不合格項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計分析，見表2。

表2 頁巖氣調(diào)查井斜不合格位置點(diǎn)統(tǒng)計表

結(jié)合工程施工的實(shí)際情況看出，頁巖氣調(diào)查井井斜變化過大，導(dǎo)致成井質(zhì)量不高的原因主要有以下幾點(diǎn)：

①頂角、方位角、位移等超出具體技術(shù)要求的頂角上漂；

②頂角、方位角、位移等超出具體技術(shù)要求的頂角下垂。

(2)巖心采取率數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

QC小組嚴(yán)格按照設(shè)計要求對調(diào)查井0～2000米井段進(jìn)行全井段取心，并進(jìn)行了統(tǒng)計分析，共提取了400～1000米20個回次的采取率數(shù)據(jù)，統(tǒng)計結(jié)果如表3，從表中可以看出，目前頁巖氣調(diào)查井的巖心采取回次不合格率為10%，巖心采取工作需要進(jìn)一步的加強(qiáng)。

表3 頁巖氣調(diào)查井巖心采取率統(tǒng)計表

通過進(jìn)一步分析統(tǒng)計，得出導(dǎo)致頁巖氣調(diào)查井成井局部井段不合格回次，見表4。

表4 頁巖氣調(diào)查井巖心采取不合格回次統(tǒng)計表

結(jié)合工程施工的實(shí)際情況看出，導(dǎo)致頁巖氣調(diào)查井成井質(zhì)量不高的原因是局部井段巖心采取率低于80%。

3 原因分析

結(jié)合以往的鉆探施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過充分討論和研究，認(rèn)為造成鉆井井斜過大、巖心采取率低的主要因素為：

(1)工作人員責(zé)任心不強(qiáng)，監(jiān)督管理體制不完善；

(2)操作不規(guī)范、應(yīng)對地層變化技術(shù)能力低、鉆井液配比不合理；

(3)泥漿材料、鉆頭、爪簧等材料、工具準(zhǔn)備不足、取心方法有待完善。

4 對策實(shí)施

實(shí)施一：

(1)現(xiàn)場加派施工員，嚴(yán)格按照質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工；

(2)加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，講解金剛石繩索取心鉆進(jìn)工藝規(guī)程、鉆進(jìn)參數(shù)的選用、金剛石鉆頭的選擇和使用以及鉆進(jìn)注意事項(xiàng)，進(jìn)行QC教育及QC小組活動方法等方面的學(xué)習(xí)；

(3)制定合理的鉆進(jìn)工藝參數(shù)，減少因參數(shù)不當(dāng)造成的不正?，F(xiàn)象，根據(jù)孔內(nèi)和進(jìn)尺情況合理進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)施二：

(1)嚴(yán)格按照施工設(shè)計要求的開孔角度開鉆，天車、回轉(zhuǎn)器、孔口三點(diǎn)一線，立軸校對標(biāo)準(zhǔn)、合格；

(2)下完鉆開始鉆進(jìn)取心時要輕壓啟動，鉆頭工作平穩(wěn)正常后方可逐漸增至規(guī)定鉆壓、轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)；

(3)根據(jù)巖心變化，判定地層變化，改變相對應(yīng)的鉆井參數(shù)和鉆井液體系，控制井斜，提高鉆探質(zhì)量；

(4)若鉆井軌跡輕微偏斜，應(yīng)及時控制鉆壓、鉆速和泥漿性能等鉆進(jìn)參數(shù)，結(jié)合所鉆地層巖性情況，分析井斜原因，如有必要應(yīng)及時提鉆更換鉆具，變換鉆頭形式和擴(kuò)孔器配置，采取多提少打的方法穩(wěn)步鉆進(jìn)；若井斜嚴(yán)重，應(yīng)立即采取對應(yīng)糾斜措施，根據(jù)井斜實(shí)際情況和地層巖性情況，選擇使用連續(xù)造斜器、螺桿鉆具、偏心楔等糾斜手段進(jìn)行糾斜。

實(shí)施三：

(1)調(diào)整內(nèi)管與鉆頭的間隙一般應(yīng)為2～4㎜，完整地層選上限，破碎地層選下限，采心當(dāng)中，不能碰撞或敲擊鉆桿，防止人為破壞；

(2)面對破碎地層，使用成膜體系泥漿，用平底金剛石鉆頭代替尖齒鉆頭慢磨鉆進(jìn)，確認(rèn)巖心脫落在鉆具內(nèi)時，應(yīng)立即提鉆處理；

(3)用爪簧替代普通卡簧進(jìn)行施工鉆進(jìn)，提高巖心采取率。

5 效果檢查

QC小組活動實(shí)施后對施工鉆井1000～2000米井段，共提取了20個測斜位置點(diǎn)和20個巖心采取回次，無井斜、巖心采取率低等不合格現(xiàn)象的發(fā)生，全孔一、二階段共計完成鉆探進(jìn)尺2000.34米，平均月進(jìn)尺607.58米，終孔直徑98mm，全孔巖心采取率96.18%，各項(xiàng)指標(biāo)符合地質(zhì)要求，達(dá)到設(shè)計目的，經(jīng)驗(yàn)收評定，鉆孔施工質(zhì)量為優(yōu)質(zhì)孔。該項(xiàng)目提前一個月完成施工進(jìn)度，節(jié)省生產(chǎn)成本費(fèi)用約20萬元左右，降低了鉆探成本，提高了鉆探效益。

為了驗(yàn)證活動實(shí)施后的效果，對該項(xiàng)目獲取的20個測斜位置點(diǎn)和20個巖心采取回次進(jìn)行了檢測、檢查，發(fā)現(xiàn)測斜位置點(diǎn)和巖心采取回次均合格，測斜合格率由原來的75%提高到了100%，巖心采取合格率由原來的90%提高到了100%，達(dá)到預(yù)定的100%的目標(biāo)，QC小組活動取得了良好的效果。

6 結(jié)語

QC小組在開展活動后不合格項(xiàng)目的發(fā)生率得到了明顯的降低，頁巖氣調(diào)查井的成井質(zhì)量得到了明顯的提升，對外樹立了良好的地勘單位形象。為了鞏固取得的成果，我們對本次活動的原始數(shù)據(jù)資料進(jìn)行詳細(xì)梳理，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以歸類分析，優(yōu)化施工工序，來指導(dǎo)探礦工程處后面類似項(xiàng)目的施工。QC小組成員在活動期間積極、主動、各司其責(zé)，認(rèn)真努力地完成了任務(wù)。在取得了良好經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的同時，小組成員的質(zhì)量意識、管理意識、工作積極性等也得到了很大提高。