松遼盆地深井提速認(rèn)識(shí)

李 博

（大慶鉆探工程公司，黑龍江大慶163453）

1 深井鉆完井現(xiàn)狀、施工難點(diǎn)及提速潛力分析

1.1 深井鉆完井現(xiàn)狀

近年來(lái)，通過(guò)高效鉆頭、液動(dòng)旋沖鉆井、渦輪鉆井等新技術(shù)集成應(yīng)用，以及氣體鉆井技術(shù)完善，深井鉆井效率得到了很大的提升。近年松遼地區(qū)完成的深層直井，平均井深3887m，平均鉆井周期96.5d，平均機(jī)械鉆速4.83m/h，松遼地區(qū)深層水平井完井4 口，平均井深4746m，平均鉆井周期204d，平均機(jī)械鉆速2.34m/h。具有加大提升空間。

1.2 深井施工難點(diǎn)

（1）松遼地區(qū)深井地層研磨性強(qiáng)、可鉆性差，硬度可達(dá)到2000～5000MPa，可鉆性級(jí)值8～10.38 級(jí)，火山巖地層鉆頭行程鉆速低，塔東地區(qū)礫石層及高硬度、高研磨性砂泥巖發(fā)育，機(jī)械鉆速慢，卻爾卻克組泥巖段平均鉆速僅0.4m/h。

（2）松遼地區(qū)深井地溫梯度3.8℃～4.1℃/100m，4500m深井井底溫度180℃，個(gè)別井可達(dá)220℃以上，對(duì)鉆井液、完井液、隨鉆儀器、動(dòng)力鉆具等抗高溫要求高。

（3）目的層鉆進(jìn)井塌井漏問(wèn)題嚴(yán)重，松遼地區(qū)深井營(yíng)城組裂縫較發(fā)育，存在煤層、破碎帶，塔東地區(qū)儲(chǔ)層裂縫、孔洞發(fā)育。

1.3 提速潛力分析

井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化挖潛：直井可縮短2～3d，水平井縮短10～15d。

技套井段挖潛：通過(guò)引進(jìn)國(guó)外高效PDC 鉆頭，全部實(shí)現(xiàn)PDC完鉆，可縮短鉆井周期3～5d。

三開(kāi)及水平段鉆進(jìn)挖潛：提高牙輪鉆頭使用壽命，三開(kāi)段可少用3只鉆頭，縮短鉆井周期3～4d；另外增加PDC鉆頭進(jìn)尺300m，可縮短周期4～5d。

內(nèi)部管理挖潛：加強(qiáng)生產(chǎn)組織、緊密工序銜接，可縮短鉆井周期1～2d。

完井時(shí)間挖潛：目前水平井完井時(shí)間46d，直井28d，尚有7d潛力可挖。

外部協(xié)作挖潛：減少等停（近年年平均單井31d），有潛力可挖。

2 深井提速措施

2.1 提速工作思路

堅(jiān)持“靠安全、靠生產(chǎn)、靠技術(shù)、靠裝備”提速理念，以安全生產(chǎn)為前提，強(qiáng)化生產(chǎn)組織工序銜接減少非生產(chǎn)時(shí)間，提升裝備水平降低設(shè)備維修時(shí)率，堅(jiān)持“分層分段，優(yōu)選優(yōu)化，集成配套”的技術(shù)路線，以井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效鉆頭優(yōu)選、應(yīng)用提速利器為重點(diǎn)，加強(qiáng)提速技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用，進(jìn)一步提高深井行程鉆速。

2.2 提速技術(shù)措施

2.2.1 優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)

針對(duì)不同區(qū)塊、不同井型形成標(biāo)準(zhǔn)化井身結(jié)構(gòu)，松遼地區(qū)直井減少技套下深，實(shí)現(xiàn)PDC 鉆頭完鉆，水平井避免技套井段造斜，優(yōu)化水平段長(zhǎng)度。詳見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)井身結(jié)構(gòu)

2.2.2 完善鉆頭序列

綜合分析巖石力學(xué)分析結(jié)果、PDC 鉆頭吃入極限理論、地層含礫情況、鉆頭歷史使用效果等因素，針對(duì)性開(kāi)展高效PDC、牙輪、孕鑲等鉆頭優(yōu)選、改進(jìn)與試驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)與引進(jìn)并重，以PDC 鉆頭優(yōu)化為主攻方向，努力提高PDC鉆頭使用井段和進(jìn)尺，進(jìn)一步改進(jìn)和完善技套PDC 鉆頭，實(shí)現(xiàn)技套井段PDC 鉆頭完鉆，經(jīng)多年攻關(guān)實(shí)踐，建立了松遼地區(qū)深層直井、松遼地區(qū)深層水平井和塔東地區(qū)深井高效鉆頭序列，今后要大力推廣應(yīng)用成熟鉆頭序列，同時(shí)針對(duì)地層特點(diǎn)開(kāi)展國(guó)外高端個(gè)性化鉆頭的引進(jìn)與試驗(yàn)。

2.2.3 推廣應(yīng)用提速工具

（1）直井方面：在松遼地區(qū)泉頭—登婁庫(kù)組地層，推廣應(yīng)用液動(dòng)旋沖工具，同時(shí)配套隨鉆堵漏工具，實(shí)現(xiàn)常規(guī)井段和漏失層提速目的。在松遼地區(qū)營(yíng)城組、沙河子組及火石嶺組高研磨性地層、塔東地區(qū)黑被子下部夾層，推廣應(yīng)用渦輪鉆具配合孕鑲金剛石鉆頭，提高行程鉆速。

（2）水平井方面：在松遼地區(qū)深層水平井推廣應(yīng)用水力振蕩器和旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向，減少水平井托壓現(xiàn)象，提高水平段井眼軌跡控制精度和機(jī)械鉆速。松遼地區(qū)深層水平井在液動(dòng)旋沖工具、渦輪鉆具無(wú)法充分發(fā)揮提速潛力時(shí)應(yīng)用液動(dòng)錘，通過(guò)改變破巖方式實(shí)現(xiàn)提速目的。詳見(jiàn)表2。

表2 提速工具

2.2.4 強(qiáng)化鉆進(jìn)參數(shù)和水力參數(shù)

針對(duì)不同尺寸、不同巖性、不同深度的井眼，有針對(duì)性地強(qiáng)化鉆進(jìn)參數(shù)和水力參數(shù)。直井?215.9mm井段牙輪鉆頭鉆壓18～20t、泵壓20～22MPa；水平井?311mm 井 段 牙 輪 鉆 頭 鉆 壓16～20t、泵 壓20～22MPa；水平井水平段?215.9mm 牙輪鉆頭鉆壓12～15t、泵壓20～22MPa；保證鉆進(jìn)排量，?311.2mm 井眼50～55L/s，?215.9mm井眼28～32L/s。

2.2.5 完善鉆井液體系，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理

針對(duì)抗高溫和井壁穩(wěn)定等難題，推廣應(yīng)用兩套鉆井液體系。

（1）應(yīng)用低粘高切油包水鉆井液，該體系可抗200℃高溫，鉆井液井壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑防卡能力強(qiáng)，井眼規(guī)則。

針對(duì)破碎帶完善低粘高切油包水鉆井液體系。該體系抗溫達(dá)200℃，抑制性強(qiáng)、井壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑防卡能力強(qiáng)，井眼規(guī)則，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于深層水平井，但是今年在汪深1-平2 井和汪深1-平3 井施工中鉆遇破碎帶，引起井壁剝落和漏失，針對(duì)該區(qū)塊破碎帶特點(diǎn)，優(yōu)化了鉆井液體系配方，使用了GBW-1新型封堵材料，取得了良好效果。

（2）應(yīng)用高性能水基鉆井液，該體系可在160℃高溫下，流變性良好，抑制性強(qiáng)、失水低，泥餅薄而韌，平均井徑擴(kuò)大率與油基鉆井液相當(dāng)。

為了降低深井鉆井液成本，對(duì)應(yīng)用于中淺層水平井的高性能水基鉆井液體系進(jìn)行了改進(jìn)和完善，提高了抗高溫和防塌能力，室內(nèi)進(jìn)行增加無(wú)機(jī)鹽的抑制性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高抑制能力，現(xiàn)在可以替代有機(jī)硅聚磺鉆井液體系。

完善區(qū)塊兩種鉆井液施工方案，細(xì)化單井施工方案，全面掌握臨井施工情況，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)鉆井液的配制、維護(hù)和處理，保證鉆井液性能穩(wěn)定，滿足施工要求。

2.2.6 降低事故復(fù)雜

（1）嚴(yán)格執(zhí)行鉆井設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)措施，應(yīng)用成熟點(diǎn)的鉆完井技術(shù)和工具，杜絕違章操作，減少事故復(fù)雜發(fā)生。細(xì)化并形成了一整套包括鉆井液維護(hù)處理、劃眼，長(zhǎng)短起下鉆等事故復(fù)雜預(yù)防技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了制度嚴(yán)格化、施工程序化、操作規(guī)范化。

（2）結(jié)合不同區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，做好鉆進(jìn)中易發(fā)生的復(fù)雜事故情況的前期調(diào)查，有針對(duì)性制定施工預(yù)案。

（3）加強(qiáng)防漏堵漏技術(shù)攻關(guān)，利用測(cè)井等資料分析區(qū)塊裂縫發(fā)育、破碎帶、斷層等狀況，掌握漏層特征，提高地層壓力預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，明確安全鉆進(jìn)密度窗口；應(yīng)用延遲膨脹堵漏技術(shù)，提高隨鉆堵漏效率解決反復(fù)漏失的技術(shù)難題。

（4）強(qiáng)化井下工具及鉆具管理，合理確定鉆頭使用時(shí)間，按要求進(jìn)行井下工具及鉆具探傷，減少工具及鉆具事故。

2.2.7 強(qiáng)化完井技術(shù)措施

加強(qiáng)完井方案論證，做好井眼凈化，堅(jiān)持通井、正反劃眼、稠漿舉砂作業(yè)，尾管固井聲變后堅(jiān)持刮管通徑作業(yè)；嚴(yán)格管串質(zhì)量把關(guān)、杜絕不合格產(chǎn)品入井，使用高效套管密封脂、使用下套管扭矩監(jiān)測(cè)技術(shù)，確保管串密封；加大新技術(shù)應(yīng)用，推廣應(yīng)用改進(jìn)型懸掛器，應(yīng)用帶封隔器尾管懸掛器。

2.2.8 固化施工模式，細(xì)化紙上鉆井方案

針對(duì)不同地層特點(diǎn)，規(guī)?；瘧?yīng)用成熟配套技術(shù)，有針對(duì)性的優(yōu)化鉆井方式，形成了鶯深、徐深、達(dá)深、深層水平井、塔東深層五個(gè)施工模式，并細(xì)化紙上鉆井方案。

2.2.9 加強(qiáng)井控管理工作

加強(qiáng)井控現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理力度，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)井控設(shè)備安裝標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化開(kāi)鉆檢查驗(yàn)收。突出井控風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和控制，完善和落實(shí)井控技術(shù)措施。關(guān)鍵環(huán)節(jié)駐井監(jiān)管，確保施工井控安全。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過(guò)持續(xù)開(kāi)展理論研究和技術(shù)攻關(guān)，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)示范，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新理論、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)，探索松遼盆地深層氣高效勘探開(kāi)發(fā)方法，集成一套深層施工提速提效配套技術(shù)，提升松遼盆地深層井施工效率。