塔河主體區(qū)塊新三開結構井優(yōu)快鉆井技術

楊恩友

摘要：塔里木盆地塔河油田主要勘探開發(fā)區(qū)塊位于塔里木盆地北緣、天山南坳，地處新疆輪臺縣和庫車縣境內(nèi)，構造位置為塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克庫勒凸起西北部。主力油藏為奧陶系碳酸鹽巖油藏，埋藏深度一般在5500 m以上，為了加快開發(fā)施工進度，井身結構由以往的四開改為新三開結構井，增加二開裸眼段，鉆遇多套壓力體系地層。本文以新三開結構井為例，主要從工程技術、鉆井液技術等方面，介紹河南鉆井分公司在塔河主體區(qū)塊的優(yōu)快鉆井技術，為類似區(qū)塊鉆井施工提供技術借鑒。

關鍵詞：塔河油田;新三開結構井;優(yōu)快鉆井

塔河油田主體區(qū)塊新三開結構井井身結構為：一開346.1mm井眼，下273.1mm套管，二開250.88mm井眼，下193.7mm套管，三開165.1mm井眼，裸眼完井。影響提質(zhì)、提速、提效鉆井施工的主要原因是：一開深表層（1200m）使用PDC常規(guī)鉆進機械鉆速低;二開長裸眼段，施工排量大、泵壓高，PDC鉆頭全地層適應性不夠、螺桿壽命有限;通過常規(guī)鉆具防斜影響井身質(zhì)量控制及施工速度，二疊系易漏、易垮，且底部含黑色玄武巖，可鉆性差;亞格列木組、阿克庫勒組等部分地層發(fā)育含礫不等粒砂巖和石英砂巖導致鉆頭先期損壞;康村組底部和吉迪克組富含石膏，易吸水膨脹產(chǎn)生縮徑，哈拉哈塘砂泥互層縮徑嚴重及影響后期中完電測;二開中完井深鉆進至奧陶系，裂縫發(fā)育，易出現(xiàn)放空、井漏，井涌及井噴;三開小井眼施工，提速空間有限，且目的層地層壓力高，富含硫化氫和可燃氣體，井控風險高;鉆遇裂縫、斷層施工過程中易發(fā)生卡鉆或鉆具故障。針對以上施工難點，通過鉆頭選型和螺桿優(yōu)化、合理調(diào)整鉆井參數(shù)、優(yōu)化鉆具結構、強化施工人員操作，針對不同的地層選擇不同的鉆井參數(shù)，最大限度地保護螺桿和鉆頭、優(yōu)化鉆井液體系、加強地層巖性對比，制定具有針對性的防斜、防垮、防漏措施及優(yōu)快鉆井施工方案、強化井控安全，進一步縮短鉆井周期。

1.優(yōu)化鉆具組合及鉆井參數(shù)，實現(xiàn)一開井段提速提效

1.1優(yōu)化鉆具組合

原鉆具組合為 346.1mm3A+228.6mmDC × 2 根+344mm扶正器+228.6mmDC×1 根+203.2mmDC×2 根+177.8mmDC×9 根+139.7mmDP

一開地層所需鉆壓不宜過大，鉆鋌數(shù)量過多，轉換接頭容易存在疲勞損傷，且地層傾角不大，易控制等特點。

現(xiàn)鉆具組合為 346.1mmPDC+244.5螺桿+228.6mmDC × 1 根+344mm扶正器+228.6mmDC × 1 根+203.2mmDC×6 根+139.7mmDP。

該鉆具組合滿足現(xiàn)場施工的要求，同時簡化后減少現(xiàn)場的鉆具連接時效，增加動力鉆具，加快施工速度。

1.2選擇合理的鉆進參數(shù)和水力參數(shù)

根據(jù) PDC 鉆頭的破巖原理，一開鉆進期間一般采用大排量、低鉆壓。我們優(yōu)選一開井段全程排量保持在60-70L/s 以上，充分水利破巖、沖刷井壁和凈化井眼。采用高轉速、低鉆壓的思路，控制轉盤轉速60r/min +螺桿轉速，鉆壓 4t左右，不僅提高了機械鉆速， 同時能保證井身質(zhì)量。

2.優(yōu)選鉆頭及螺桿，實現(xiàn)二開井段安全優(yōu)質(zhì)鉆井

二開裸眼段長、地層跨度大、巖性差別大、地質(zhì)構造復雜，鉆進過程中極易出現(xiàn)井壁垮塌、縮徑、井涌、井漏等復雜情況。

根據(jù)地層巖性特征及二開所鉆深度，有針對性優(yōu)選 PDC 鉆頭。目前塔河主體區(qū)塊二開長裸眼井段使用的 PDC 鉆頭主要有江漢鉆頭的 KS1953 與 KS1653SGR 鉆頭、百施特生產(chǎn)的TS1952 與TS1653 鉆頭、盛輝生產(chǎn)的 MQ519、MQ516鉆頭。二開要求排量大、泵壓高，螺桿壽命有限，很難達到使用效果，根據(jù)現(xiàn)場使用情況，螺桿主要選擇高溫5*6頭螺桿，埋深較深的選擇等壁厚大功率螺桿。根據(jù)不同地層選擇不同的鉆進參數(shù)，樹立保護鉆頭和螺桿為目的多鉆進尺。

優(yōu)化后的鉆具組合為：250.88mmPDC+197mm*1°單彎螺桿+203.2mmDC × 1 根+248mm扶正器+177.8mmDC × 12 根+127mmHWDP×9 根+139.7mmDP。

3.優(yōu)化泥漿性能，細化技術措施，強化施工操作，實現(xiàn)安全高效施工

優(yōu)選鉆井液體系，確保施工安全。

一開針對地層易垮塌，采用高粘度膨潤土-聚合物體系，保持井眼穩(wěn)定。二開針對上部地層泥巖易水化膨脹造成縮徑，砂巖滲透性強，易形成厚泥餅造成縮徑，選用KCL+聚合物體系，強化鉆井液抑制封堵性能;對于三疊系、志留系泥頁巖易剝蝕掉塊，造成起下鉆阻卡、電測下套管阻卡，影響固井質(zhì)量的問題，加強鉆井液抑制封堵、防塌潤滑性能，采用聚合物混油防塌鉆井液體系，進一步減少長裸眼井段摩阻，另一方面鉆井液密度走上限，確保井壁穩(wěn)定;起下鉆過程加強坐崗觀察和按標準灌漿，控制起下鉆速度，減少波動壓力。三開主要選擇聚合物混油防塌鉆井液體系。

4.強化井控、井下安全，確保三開安全施工

三開Φ165.1mm 井眼目的層為奧陶系一間房組或鷹山組， 碳酸鹽巖裂縫、溶洞發(fā)育，易發(fā)生井漏、溢流;同時目的層壓力高，大部分區(qū)塊高含硫化氫，井控風險高;加強坐崗觀察，同時密切關注鉆井參數(shù)的變化，判斷井下情況，從而及時發(fā)現(xiàn)井漏并能準確提供漏失情況和漏失量大小，根據(jù)漏速情況采取處理措施。

奧陶系目的層鉆進確保 PH 值在 10 以上。加強井控坐崗，開發(fā)井從鉆開目的層前100m，實行三崗聯(lián)坐，直至進入后期試油階段結束。強化班組單獨作戰(zhàn)能力，要求現(xiàn)場必須做到早發(fā)現(xiàn)、早關井、早處理，牢固樹立發(fā)現(xiàn)溢流立即關井，疑似溢流關井觀察理念，針對稠油井和稀油井制定不同的預案，同時強化演練和重漿儲備，出現(xiàn)特殊情況，第一時間控制井口，并盡快調(diào)整鉆井液密度壓井，確保井控安全。

5.現(xiàn)場應用效果

該技術通過在塔河主體區(qū)塊4區(qū)、7區(qū)、12區(qū)等三口井應用，取得較好效果，具體情況如下：

6.結論與認識

（1）持續(xù)加強鉆頭選型與高溫螺桿選型，達到匹配最優(yōu)化，以提高機械速度;

（2）加強轉換接頭強度，尤其是井口接頭受力最大，避免斷裂，防止出現(xiàn)井下故障;

（3）地層壓力高，富含硫化氫，加強井控意識及井控配套裝置、檢測設備投入，確保井控安全和人身安全;

（4）分井段加強鉆井液技術措施優(yōu)化，進一步保證井下安全，節(jié)約成本。

參考文獻：

[1]崔祥.塔河主體區(qū)塊長裸眼優(yōu)快鉆井技術.中國科技期刊數(shù)據(jù)庫-工業(yè) A，2016，12：281-282.

[2]趙金州.張桂林.鉆井工程技術手冊.中國石化出版設：P404-450.