馬探某井四開超深鉆井方案研究

摘 要：馬探某井構(gòu)造上位于遼河坳陷西部凹陷清水洼陷北側(cè)馬某南塊。該井為揭穿整個扇體，探索沙三下底部地質(zhì)異常體的含油氣性，設計加深鉆探至5980米。該井四開鉆井存在超深鉆井鉆具由于疲勞及扭曲損傷造成事故、下部地層存在地質(zhì)異常體有可能鉆遇硫化氫存在井漏、井塌等施工難點，該項方案研究通過優(yōu)選優(yōu)化鉆具管理，四開使用旋轉(zhuǎn)控制頭，井口始終處于密封狀態(tài)，使用抗高溫高性能復合鹽鉆井液施工保證井壁穩(wěn)定，并強化鉆井施工管理，以實現(xiàn)該井順利完鉆完井。

關鍵詞：超深鉆井;鉆具優(yōu)選優(yōu)化;防漏、防塌鉆井;鉆井方案研究

1 設計井基本情況

馬探某井原設計沙三下段扇體屬于扇三角洲相沉積，較沙三中近岸水下扇沉積時水體淺，砂體推進范圍廣，推測應有規(guī)模較大砂體，當前深度未能達到揭開主力目的層的目的。根據(jù)清水洼陷某側(cè)趙古某井原油-源巖對比分析，已發(fā)現(xiàn)原生沙四段成因的低熟稠油，目標區(qū)深層可能存在沙四段源巖，生烴指標良好可為目標扇體供源。該井是探索清水洼陷深層的首口探井，加深鉆探對下步深層勘探具有重要指導意義。

2 主要施工難點分析及應對措施

2.1超深井鉆具管理是本井風險控制的關鍵

超深井鉆具由于疲勞及扭曲損傷造成鉆具事故的風險高，是施工的難點，如何有效進行鉆具管理，保障鉆具的安全使用非常重要[1]。應對技術措施：更換4寸18°鉆具，鋼級G105，壁厚8.38mm，鉆具本體101.6mm，接箍外徑133mm，接頭水眼61.9mm，本體內(nèi)徑84.84mm，管體抗扭強度62883n.m，接頭抗扭強度50306n.m，管體抗拉強度2598KN，接頭抗拉強度3726n.m。選用耐高溫潤滑性能強的密封脂（抗高溫260℃），每次起下鉆都要進行鉆具倒換及錯扣檢查。當扭矩變大之后，每次起鉆都要對加重及鉆鋌逐根卸扣，釋放應力，檢查絲扣，采用扭沖工具和恒扭矩等工具保護鉆頭及鉆具安全。

2.2可能存在井漏、井塌，并且鉆遇硫化氫的風險

由于下部地層存在地質(zhì)異常體，有可能鉆遇硫化氫，存在井漏、井塌風險，小井眼施工，抗高溫、攜砂、懸浮和井壁穩(wěn)定性能要求較高。對于四開井眼，因環(huán)空間隙小，攜砂性能較差，井壁失穩(wěn)風險高，易導致各類卡鉆，并且卡鉆之后處理難度大。根據(jù)地質(zhì)預測，四開井段存在粉砂巖、泥巖等，可能存在井漏、井塌，并且鉆遇硫化氫的風險。應對技術措施：四開使用抗高溫高性能復合鹽泥漿施工，保證KCL含量，保證井壁穩(wěn)定，由于無可參考井，下步地層壓力難以預知，泥漿比重根據(jù)實際情況，及時向甲方進行申請調(diào)整。本井四開使用旋轉(zhuǎn)控制頭，井口始終處于密封狀態(tài)。四開若遇活躍的油氣顯示，在提密度受限、循環(huán)排氣受限的前提下，優(yōu)先選擇控壓技術。若全烴值異常上升，要打開自動點火裝置進行點火，并匯報公司相關部門。起鉆控壓：起鉆前進行循環(huán)測后效，計算控壓值。下鉆控壓：出裸眼段安裝控壓裝置，下鉆到底，走節(jié)流管匯、液氣分離器等進行循環(huán)排氣，必要時進行點火，待氣侵處理完畢后，再正常鉆進。

3 四開施工方案研究

3.1鉆頭選擇

沙三下亞段及下部深部地層存在高壓、超高壓風險，設計使用一只S15*UGPDC鉆頭鉆塞，后期備用PDC鉆頭型號分別為S141*BYUG，S151*BYUG，S161*BYUG，預計每只進尺100米，完成施工任務。鉆頭型號的選擇以第一只鉆頭的使用情況為判斷依據(jù)，逐步優(yōu)化布齒及冠部結(jié)構(gòu)，提高鉆頭攻擊性和單只進尺。

3.2鉆井液選擇

采用抗高溫性能復合鹽泥漿體系，主要性能以滿足井下施工為標準。

3.3防卡、防漏、防噴技術措施

使用好固控設備，保證固控設備始終運轉(zhuǎn)。堅持配稠塞攜帶井底巖屑，及時清掃井眼，鉆井液粘度滿足設計80-100S保證攜砂，并且不得加入固相提粘。鉆進中遇到鉆速突然加快、放空、蹩鉆、跳鉆、氣測異常及油、氣水顯示異常等情況，應立即停鉆觀察，發(fā)現(xiàn)異常，應立即匯報處理。[2]

3.4防硫化氫技術措施

鉆井隊及鉆井相關協(xié)作單位應制定防噴、防H2S的應急預案，并組織演練。一旦H2S溢出地面，應立即啟動應急預案。加強對鉆井液和空氣中硫化氫濃度的測量，除充分利用好除硫劑和除氣器外，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況提高鉆井液密度，控制硫化氫在鉆井液中濃度小于30mg/m3（20ppm），空氣中監(jiān)測到硫化氫濃度大于15mg/m3（10ppm）時，立即按照《硫化氫環(huán)境鉆井場所作業(yè)安全規(guī)范》（SY/T 5087-2017）標準規(guī)定執(zhí)行。

3.5完井作業(yè)設計

鉆完進尺后，循環(huán)調(diào)整好泥漿性能，保證充分攜帶巖屑。在井口無巖屑返出時進行短起下，短起井段根據(jù)井下情況而定，必要時要起到表層套管內(nèi)。測井儀器必須達到抗高溫要求，電測完成后，通井處理泥漿至少循環(huán)兩周以上，并進行加溫試驗，確保泥漿具有良好的流動性和熱穩(wěn)定性，為套管順利下入做好準備。[3]

4 質(zhì)量目標設計

井身質(zhì)量合格率100%，加強井身軌跡控制，及時監(jiān)測井斜和方位。根據(jù)探井直井井底水平位移要求，5000-6000米井段，井底水平位移≤200m。固井質(zhì)量合格率100%，按照《SY/T5412-2016下套管作業(yè)程序》作好下套管工作，將套管按設計要求下到位，下套管前和固井前，必須壓穩(wěn)油氣層。全井平均機械鉆速≧6m/h，復雜率小于1.5%。

5結(jié)論和建議

研究形成的儲氣庫區(qū)塊鉆井提速提效技術，對本區(qū)塊水平井和定向井，提高鉆井速度、縮短鉆井周期、減少井下故障率、降低作業(yè)成本、有著十分重要的意義。尤其儲氣庫工程作為國家項目，是在供氣淡季使用集輸管線，將的多余天然氣注入地下存儲起來，其特點是儲存量大，機動性強，調(diào)峰范圍廣;在用氣高峰時將天然氣調(diào)出來，用以補充管線供氣不足，實現(xiàn)國家能源調(diào)配，目前投用的儲氣庫總數(shù)達到23座，調(diào)峰能力快速增加，占到全國調(diào)峰能力的95%以上，具有重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻：

[1]葛光輝.深井鉆井施工難點分析與對策探討[J].石化技術.2018（05）

[2]王超，岑臨.超深井鉆井工藝技術探討[J].化工設計通訊.2018（01）

[3]金紅生.超深井下套管新技術探索[J].中國新技術新產(chǎn)品.2012（02）

作者簡介：

石鵬（1985-），男，工程師，2010年畢業(yè)于中國石油大學（華東）石油工程專業(yè)，學士學位，現(xiàn)工作于中國石油遼河油田公司鉆采工程技術部，從事石油鉆井管理工作。