佳縣南區(qū)致密氣小井眼優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)

基金項目：冀東油田公司科研項目“佳縣南區(qū)致密氣藏鉆井工程方案研究”（KF2022A01-04）、“佳縣區(qū)塊致密砂巖氣藏高效開發(fā)鉆采關(guān)鍵技術(shù)研究”（CY2022C01）。

為進一步提高佳縣南區(qū)區(qū)塊鉆井效率、降低鉆井成本，開展了小井眼二開一趟鉆優(yōu)快鉆井技術(shù)研究。以提高佳縣南區(qū)小井眼二開一趟鉆比例為導(dǎo)向，基于佳縣南區(qū)地層特征，分析了小井眼鉆井難點及技術(shù)需求，在此基礎(chǔ)上進行了井眼軌道精細設(shè)計以及鉆頭、鉆具組合與鉆井參數(shù)等方面的優(yōu)化研究，優(yōu)化構(gòu)建了防塌承壓鉆井液體系及復(fù)合堵漏技術(shù)，形成了適合該區(qū)塊的小井眼優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)，并在75口井進行了應(yīng)用。研究結(jié)果表明：應(yīng)用井二開一趟鉆比例由13.4%提高至62.7%，機械鉆速提高至23.4 m/h，完井周期降至17.65 d，單井漏失量明顯降低。研究結(jié)果可為小井眼優(yōu)快鉆井持續(xù)提速降本提供技術(shù)支撐。

致密氣小井眼；一趟鉆；鉆井液；堵漏；佳縣南區(qū)

TE246

A

005

Key Technologies for Optimal and Fast Drilling of Tight

Gas Slim Holes in Southern Jiaxian Block

Wu Xiaohong¹ Li Yunfeng¹ Li Ran¹ Shen Yuanyuan¹ Zhong Ju² Deng Wei³

（1.Research Institute of Oil Production Technology， PetroChina Jidong Oilfield Company; 2.Jianghan Machinery Research Institute Limited Company of CNPC; 3.Western Exploration and Development Project Department， PetroChina Jidong Oilfield Company）

In order to further improve the drilling efficiency and reduce the drilling costs in Southern Jiaxian Block， a technology for one-trip optimal and fast drilling during second spud in of slim hole was studied. For improving the one-trip proportion during second spud in of slim hole in Southern Jiaxian Block， based on the geological characteristics of the block， the difficulties and technical requirements of slim hole drilling was analyzed， the wellbore trajectory was finely designed， the bit， bottomhole assembly and drilling parameters were optimized， and the anti-sloughing pressure bearing drilling fluid system and composite lost circulation technology were built. Finally， key technologies were formed for optimal and fast drilling of slim hole in the block， and were applied in 75 wells. The study results show that the one-trip proportion during second spud in of applied wells has increased from 13.4% to 62.7%， the rate of penetration has been increased to 23.4 m/h， the completion period has been reduced to 17.65 d， and the single well leakage has been obviously reduced. The study conclusions provide technical support for continuous ROP improvement and cost reduction in optimal and fast drilling of slim holes.

tight gas slim hole; one trip; drilling fluid; sealing; Southern Jiaxian Block

0 引 言

佳縣南區(qū)致密砂巖氣藏位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部，主要含氣層段包括千5段、盒8段、山1段、山2段、太原組、本溪組，氣藏具有“三低”（低壓、低滲、低豐度）特征，平均單井產(chǎn)量較低，綜合效益不理想。為提高鉆井速度，采用二開小井眼井身結(jié)構(gòu)：?241.3 mm鉆頭（?193.7 mm表層套管）+ ?165.1 mm鉆頭（?114.3 mm生產(chǎn)套管），機械鉆速同比常規(guī)井眼提高56.1%，節(jié)省鉆井費用25%～40%，具有一定的降本增效優(yōu)勢。但對照“三低”致密氣藏效益開發(fā)需求，仍需深挖鉆井提速提效潛力，以進一步縮減鉆井成本，促進氣藏效益開發(fā)^［1-2］。針對類似問題，蘇里格氣田、勝利油田、長慶油田等油氣田以實現(xiàn)二開一趟鉆為目的，從自身地質(zhì)特征與鉆井難點出發(fā)進行了鉆頭選型、鉆具組合優(yōu)化、鉆井參數(shù)優(yōu)化等方面的研究，形成了針對不同區(qū)塊的小井眼優(yōu)快鉆井技術(shù)，并取得了較好的提速效果^［3-8］。

為此，筆者以提高佳縣南區(qū)小井眼二開一趟鉆比例為導(dǎo)向，基于佳縣南區(qū)地層特征，分析了小井眼鉆井難點及技術(shù)需求，在此基礎(chǔ)上進行了井眼軌道精細設(shè)計以及鉆頭、鉆具組合與鉆井參數(shù)等方面的優(yōu)化研究，并優(yōu)化構(gòu)建了防塌承壓鉆井液體系及復(fù)合堵漏技術(shù)，形成了適合該區(qū)塊的小井眼優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)場應(yīng)用大幅度提高了佳縣南區(qū)二開一趟鉆比例，取得了明顯的提速效果，達到了進一步提速降本的目的。

1 佳縣區(qū)塊小井眼鉆井難點及技術(shù)需求

佳縣南區(qū)上古生界地層以海陸過渡相－內(nèi)陸湖盆沉積為主，自下而上發(fā)育石炭系本溪組，二疊系太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組，三疊系劉家溝組、和尚溝組、紙坊組、延長組，侏羅系延安組地層。其中劉家溝組及以下地層成巖性好、研磨性強；劉家溝組、石千峰組承壓能力低；石千峰組、石盒子組發(fā)育大段砂泥巖互層，太原組、本溪組存在煤層。

采用小井眼鉆井主要存在以下技術(shù)難點和技術(shù)需求：

（1）劉家溝組礫巖發(fā)育，其以下地層可鉆性較差，一般在鉆穿劉家溝組后鉆頭磨損較嚴重，需更換鉆頭完成后續(xù)進尺，導(dǎo)致趟鉆次數(shù)增加。為提高單只鉆頭進尺，滿足一趟鉆條件，需要優(yōu)化強化PDC鉆頭的耐磨性和攻擊性^［5-12］。

（2）二開?165.1 mm小井眼采用?88.9 mm鉆桿鉆進，存在泵壓高、循環(huán)壓耗大、井底循環(huán)當量密度高、易壓漏低壓層、鉆具柔性大及易出現(xiàn)螺旋屈曲等問題。為實現(xiàn)二開一趟鉆鉆井提速，需要對鉆具組合和鉆井參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計^［9-15］。

（3）佳縣南區(qū)平均完鉆井深超過 2 500 m，二開小井眼裸眼段長度超過 2 000 m，鉆遇石千峰組、石盒子組砂泥巖互層與本溪組煤層時存在井壁失穩(wěn)風險；鉆遇劉家溝組、石千峰組低承壓地層時易發(fā)生漏失。為解決坍塌與漏失矛盾問題，要求鉆井液具備良好的抑制防塌與封堵承壓能力^［16-21］。

（4）劉家溝組、石千峰組低承壓地層易發(fā)生誘發(fā)性漏失，隨著裂縫延伸拓展，漏失發(fā)展更快，堵漏難度更大。需要進一步優(yōu)化防漏堵漏技術(shù)，以提高堵漏成功率^［22-25］。

2 致密氣小井眼鉆完井關(guān)鍵技術(shù)

2.1 井眼軌跡精確設(shè)計

佳縣南區(qū)石千峰組以下地層在實鉆過程中穩(wěn)斜難度大，為控制井眼軌跡須反復(fù)定向，直接影響了鉆井速度。通過統(tǒng)計分析前期鉆井井史、測井資料及地質(zhì)資料，石千峰組以下地層呈現(xiàn)明顯降斜趨勢，自然降斜率每30 m為0.1°～1.5°（見表1）。

順應(yīng)地層自然降斜特點，以“淺層造斜、小井斜角、自然微降”為原則，優(yōu)化采用以“直-增-穩(wěn)-降”四段制為主的井身剖面，減少軌跡控制、提高鉆井速度。結(jié)合井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，一開表層套管進入延長組穩(wěn)定地層，井深400～500 m，一開地層疏松不定向。二開淺造斜，優(yōu)化造斜點至430～530 m，縮短上部易斜段長度，減少二開進尺，同時降低平臺叢式井組實施批鉆的防碰壓力；控制造斜段造斜率每30 m小于2.5°，最大井斜在40°以內(nèi)；劉家溝組、石千峰組等低壓易漏地層設(shè)計為穩(wěn)斜鉆進；石千峰組以下設(shè)計為自然微降，控制降斜率每30 m小于1.5°、入靶井斜小于25°，減小井斜控制幅度，為降低定向鉆進比例、實現(xiàn)鉆井提速創(chuàng)造條件。

2.2 一趟鉆鉆井提速技術(shù)研究

2.2.1 鉆頭優(yōu)化

根據(jù)實鉆巖心室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，劉家溝組及以下地層可鉆性級值為4.5～6.7、研磨性指數(shù)為15～24、硬度為600～1 200 MPa、塑性系數(shù)為1.46～1.89（見表2），屬于低塑性、中等可鉆性、中-中硬、中等研磨性地層。

為滿足二開劉家溝組以上中軟地層及其以下中-中硬地層一趟鉆鉆井提速要求，需要進一步增強鉆頭在中-中硬地層的攻擊性、抗研磨性能，提高鉆頭破巖效率，縮短二開純鉆時間。研究主要對鉆頭的冠部形狀、布齒密度、切削齒尺寸和后傾角等方面進行優(yōu)化改進。

（1）選擇5刀翼（3個主刀翼、2個副刀翼）鉆頭，冠部形狀采用中錐形剖面、中短拋物線設(shè)計。一定深度的內(nèi)錐可起到穩(wěn)定鉆頭的作用，減輕鉆頭的橫向振動，延長鉆頭工作壽命；中短拋物線設(shè)計不僅可提升鉆頭在中硬地層的攻擊性，還可增加鉆頭冠部保徑部位的有效長度，增強鉆頭抗研磨性能，并確保定向時工具面穩(wěn)定。

（2）采用中等布齒密度，切削齒設(shè)計為雙重保護切削結(jié)構(gòu)，主切削齒數(shù)量為15片，選用16 mm優(yōu)質(zhì)復(fù)合片，后傾角沿鉆頭中心向外逐漸由12°增加到16°，保證鉆頭對地層具有較好的吃入能力（見圖1），獲得較高的破巖效率；輔助切削齒選用13 mm優(yōu)質(zhì)復(fù)合片，參與切削巖石的同時分擔冠部切削齒的鉆壓，減小冠部切削齒的損壞概率，延長鉆頭使用壽命。

（3）采用主動保徑結(jié)構(gòu)和被動保徑結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計方案（見圖2），主動保徑圓齒可增大側(cè)向攻擊力、增強鉆頭抗研磨性能，被動保徑齒可提高鉆頭工作穩(wěn)定性。

2.2.2 鉆具組合優(yōu)化

佳縣南區(qū)二開裸眼段長超過 2 000 m，其中穩(wěn)斜段長達到1 300～1 800 m。充分考慮地層自然降斜規(guī)律及一趟鉆完成二開進尺要求，根據(jù)現(xiàn)場鉆具組合應(yīng)用效果分析，在前期“四合一”鉆具組合的基礎(chǔ)上，優(yōu)選了鉆桿尺寸、扶正器尺寸、短鉆鋌長度及螺桿鉆具，以進一步增強穩(wěn)斜效果，降低滑動鉆進比例，提高機械鉆速。具體采取了如下優(yōu)化方法。

（1）根據(jù)佳縣南區(qū)地層特點，結(jié)合鉆具力學(xué)特性，優(yōu)選?101.6 mm鉆具代替?88.9 mm鉆桿，以提供更大的抗拉與抗扭能力，在處理井下復(fù)雜情況與鉆進時也更加安全。

（2）扶正器尺寸對鉆具組合的穩(wěn)斜能力具有重要影響^［9-14］。結(jié)合實踐分析，螺桿扶正器外徑選用148.0 mm，第二扶正器外徑選用161.0 mm，使近鉆頭螺桿扶正器尺寸略小于第二扶正器，更有利于在小井斜條件下的穩(wěn)斜控制。

（3）隨著短鉆鋌長度的增加，鉆頭側(cè)向力由負值變?yōu)檎登抑饾u增大，當短鉆鋌長度為3 m時，鉆頭側(cè)向力為0，穩(wěn)斜作用更好^［9-14］。短鉆鋌長度對鉆頭側(cè)向力、井斜趨勢角的影響如圖3所示。因此選擇短鉆鋌長度為3 m，有利于二開長穩(wěn)斜段的鉆進。

（4）一趟鉆完成二開進尺要求螺桿的使用壽命達到200 h以上。為了進一步增強螺桿鉆具的穩(wěn)定性，延長其使用壽命，提供更大扭矩與轉(zhuǎn)速，應(yīng)優(yōu)化螺桿鉆具選型。針對影響螺桿鉆具使用壽命的關(guān)鍵部位，選用聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）滑動止推軸承以提高軸向承壓能力，選用高硬度低磨耗橡膠等壁厚定子橡膠注膠工藝，以延長螺桿鉆具整機壽命；以提高鉆具剛性強度、確保安全性為原則，采用螺桿外徑135.0 mm；針對劉家溝組及以下地層中-中硬可鉆性級別，選擇馬達頭數(shù) 78，級別5.0級，以獲得大扭矩、較高轉(zhuǎn)速與較低壓耗；優(yōu)選1.25°單彎螺桿，可在滿足上部小井斜定向的同時，提高自然降斜地層的穩(wěn)斜效果，降低滑動鉆進比例，提高鉆井效率。

優(yōu)化設(shè)計二開“四合一”鉆具組合為：?165.1 mm鉆頭＋?135.0 mm螺桿（1.25°、自帶?148.0 mm扶正器）＋鉆具止回閥＋?127.0 mm短鉆鋌（3.0 m）＋?161.0 mm扶正器＋?127.0 mm定向接頭＋?127.0 mm無磁鉆鋌＋?127.0 mm鉆鋌12根+變扣接頭＋?101.6 mm加重鉆桿18根＋?101.6 mm鉆桿。

2.2.3 鉆井參數(shù)優(yōu)化

鉆井參數(shù)優(yōu)化是保證鉆井安全和提高鉆井速度的重要手段， 主要參數(shù)包括鉆壓、 轉(zhuǎn)速和鉆井泵排量。高鉆壓提高鉆頭切入巖石深度，高轉(zhuǎn)速使鉆頭破巖更快，大排量形成的水力沖擊對井底巖石產(chǎn)生沖蝕和水楔作用，可提高破巖效率，且有利于提高攜巖效率。因此，在一定范圍內(nèi)采用高鉆壓、高轉(zhuǎn)速、大排量激進化鉆井參數(shù)，有利于實現(xiàn)機械鉆速最大化^［9-15］。但對于小井眼，鉆桿直徑小，強度低，環(huán)空間隙小，壓耗高，單純追求激進式鉆井，易導(dǎo)致鉆具損壞、井漏等復(fù)雜事故。為此，結(jié)合佳縣南區(qū)前期鉆井實踐經(jīng)驗，進一步對小井眼鉆井參數(shù)進行如下優(yōu)化。

（1）在?165.1 mm小井眼中采用?101.6 mm鉆桿，若鉆壓過大，會導(dǎo)致鉆柱發(fā)生螺旋屈曲變形，影響井下安全。臨界屈曲載荷計算公式為：

F_psd=2βEIq_msin αrn1+n（1）

式中：F_psd為管柱臨界屈曲載荷，N；β為無量綱參數(shù)，正弦屈曲時取值為1， 螺旋屈曲時取值為2；E為彈性模量，Pa；I為鉆桿截面慣性矩，m⁴；EI為鉆桿抗彎剛度，N·m²；q_m為有效線重力，N/ m；α為井斜角，（°）；r為環(huán)空間隙，m；n為屈曲后鉆柱與井壁的接觸點數(shù)。

根據(jù)式（1），鉆桿發(fā)生正弦屈曲時的臨界載荷為：

F_sin=2EIq_msin αr（2）

根據(jù)式（1），當鉆桿發(fā)生完全螺旋屈曲時，n等于無限大；當鉆桿發(fā)生臨界螺旋屈曲時，n等于3。取兩者的平均值作為鉆桿發(fā)生螺旋屈曲的臨界值，于是有：

F_psd=22EIq_msinαr×0.875=2.475EIq_msin αr（3）

根據(jù)式（2）和式（3），計算?101.6 mm鉆桿在?165.1 mm井眼中不同井斜角條件下發(fā)生正弦屈曲與螺旋屈曲的臨界載荷，從而明確不同鉆壓條件下的屈曲狀態(tài)，結(jié)果如圖4和圖5所示。根據(jù)圖5，為避免鉆桿發(fā)生螺旋屈曲，二開井段優(yōu)選鉆壓為80～120 kN。

（2）轉(zhuǎn)速對鉆具振動、井眼清潔和機械鉆速均具有較大影響， 頂驅(qū)轉(zhuǎn)速過高會導(dǎo)致鉆具振動劇烈， 鉆頭磨損加?。划旐旘?qū)轉(zhuǎn)速較小時， 會導(dǎo)致機械鉆速降低， 井眼清潔差及排量增加。二開井段以減輕井下振動、提高鉆頭行程鉆速為目標， 并保證鉆頭具有足夠的破巖扭矩，基于前期鉆井指標與參數(shù)分析，優(yōu)選頂驅(qū)轉(zhuǎn)速60～80 r/min。

（3）排量過低將減弱井眼凈化與水力沖擊效果，而排量過高不利于防漏，尤其小井眼井環(huán)空間隙小、壓耗高，井底循環(huán)當量密度高，對于劉家溝組、石千峰組、石盒子組等低承壓地層，井漏風險增加。綜合考量井眼凈化與防漏要求，進一步優(yōu)化小井眼鉆進時的最佳排量范圍。

通過數(shù)值模擬，對于?165.1 mm井眼，實現(xiàn)井眼清潔效果所需的最小排量為12 L/s。根據(jù)佳縣南區(qū)前期鉆井漏失資料統(tǒng)計分析，在鉆進劉家溝組、石千峰組及石盒子組時，當泵排量分別大于26、22及24 L/s時，漏失井比例升高，基于鉆井液性能參數(shù)計算得到在井底循環(huán)當量密度分別為1.346、1.345及1.348 g/cm³時，達到了地層漏失壓力。由此確定鉆進劉家溝組、石千峰組及石盒子組的最大安全排量分別為26、22及24 L/s，具體如表3所示。

由表3可知，井底當量循環(huán)密度在1.266～1.348 g/cm³之間。綜上所述，優(yōu)化確定了適合于佳縣南區(qū)二開?165.1 mm井眼安全優(yōu)快鉆井的激進式鉆井參數(shù)，如表4所示。

2.3 防塌承壓鉆井液體系優(yōu)化

佳縣南區(qū)二疊系石千峰組、石盒子組地層巖性以泥巖為主，泥巖黏土礦物總量為35%～52%，其中伊蒙混層、伊利石含量占35%～62%，易發(fā)生水化分散，不僅造成井壁不規(guī)則影響電測成功率，而且進一步導(dǎo)致剝落掉塊引起卡鉆現(xiàn)象；三疊系劉家溝組與二疊系石千峰組、石盒子組地層壓力系數(shù)低，承壓能力弱，誘導(dǎo)性漏失風險高；同時致密砂巖氣層孔喉細小，毛細管效應(yīng)明顯，若鉆井液封堵性不強，液相侵入儲層深處，易導(dǎo)致儲層水鎖傷害，影響單井產(chǎn)量。因此，要求鉆井液具有良好的抑制性與封堵造壁性能，以實現(xiàn)泥巖地層井壁穩(wěn)定、弱承壓地層封堵承壓與致密氣層保護三重目的。

綜合考慮佳縣南區(qū)“三低”地質(zhì)特征、鉆井難點與經(jīng)濟效益，以聚合物鉆井液（清水+3.0%～5.0%膨潤土+0.1%NaOH+0.2%～0.4%KPAM +0.2%～0.5%PAC-LV）為基礎(chǔ)配方，研選復(fù)合抑制劑JDRF-Ⅱ、微納米防塌封堵劑JDFD與天然高分子降濾失劑NAT20，進一步優(yōu)化形成適合于佳縣南區(qū)二開小井眼的防塌承壓鉆井液體系。配方如下：清水+3.0%～5.0%膨潤土+0.1%NaOH+0.2%～0.4%KPAM+0.2%～0.5%PAC-LV+2.0%～3.0%天然高分子降濾失劑NAT20+ 3.0%～5.0%復(fù)合抑制劑JDRF-Ⅱ+3.0%～4.0%微納米防塌封堵劑JDFD+2.0%～3.0%超細碳酸鈣。該鉆井液體系中壓濾失量為1.7 mL，對于清水回收率為4.6%的泥巖，鉆井液一次、二次滾動回收率分別達到92.3%和74.6%，濾失性能與抑制性能優(yōu)良，能夠顯著降低泥巖水化分散，有效解決掉塊卡鉆問題。利用動態(tài)封堵巖心驅(qū)替模擬試驗裝置，在巖心端面進行鉆井液加壓循環(huán)模擬動態(tài)封堵，采用水相正向驅(qū)替模擬評價泥餅承壓能力，試驗結(jié)果見表5。由表5可以看出，該鉆井液體系對不同滲透率的巖心均具有較好的封堵作用，封堵后巖心的滲透率接近0，對高、中、低滲巖心封堵承壓能力分別可達到5、8及13 MPa，封堵承壓效果顯著，能夠明顯降低漏失發(fā)生率，同時有利于保護致密氣層。

2.4 復(fù)合堵漏技術(shù)優(yōu)化

佳縣南區(qū)劉家溝組、石千峰組、石盒子組地層壓力系數(shù)分別為0.54～0.95、0.34～0.41、0.37～1.08，砂泥交錯，交界面穩(wěn)定性差，并發(fā)育垂直裂縫和大量微裂縫，垂直裂縫寬度0.5～1.5 mm，微裂縫寬度10～150 μm，易發(fā)生誘導(dǎo)性井漏；同時地層巖石（石英）等脆性礦物總量占比達73.3%，屬于脆性地層，裂縫易延伸擴展，漏失發(fā)展快，堵漏難度大。現(xiàn)場鉆井過程中漏失表現(xiàn)為初始漏失速度為5～10 m³/h，很快即增大到 20～40 m³/h，甚至失返，橋接堵漏一次性成功率低，復(fù)漏率高。

根據(jù)佳縣南區(qū)漏失原因與漏失特點，總結(jié)現(xiàn)場堵漏經(jīng)驗，為提高堵漏成功率，優(yōu)化形成綜合隨鉆堵漏、鉆井液擠封堵漏與擠水泥堵漏為一體的復(fù)合堵漏技術(shù)。其作用機理是：先將含有顆粒狀、長短纖維狀等剛性堵漏材料與膨脹類堵漏劑的高黏度橋堵漿泵入漏層，使其在漏失通道內(nèi)通過架橋填充與緊密壓實形成穩(wěn)定堵漏段塞，減少漏失通道，降低漏速的同時，作為水泥漿的有效滯流體，防止水泥漿沿漏失通道流走；之后水泥漿進入漏層后，在壓差作用下擠入和充滿堵漏段塞的微小孔道，凝固后進一步增強堵漏段塞的承壓能力，以此提高漏失層的抗壓、抗張強度，進而達到提高堵漏成功率的目的。

2.4.1 隨鉆堵漏

對于漏失速度為5～10 m³/h的井漏，隨鉆時在鉆井液中加入2.0%～3.0%HD-2（混合封堵劑）、2.0%～3.0%惰性纖維堵漏劑或4.0%～5.0%鋸末、1.0%～1.5%DF-A（單向壓力封堵劑），可進行循環(huán)堵漏，以提高地層承壓能力，降低漏失速度，防止漏失加劇。

2.4.2 鉆井液擠封堵漏

當漏失速度達到10～30 m³/h 時，立即停止鉆進，起出鉆具下入光鉆桿至漏層位置以上30～40 m，采取鉆井液擠封堵漏措施。其施工要點為：①配堵漏漿20～40 m³，基漿密度為1.05～1.08 g/cm³，漏斗黏度為 55～65 s，pH值為8～9，依次加入5.0%～6.0%石灰石粉、4.0%～5.0%果殼（粒徑為0.45～4.00 mm）、4.0%～6.0%DF-A（單向壓力封堵劑）、5.0%～8.0%HD-2（混合封堵劑）、2.0%～3.0%惰性纖維堵漏劑和8.0%～10.0%CQGL（膨脹型堵漏劑）；②堵漏漿替出鉆桿4～6 m³，關(guān)井低排量擠封，擠入量為15～30 m³，穩(wěn)壓30 min以上，停泵后保持穩(wěn)壓，效果較好；③必要時通過2～3次擠封堵漏或加大堵漏劑注入量來提高堵漏成功率，恢復(fù)鉆進時，鉆井液中混入10%左右的綜合堵漏劑。

2.4.3 擠水泥堵漏

當漏速大于20 m³/h，采用鉆井液擠封堵漏進行反復(fù)堵漏后仍然不能解決井漏時，采用觸變性水泥進行封固。施工要點為：①水泥漿為在G級水泥中添加5.0%～7.0%降失水劑與0.2%～0.5%堵漏纖維，稠化時間控制在150～160 min 之間，濾失量小于200 mL；②下入光鉆桿至漏層位置以上30～50 m，嚴禁將鉆具下到漏層以下進行水泥堵漏，注入水泥漿堵漏劑后關(guān)井，以排量1 m³/min正推5 m³鉆井液、反擠3 m³鉆井液；③將鉆具提離至水泥漿面以上安全位置，循環(huán)至少1周；④將鉆具起至表層套管，根據(jù)井況采用靜止候凝或關(guān)井蹩壓候凝，候凝時間應(yīng)參照水泥漿試驗結(jié)果確定。

3 現(xiàn)場應(yīng)用與效果分析

將佳縣南區(qū)小井眼優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用了75口井，平均井深2 514 m，機械鉆速提高至23.4 m/h，完井周期由23.56 d縮短至17.65 d，有47口井實現(xiàn)了1只鉆頭、1根螺桿鉆完二開進尺，一趟鉆比例由13.4%提高至62.7%；其中在佳48-4C6井首創(chuàng)佳縣南區(qū)單井完井周期9.25 d最短紀錄，在佳34-4平臺8口井實現(xiàn)二開一趟鉆，平均完井周期12.21 d，平均機械鉆速27.80 m/h（見表6），刷新了佳縣南區(qū)叢式井組平臺鉆井速度最快指標，提速效果顯著，充分體現(xiàn)了一趟鉆鉆井提速的技術(shù)優(yōu)勢。

75口應(yīng)用井均未出現(xiàn)掉塊、卡鉆等井下復(fù)雜情況，平均井徑擴大率9.4%，完井電測一次性成功率97.3%；僅4口井在石千峰組發(fā)生井漏，平均單井漏失量72.6 m³，平均單井損失時間31.5 h，漏失井比例較應(yīng)用前降低了5.4%，單井漏失量減少了53.4 m³，損失時間縮短了41.9%。

4 結(jié)論及建議

（1）針對佳縣南區(qū)塊小井眼鉆井存在的技術(shù)難點，開展了井眼軌跡精細設(shè)計、PDC 鉆頭設(shè)計優(yōu)化、螺桿鉆具優(yōu)選改進、鉆具組合優(yōu)化、防塌承壓鉆井液體系及復(fù)合堵漏技術(shù)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)研究，形成了佳縣南區(qū)塊小井眼優(yōu)快鉆井關(guān)鍵技術(shù)。

（2）經(jīng)過鉆頭和螺桿設(shè)計優(yōu)化，同時配合合理的鉆具組合和激進化鉆井參數(shù)，二開一趟鉆比例提高至62.7%，平均鉆完井周期顯著縮短，提速效果明顯，充分體現(xiàn)了一趟鉆鉆井提速的技術(shù)優(yōu)勢。

（3）75口應(yīng)用井均未出現(xiàn)掉塊、卡鉆等井下復(fù)雜情況；漏失井占比明顯降低，平均單井漏失量與損失時間顯著減少，表明防塌承壓鉆井液體系及復(fù)合堵漏技術(shù)有效解決了佳縣南區(qū)因鉆井復(fù)雜事故引發(fā)的問題，提高了鉆井時效。

（4）針對致密氣藏”三低”特點，建議深化開展鉆頭、螺桿、鉆具組合與鉆井參數(shù)匹配性優(yōu)化研究，繼續(xù)完善防漏堵漏技術(shù)，進一步提高機械鉆速，避免出現(xiàn)復(fù)雜井漏，從而更好地滿足小井眼一趟鉆鉆井提速要求，助推該區(qū)塊致密氣的效益開發(fā)。

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第一作者簡介：吳曉紅，高級工程師，生于1982年，2007年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣井工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事鉆井液與鉆井工藝技術(shù)研究工作。地址：（063004）河北省唐山市。電話：（0315）8768040。email：wuxiaohong19820202@163.com。