涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊調(diào)整井鉆井技術(shù)

范紅康， 劉勁歌， 臧艷彬， 周賢海， 艾 軍， 宋 爭(zhēng)

（1.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206；2.中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京 102206；3.中國(guó)石化江漢油田分公司，湖北潛江 433121；4.中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 408014）

涪陵頁(yè)巖氣田鉆井技術(shù)發(fā)展主要經(jīng)歷了先導(dǎo)試驗(yàn)、產(chǎn)能建設(shè)和開(kāi)發(fā)調(diào)整3個(gè)時(shí)期：1）先導(dǎo)試驗(yàn)時(shí)期（2013年以前），初步形成了三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)、常規(guī)導(dǎo)向鉆井、國(guó)產(chǎn)油基鉆井液和固井水泥漿體系[1–2]；2）產(chǎn)能建設(shè)時(shí)期（2014—2017年），形成了交叉形平行水平井組布井方案、魚(yú)鉤形井眼軌道設(shè)計(jì)方案、適合山地特點(diǎn)的“井工廠”平臺(tái)布局方案、針對(duì)溶洞暗河地層的清水強(qiáng)鉆鉆井技術(shù)、基于全井段的“PDC鉆頭+螺桿鉆具”復(fù)合鉆井技術(shù)、頁(yè)巖氣水平井套管密封完整性設(shè)計(jì)與控制技術(shù)和常規(guī)導(dǎo)向低成本井眼軌跡控制技術(shù)等特色鉆井技術(shù)[3–11]；3）開(kāi)發(fā)調(diào)整時(shí)期（2018年至今），開(kāi)展了調(diào)整井鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化、超長(zhǎng)水平段鉆井、“一趟鉆”鉆井提速及長(zhǎng)效密封固井技術(shù)優(yōu)化等方面的研究，形成了涪陵頁(yè)巖氣田調(diào)整井鉆井關(guān)鍵技術(shù)，滿足了涪陵頁(yè)巖氣田調(diào)整井技術(shù)需求。為進(jìn)一步促進(jìn)涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊調(diào)整井鉆井提速降本、支撐其穩(wěn)產(chǎn)增效，筆者在分析調(diào)整井鉆井所面臨挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了近年來(lái)取得成效的調(diào)整井鉆井關(guān)鍵技術(shù)，并分析了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，提出了發(fā)展建議。

1 調(diào)整井鉆井面臨的挑戰(zhàn)

涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊部署的調(diào)整井，目的層段為五峰組—龍馬溪組一段。不僅縱向上上部氣層（⑥—⑨小層）與下部氣層（①—⑤小層）存在差異，而且平面上存在分區(qū)特征，加之受井網(wǎng)井距、相鄰老井前期改造及后期生產(chǎn)等帶來(lái)的影響，調(diào)整井鉆井面臨一系列新的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

1）受前期壓裂干擾，井壁垮塌、井漏和溢流等問(wèn)題多發(fā)。由于頁(yè)巖氣產(chǎn)層經(jīng)過(guò)了反復(fù)的大型壓裂改造，鄰井及其周圍形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，地層的地應(yīng)力狀態(tài)、孔隙壓力發(fā)生了巨大變化。隨著開(kāi)發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，地層壓力體系愈加復(fù)雜紊亂，地層壓力無(wú)法確定。調(diào)整井鉆井多參考?jí)毫亚班従你@井參數(shù)，但壓裂區(qū)地層壓力與原始地層壓力差異很大，如鉆井參數(shù)選取不合理，會(huì)導(dǎo)致井壁坍塌、井漏等井下復(fù)雜情況。從焦石壩區(qū)塊部分調(diào)整井的井下復(fù)雜情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見(jiàn)表1），可以看出井下復(fù)雜的多發(fā)性。例如，焦頁(yè)39-1HF井在鉆進(jìn)龍馬溪組時(shí)共發(fā)生溢流23次，其中在鉆井工況切換和鉆井參數(shù)調(diào)整后出現(xiàn)了13次溢流。

表1 焦石壩區(qū)塊部分調(diào)整井出現(xiàn)的井下復(fù)雜情況Table 1 Complex downhole situation occurred in some adjustment wells of the Jiaoshiba Block

2）井眼軌道設(shè)計(jì)復(fù)雜，安全鉆井難度大。在現(xiàn)有井網(wǎng)內(nèi)部署調(diào)整井，存在井眼相碰風(fēng)險(xiǎn)高、繞障軌道設(shè)計(jì)難度大、摩阻高、扭矩大和井眼軌跡控制難等問(wèn)題：①同平臺(tái)內(nèi)部署調(diào)整井時(shí)，因調(diào)整井與已鉆井的井口間距小，設(shè)計(jì)井眼軌道時(shí)要避開(kāi)井下空間內(nèi)的已鉆井眼，使得直井段防碰難度大；②井下三維空間內(nèi)已鉆井的井眼軌跡交叉分布，調(diào)整井的井眼軌跡需在已鉆井的井眼軌跡內(nèi)穿行，井眼軌道設(shè)計(jì)時(shí)需要兼顧繞障和降摩減扭；③頁(yè)巖氣調(diào)整井施工中，新、老井眼軌跡交叉存在，定向段、水平段需進(jìn)行多次防碰繞障，復(fù)雜的井眼軌跡勢(shì)必造成摩阻升高、扭矩增大，在高摩阻條件下，復(fù)雜繞障軌跡的控制難度較大。

3）超長(zhǎng)水平段鉆井摩阻高、扭矩大，配套技術(shù)不完善。長(zhǎng)水平段水平井鉆井技術(shù)是目前頁(yè)巖氣鉆井降本增效的主要技術(shù)手段之一，近年來(lái)，頁(yè)巖氣水平井的水平段長(zhǎng)度呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。水平段增長(zhǎng)，摩阻就會(huì)升高、扭矩就會(huì)增大。例如，焦頁(yè)2-5HF井的水平段摩阻扭矩變化曲線如圖1所示。從圖1可以看出，水平段長(zhǎng)度超過(guò)1 500 m后，摩阻迅速升高；水平段長(zhǎng)度達(dá)到2 835 m時(shí)，停泵上提摩阻達(dá)到 280 kN；后 1 500 m 的扭矩增加速率由0.8 kN·m/300m 提高到了 2.2 kN·m/300m，提高明顯。

圖1 焦頁(yè)2-5HF井水平段摩阻扭矩變化曲線Fig.1 Curve of frictional torque in the horizontal sections of Well JY 2-5HF

4）套管下入難度大，環(huán)空帶壓嚴(yán)重。隨著水平段長(zhǎng)度的增加，套管下入摩阻升高，對(duì)井眼準(zhǔn)備、完井管串及下套管技術(shù)的要求提高。由于超長(zhǎng)水平段壓裂段數(shù)增多，水泥環(huán)需承受30～40次交變應(yīng)力，遠(yuǎn)多于開(kāi)發(fā)調(diào)整期以前的15～20次，對(duì)水泥環(huán)的密封性提出了挑戰(zhàn)。同時(shí)，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊2017年之前投產(chǎn)的223口井中，有194口井出現(xiàn)了不同程度的帶壓現(xiàn)象，帶壓比例高達(dá)87%，環(huán)空帶壓嚴(yán)重。

2 調(diào)整井鉆井關(guān)鍵技術(shù)

2.1 鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1.1 地層壓力分布規(guī)律分析方法

涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊產(chǎn)層經(jīng)過(guò)反復(fù)壓裂改造，地應(yīng)力狀態(tài)和地層孔隙壓力發(fā)生了巨大變化，預(yù)測(cè)難度加大。為分析壓裂對(duì)孔隙壓力分布的影響規(guī)律，基于有效應(yīng)力原理，建立了考慮壓裂對(duì)滲透率變化影響的動(dòng)態(tài)孔隙壓力計(jì)算模型，明確了壓裂干擾距離和影響程度：

式中：ppd為動(dòng)態(tài)孔隙壓力，kPa； σv為上覆巖層壓力，kPa；Vp，Vs分別為縱波時(shí)差和橫波時(shí)差，m/s；μ為泊松比；K′′為地層滲透率的變化率，mD/km；A，b，C，d，E和f為區(qū)域常數(shù)。

研究表明，孔隙壓力分為受壓裂影響和不受壓裂影響2種情況：當(dāng)水平方向上本井與新壓裂鄰井的距離小于壓裂半縫長(zhǎng)+50 m、或者垂向上本井與新壓裂井的距離≤50 m時(shí)，會(huì)受到壓裂影響；當(dāng)鄰井的井口生產(chǎn)壓力降低10 MPa以上，孔隙壓力基本不受壓裂影響（縱向距離＞50 m）。不受壓裂影響情況下，鉆井液密度參考鉆遇裂縫的地層壓力進(jìn)行調(diào)整；受壓裂影響情況下，鉆井液密度參考?jí)毫言鰤汉蟮牡貙訅毫M(jìn)行調(diào)整。

2.1.2 密集井網(wǎng)繞障軌道設(shè)計(jì)方法

為避免鄰井壓裂帶來(lái)干擾，兼顧井眼軌跡防碰要求，提出了調(diào)整井密集井網(wǎng)繞障軌道設(shè)計(jì)方法。該方法的設(shè)計(jì)原則為：1）井眼軌道應(yīng)避開(kāi)已壓裂井，同時(shí)應(yīng)避開(kāi)井口生產(chǎn)壓力下降不超過(guò)10 MPa的復(fù)雜裂縫區(qū)；2）與同一水平線上已壓裂井井眼軌跡的距離大于“縫長(zhǎng)+50 m”；3）先后施工的2口鄰井進(jìn)行三維空間繞障設(shè)計(jì)時(shí)，一口井的A靶點(diǎn)和另一口井B靶點(diǎn)或A靶點(diǎn)在空間上按50 m×80 m的橢圓形區(qū)域進(jìn)行避讓；4）盡可能避免相鄰2口井同時(shí)進(jìn)行壓裂和鉆井施工?；谠摲椒ǖ恼{(diào)整井密集井網(wǎng)繞障軌道設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

圖2 調(diào)整井密集井網(wǎng)繞障軌道設(shè)計(jì)流程Fig.2 Flow chart of well trajectories design bypassing barrier in the dense infill well pattern of adjustment wells

2.1.3 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

采用調(diào)整井地層壓力分析方法，可精細(xì)描述調(diào)整井地層壓力特征?；诖?，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊提出了“導(dǎo)管+二開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，取消了?473.1 mm導(dǎo)管。平臺(tái)第一口井可采取“導(dǎo)管+三開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)；若韓家店組、小河壩組的承壓能力滿足龍馬溪組的鉆井施工要求，則該平臺(tái)后續(xù)井位可采取“導(dǎo)管+二開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)。

2.2 鉆井提速提效關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 強(qiáng)化參數(shù)鉆井提速

強(qiáng)化參數(shù)鉆井技術(shù)在北美地區(qū)已廣泛應(yīng)用，如Purple Hayes 1H 井鉆水平段?215.9 mm 井眼時(shí)，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速達(dá)到 110 r/min，鉆壓 200 kN，創(chuàng)造了“一趟鉆”完成5 652 m長(zhǎng)水平段的紀(jì)錄。中國(guó)石油近年來(lái)在威遠(yuǎn)地區(qū)也開(kāi)展了強(qiáng)化參數(shù)鉆井技術(shù)應(yīng)用，取得了較好的效果。

涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊于2018年開(kāi)始進(jìn)行強(qiáng)化參數(shù)鉆井技術(shù)實(shí)踐。為此，全面升級(jí)地面裝備，研發(fā)新型鉆頭、螺桿，以滿足強(qiáng)化參數(shù)鉆井需求。

1）地面裝備。配套 52 MPa高壓鉆井泵、70 MPa高壓立管、升級(jí)改造水龍帶、四級(jí)固控設(shè)備，配備更大扭矩頂驅(qū)，強(qiáng)化動(dòng)力設(shè)備等。

2）鉆頭和長(zhǎng)壽命螺桿。在分析制約鉆頭行程進(jìn)尺和行程鉆速的基礎(chǔ)上，優(yōu)化混合鉆頭結(jié)構(gòu)，鉆頭鉆壓承載能力提高20%；現(xiàn)有螺桿不能滿足強(qiáng)化參數(shù)鉆井工況，通過(guò)提高螺桿鉆具輸出扭矩和增強(qiáng)傳動(dòng)軸總成承載能力，螺桿轉(zhuǎn)速提高30%，同時(shí)提高了螺桿的可靠性，更好地滿足了強(qiáng)化參數(shù)鉆井的要求。

在升級(jí)地面裝備、鉆頭和螺桿等的基礎(chǔ)上，制定了適合于涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊的強(qiáng)化參數(shù)技術(shù)方案（見(jiàn)表2）。

表2 涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊強(qiáng)化參數(shù)鉆井方案Table 2 Drilling scheme with enhanced drilling parameters of the Jiaoshiba Block in the Fuling Shale Gas Field

2.2.2 基于等壽命理念的“一趟鉆”鉆井

基于延長(zhǎng)鉆頭、螺桿鉆具和隨鉆測(cè)量?jī)x器等使用壽命的設(shè)計(jì)理念，以“一趟鉆”為目標(biāo)，開(kāi)展了鉆井提速技術(shù)攻關(guān)，初步形成了“1+4+2”鉆井提速技術(shù)，即一開(kāi)1個(gè)“一趟鉆”，二開(kāi)4個(gè)“一趟鉆”，三開(kāi)2個(gè)“一趟鉆”。一開(kāi)井段，采用?406.4 mm KS1662SGAR 鉆頭+?244.5 mm 大扭矩螺桿（彎角0.5°～1.0°，帶?398.0 mm 扶正器）；二開(kāi)井段，采用“先鋒PDC鉆頭+長(zhǎng)壽命牙輪鉆頭+高效PDC鉆頭”，配合高強(qiáng)度、大扭矩等壁厚螺桿和激進(jìn)鉆井參數(shù)；三開(kāi)井段，使用“改進(jìn)型KPM加強(qiáng)型混合鉆頭/先鋒PDC鉆頭+長(zhǎng)壽命螺桿+水力振蕩器”。

2.2.3 “鉆刮通洗一體化”完井工藝

涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊水平井下套管固井后，傳統(tǒng)的鉆井完井作業(yè)包括鉆水泥塞、刮管、通井和洗井，一般分為3趟鉆。“鉆刮通洗一體化”完井工藝，則是利用一體化工具串（滑套開(kāi)關(guān)、液壓刮壁器和通徑規(guī)）一趟鉆解決傳統(tǒng)3趟鉆才能完成的鉆水泥塞、刮管、通井和洗井作業(yè)。

2.3 長(zhǎng)水平段水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)

2.3.1 井眼軌道剖面優(yōu)化

井眼軌道剖面是影響長(zhǎng)水平段水平井鉆井效率的重要因素。針對(duì)長(zhǎng)水平段水平井鉆井過(guò)程中摩阻高、扭矩大的問(wèn)題，以降摩減阻為目標(biāo)，結(jié)合常規(guī)五點(diǎn)六段制與斜面圓弧剖面設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化形成了斜面圓弧五點(diǎn)六段制井眼軌道剖面。與常規(guī)的五點(diǎn)六段制軌道相比，優(yōu)化后的井眼軌道剖面提高了井眼光滑度、降低了水平段摩阻扭矩，水平段延伸能力得到了提高[12]。

2.3.2 高效降摩減阻工具

1）水力振蕩器。為了解決長(zhǎng)水平段水平井水平鉆進(jìn)中摩阻高、扭矩大和機(jī)械鉆速低的問(wèn)題，研究形成了長(zhǎng)壽命、低壓耗高效渦輪式水力振蕩器。它具有壽命長(zhǎng)（達(dá) 200 h 以上）、壓耗低（≤3 MPa）的特點(diǎn)，降摩減阻效果顯著，有利于提高機(jī)械鉆速和水平段的延伸長(zhǎng)度。

2）微擴(kuò)孔工具。常規(guī)螺桿定向鉆井過(guò)程中，井眼軌跡會(huì)出現(xiàn)很多小臺(tái)階，全角變化率大，摩阻扭矩增大，為此，針對(duì)性研發(fā)了微擴(kuò)孔工具。該工具具有偏心結(jié)構(gòu)，通徑比鉆頭尺寸小，擴(kuò)孔后比原井眼大（如圖3所示），在水平井應(yīng)用可有效清除巖屑床、減小井眼狗腿度、清除井下微狗腿與小臺(tái)階、增大水平井水平段延伸長(zhǎng)度和減少短起下鉆次數(shù)。

圖3 微擴(kuò)孔工具擴(kuò)孔截面示意Fig.3 Cross-section of the micro-reaming tool

2.3.3 長(zhǎng)水平段水平井井眼凈化技術(shù)

頁(yè)巖氣長(zhǎng)水平段水平井易在水平段形成巖屑床，摩阻升高，導(dǎo)致憋鉆、卡鉆等井下故障和復(fù)雜情況發(fā)生，影響鉆井安全和效率。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)研究和集成，形成了長(zhǎng)水平段高效井眼凈化鉆井技術(shù)：

1）采用大轉(zhuǎn)速提高井眼清潔工藝。水平段鉆進(jìn)過(guò)程中，井筒內(nèi)存在速度盲區(qū)，流體從井筒高邊流過(guò)速度盲區(qū)，將高速流體和巖屑分離，但巖屑很難攜帶出井筒；通過(guò)提高鉆柱轉(zhuǎn)速，可將水平段速度盲區(qū)的巖屑攜帶至高速區(qū)。對(duì)于?215.9 mm井眼，排量 30 L/s，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速 100 r/min 以上，可有效破壞巖屑床，提高井眼凈化效率。

2）對(duì)于水平段長(zhǎng)度超過(guò)3 000 m的超長(zhǎng)水平段水平井，可用清砂鉆桿，改變水平段鉆井液流態(tài)，提高巖屑攜帶效率。

3）優(yōu)化油基鉆井液的流變性能，降低固相含量，控制動(dòng)塑比在 0.5 Pa/（mPa·s）左右。對(duì)不規(guī)則井眼，采用稠漿攜砂，提高固控設(shè)備使用率，清除有害固相[13–18]。

2.4 防止環(huán)空帶壓的固井技術(shù)

2.4.1 高強(qiáng)度彈韌性水泥漿體系

頁(yè)巖氣田開(kāi)發(fā)調(diào)整階段，水平井的水平段長(zhǎng)度增大，水平段的壓裂段數(shù)隨之增多，水泥環(huán)需要承受更多的交變應(yīng)力，這對(duì)水泥環(huán)的密封性提出了更高要求。為此，研選了新型高效彈性材料和納米增強(qiáng)材料，通過(guò)顆粒級(jí)配達(dá)到了緊密堆積，形成了高強(qiáng)度彈韌性水泥漿體系。形成的高強(qiáng)度彈韌性水泥石彈性模量最低 5.5 GPa，抗壓強(qiáng)度大于 27 MPa，抗拉強(qiáng)度大于3 MPa。采用水泥環(huán)密封完整性評(píng)價(jià)裝置對(duì)其測(cè)試發(fā)現(xiàn)（結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5；圖4中，線段形狀不同表示所用水泥石試塊不同），該水泥石可在模擬壓裂段次大于30次、施工壓力90 MPa下保持水泥環(huán)的密封完整性。

圖4 高溫三軸水泥石的應(yīng)力?應(yīng)變曲線Fig.4 Triaxial stress–strain curves of set cement at high temperatures

圖5 高強(qiáng)度彈韌性水泥環(huán)密封完整性測(cè)試結(jié)果Fig.5 Sealing integrity test results for cement sheath with high strength elastic-ductile

2.4.2 提高固井質(zhì)量配套工藝技術(shù)

固井水泥漿候凝時(shí)套管內(nèi)液柱壓力高于采氣過(guò)程中的壓力，導(dǎo)致套管徑向收縮產(chǎn)生微間隙、形成氣竄通道等問(wèn)題，為此，采取環(huán)空加壓候凝的方式，使套管交界面產(chǎn)生小的彈性變形，在一定程度上可以抵消水泥環(huán)的殘余應(yīng)變。與此同時(shí)，在鉆井通井、套管下入、油基鉆井液清洗、漿柱結(jié)構(gòu)和套管居中等方面也進(jìn)行了優(yōu)化，以提高頁(yè)巖氣井的頂替效率和水泥環(huán)的長(zhǎng)期密封性[19]。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

3.1 單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用效果

上述調(diào)整井鉆井關(guān)鍵技術(shù)中的各單項(xiàng)技術(shù)，在涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊應(yīng)用后取得了顯著效果。

“導(dǎo)管+二開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用14口井，用后一開(kāi)機(jī)械鉆速由 7.46 m/h 提高到 10.4 m/h，平均鉆井周期縮短5～7 d。強(qiáng)化參數(shù)鉆井提速技術(shù)在焦頁(yè)92-1HF井應(yīng)用后，機(jī)械鉆速較同平臺(tái)其他井提高了21.92%，創(chuàng)焦石壩區(qū)塊二開(kāi)15.33 d的最短鉆井周期紀(jì)錄；焦頁(yè)29-S3HF井應(yīng)用該技術(shù)后，創(chuàng)該區(qū)塊全井段33.58 d的最短鉆井周期紀(jì)錄?；诘葔勖砟畹摹耙惶算@”鉆井技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)提速效果顯著，一開(kāi)井段基本全部實(shí)現(xiàn)“一趟鉆”；二開(kāi)33口井實(shí)現(xiàn)4個(gè)“一趟鉆”，占比45.2%；三開(kāi)造斜段“一趟鉆”比例達(dá)90%，25口井水平段實(shí)現(xiàn)“一趟鉆”目標(biāo)，占比21.2%。部分井三開(kāi)水平段“一趟鉆”統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表3。

表3 涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊調(diào)整井“一趟鉆”應(yīng)用情況Table 3 Application of one-trip drilling technique to adjustment wells of the Jiaoshiba Block in the Fuling Shale Gas Field

與常規(guī)工藝相比，應(yīng)用“鉆刮通洗一體化”工藝的單井平均節(jié)約作業(yè)時(shí)間56 h，完井作業(yè)時(shí)間節(jié)約31.17%。

應(yīng)用長(zhǎng)壽命、低壓耗高效渦輪式水力振蕩器后，平均機(jī)械鉆速提高25.0%以上（部分井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果見(jiàn)表4）。其中，焦頁(yè)23-S2HF井水平段2 101 m“一趟鉆”完成，平均機(jī)械鉆速達(dá)19.82 m/h，創(chuàng)涪陵工區(qū)水平井“一趟鉆”機(jī)械鉆速最高紀(jì)錄。

表4 高效渦輪式水力振蕩器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果Table 4 Field application effect of efficient turbine hydraulic oscillator

3.2 總體應(yīng)用效果

截至2019年12月，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊調(diào)整井應(yīng)用研究的鉆井技術(shù)完鉆84口井，取得了顯著的應(yīng)用效果。應(yīng)用井的平均水平段長(zhǎng)度2096 m，與涪陵頁(yè)巖氣田二期產(chǎn)能建設(shè)完鉆井相比增加了33.1%；水平段超過(guò) 2500 m 的井共 17 口（見(jiàn)圖6），其中焦頁(yè)2-5HF井水平段長(zhǎng)度達(dá)到3 065 m，創(chuàng)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣水平井水平段最長(zhǎng)紀(jì)錄。

圖6 涪陵頁(yè)巖氣田部分長(zhǎng)水平段水平井鉆井情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.6 Statistics of drilling in some long horizontal well sections in the Fuling Shale Gas Field

應(yīng)用井的平均機(jī)械鉆速9.49 m/h，平均鉆井周期62.27 d，平均完井周期75.81。與涪陵頁(yè)巖氣田二期產(chǎn)能建設(shè)完鉆井相比，機(jī)械鉆速提高了26.2%；鉆井周期縮短了26.0%，完井周期縮短了23.55%。

4 結(jié)論及建議

1）壓裂裂縫對(duì)孔隙壓力影響顯著，利用建立的考慮壓裂對(duì)滲透率變化影響的動(dòng)態(tài)孔隙壓力計(jì)算模型和基于靶點(diǎn)調(diào)整的密集井網(wǎng)繞障設(shè)計(jì)方法，可有效避開(kāi)壓裂區(qū)，降低頁(yè)巖氣田調(diào)整井鉆井中的井漏、溢流等井下復(fù)雜情況。

2）強(qiáng)化參數(shù)、基于等壽命理念的“一趟鉆”鉆井技術(shù)和“鉆刮通洗”一體化工藝是開(kāi)發(fā)調(diào)整階段提速提效的關(guān)鍵技術(shù)，可大幅提高頁(yè)巖氣田調(diào)整井機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。

3）長(zhǎng)水平段水平井壓裂段數(shù)增多，水泥環(huán)密封差。通過(guò)采用高強(qiáng)度彈韌性水泥漿體系、環(huán)空加壓候凝工藝和優(yōu)化下套管工藝措施，可提高頁(yè)巖氣頂替效率和水泥環(huán)的密封性。

4）建議深化和推廣應(yīng)用涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊調(diào)整井鉆井技術(shù)，探索和攻關(guān)多層系立體開(kāi)發(fā)模式，進(jìn)一步降低工程成本，提高頁(yè)巖氣田開(kāi)發(fā)效率。