鉆井提速技術(shù)分析研究與應用

摘要：受地層巖性、壓力系數(shù)及儲層性質(zhì)等因素影響，L區(qū)塊鉆井速度處于較低水平，為此在對鉆速影響因素分析基礎(chǔ)上，開展技術(shù)對策研究，包括優(yōu)化鉆井技術(shù)及水力參數(shù)、強化井眼軌跡控制、優(yōu)選鉆頭等，指導完鉆井數(shù)38口，平均機械鉆速提高6個百分點，井眼實鉆軌跡符合率99.2%，油層鉆遇率97.5%，常規(guī)射孔投產(chǎn)，生產(chǎn)效果較好，累產(chǎn)油14萬噸，提高采收率1.5%。

關(guān)鍵詞： 鉆井提度? 影響因素? ?機械鉆速? 分析研究

1.概況

L區(qū)塊為復雜斷塊油藏，儲層埋深2500～3500m，2014年滾動勘探發(fā)現(xiàn)，2015～2019年，每年完鉆新井20～35口，平均機械鉆速9.3m/h，處于較低水平（圖1），主要受地層巖性、壓力系數(shù)及儲層性質(zhì)等因素影響。鉆井速度大小直接影響鉆井周期和鉆井成本，有必要開展鉆井提速技術(shù)研究，縮短建井周期，提高經(jīng)濟效益。

2.影響鉆速因素分析

2.1淺層地層破裂壓裂系數(shù)低

L區(qū)塊上部淺層儲層巖性以砂巖、砂礫巖為主，主要膠結(jié)物為泥巖，膠結(jié)作用差，鉆井過程中井眼易擴徑。另外，某些層位為存在流沙層的深水地層，地層壓力系數(shù)小于1.0，鉆井液密度過大時，易發(fā)生井漏，處理難度大。

2.2深部地層存在異常壓力

L區(qū)塊深部地層存在大段泥巖層，沉積過程中吸水膨脹導致排水不暢，加上構(gòu)造應力影響，形成異常高壓力層，鉆井過程中需要液柱壓力大。當鉆井液液柱壓力小于地層壓力時，井壁穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)井壁縮經(jīng)、剝落、坍塌等現(xiàn)象。

2.3深部油層巖石可鉆性差

深部地層巖石為石英巖、玄武巖等，可鉆性差，機械鉆速低，進尺少，對鉆頭的選型影響較大。

3.技術(shù)對策研究

3.1采用高壓噴射鉆井技術(shù)，優(yōu)化水力參數(shù)

針對上部淺層地層膠結(jié)性差、可鉆性好特點，采用高壓噴射鉆井，淺層井段中上部強化水力輔助破巖作用，下部以強化水力凈化作用為主，實現(xiàn)最大沖擊力的破巖方式與鉆頭磨巖方式相結(jié)合，大幅度提高機械鉆速，同時對鉆井參數(shù)、水力參數(shù)進行合理匹配，最大程度挖掘設備的潛力。以L305井為例，采用127mm鉆具時大部分循環(huán)壓耗消耗在鉆具內(nèi)，鉆頭壓降低，根據(jù)經(jīng)濟水馬力進行優(yōu)化水力參數(shù)，鉆頭比水馬力控制在0.32-0.57 kw/cm2，在保證安全鉆井同時，又能達到清洗效果最佳。

3.2加強井身軌跡控制，確保后期順利施工

井身軌跡控制的好壞直接影響到后序鉆井安全施工，井身軌跡不規(guī)則易造成各種復雜情況和井下事故的發(fā)生，給后期施工帶來較大的難度和被動性，為此在井身軌跡控制方面，在常規(guī)技術(shù)應用的基礎(chǔ)上，采用了于LWD、MWD和導向技術(shù)，有效指導大位移井和水平井鉆井軌跡控制及優(yōu)化。以L128井為例，其為雙靶心大位移井，設計靶心半徑分別為20和25m。在鉆井過程中，為了能較好的發(fā)揮導向鉆井的技術(shù)優(yōu)勢，在不同井段采用不同的導向鉆具組合，避免中途井斜角變化大，即使調(diào)整井斜，降低全角變化率，實際靶心半徑11.0m、18.0m，達到設計要求。

3.3優(yōu)選鉆頭類型，提高機械鉆速

對于深部大段泥巖層，地層硬，厚度800～1000m，易發(fā)生泥巖剝落、井壁坍塌等問題，進而造成各種復雜事故。對于牙輪鉆頭，泥巖層段適應性差，易發(fā)生泥包鉆頭問題，影響機械鉆速，而PDC鉆頭對泥巖層段可鉆性強，通過優(yōu)化水力參數(shù)，采用合理的排量和噴嘴直徑，提高鉆頭水功率比，調(diào)整PDC鉆頭的切削復合片角度、鉆頭冠部形狀的設計、刀翼數(shù)目等，可大幅度提高機械鉆速。

3.4實施效果

依據(jù)上述技術(shù)對策，2020年共完鉆新井數(shù)38口，平均單井鉆井進尺3450m，平均機械鉆速16.5m/h，相比2019年，提高6個百分點，井眼實鉆軌跡符合率99.2%，油層鉆遇率97.5%，采用常規(guī)射孔方式投產(chǎn)，平均單井日產(chǎn)油8.5噸，階段累產(chǎn)油4.5萬噸，預計全生命周期累產(chǎn)油14萬噸，提高采收率1.5%。

4、結(jié)論

（1）受地層巖性、壓力系數(shù)及儲層性質(zhì)等因素影響，L區(qū)塊鉆井速度處于較低水平。

（2）在對鉆速影響因素分析基礎(chǔ)上，開展技術(shù)對策研究，包括優(yōu)化鉆井技術(shù)及水力參數(shù)、強化井眼軌跡控制、優(yōu)選鉆頭等，現(xiàn)場應用效果顯著。

（3）本文在提高鉆井速度方面取得成果及認識，可為同行提供借鑒經(jīng)驗。

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作者簡介：付堯，男，1988年4月出生，盤錦，漢族，工程師，2010年畢業(yè)于遼寧大學，現(xiàn)于中國石油遼河油田分公司鉆采工程技術(shù)部從事井控與壓裂管理工作。