林強(qiáng)LIN Qiang；王云華WANG Yun-hua；李偉LI Wei

（①克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，獨(dú)山子 833600；②西部鉆探青海鉆井公司，海西州 816400；③長慶油田分公司第七采油廠，西安 710200）

（①Karamay Vocational &Technical College，Dushanzi 833600，China；②Western Drilling Qinghai Drilling Company，Haixizhou 816400，China；③Changqing Oilfield Branch No.7 Production Plant，Xi'an 710200，China）

1 井口設(shè)備

氮?dú)馇菲胶忏@井需要專門的井控設(shè)備和循環(huán)設(shè)備，建立正常的循環(huán)，及時(shí)排除巖屑、控制井口壓力、旋轉(zhuǎn)分流、以及流體處理等多項(xiàng)功能，以保證安全、高效、快速鉆井。主要設(shè)備有：井控設(shè)備、供氮?dú)庀到y(tǒng)、內(nèi)防噴設(shè)備、地面管匯及附屬設(shè)備等設(shè)備。

2 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

我們針對氮?dú)忏@井問題，不難看出欠平衡的井段主要是在油氣層段，因此我們需要從以下三個(gè)方面對井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，一是要充分保證氣體鉆井施工安全，為了能夠安全鉆井，就需要將技術(shù)套管下至油層頂部；二是氣體鉆井成本問題；三是后期油氣開采的安全問題，一般氮?dú)忏@井不采用固完井，因此我們在進(jìn)行鉆井的時(shí)候需要避開水層，這樣能夠降低鉆穿水層的危險(xiǎn)。因此，在實(shí)施氮?dú)忏@井時(shí)采用二層套管的井身結(jié)構(gòu)，即φ177.8mm 的技套下至油氣層頂部，然后用φ152.4mm 的鉆頭三開進(jìn)行氣體鉆井，鉆至設(shè)計(jì)后就根據(jù)現(xiàn)場出油的情況及鄰井儲(chǔ)層底水分布情況，在繼續(xù)加深或者提前完井。

3 充氮?dú)忏@井注入?yún)?shù)和鉆井參數(shù)優(yōu)化

主要考慮攜帶巖屑要求。因此就需要我們在鉆井過程中對鉆井參數(shù)和注入?yún)?shù)進(jìn)行優(yōu)化，一方面滿足攜帶要求，另一方面也能對氮?dú)庾⑷肓窟M(jìn)行成本控制。目前，由于欠平衡鉆井注入的參數(shù)優(yōu)化和模擬方面的軟件已經(jīng)較為成熟，因此利用軟件進(jìn)行現(xiàn)場的鉆井模式，這樣得到的各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化也是最基本、最合理的方法。建議選用了HUBS 進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

4 油氣層充氮?dú)馇菲胶馔昃夹g(shù)

為了及時(shí)有效的保護(hù)油氣層，在無不壓井起下鉆裝置或套管閥的條件下為了避免鉆井全過程出現(xiàn)的欠平衡情況，就需要在起下井內(nèi)管串的時(shí)候使井筒內(nèi)的壓力與地層壓力平衡，使地層流體在作業(yè)過程中不再進(jìn)入井筒。在此我們用原油與凍膠封隔井筒技術(shù)。

4.1 凍膠閥完井原理 利用在鉆井自產(chǎn)原油不會(huì)對本井儲(chǔ)層造成污染的特點(diǎn)，采用該井自產(chǎn)原油平衡井底壓力后，在沒有不壓井起下鉆裝置和套管閥的條件下進(jìn)行起下鉆、下篩管和下油管等鉆井完井作業(yè)。省去不壓井起下鉆裝置或套管閥，達(dá)到降低氮?dú)忏@井成本的目的。

4.2 施工工藝 氮?dú)忏@井起下鉆或鉆完進(jìn)尺→起鉆至套管內(nèi)靜止觀察，等待原油上返至鉆頭處→注入凍膠100～200m→上提鉆具100→注入設(shè)計(jì)好的重漿→靜止觀察1 個(gè)作業(yè)周期→循環(huán)重漿2 周→起下鉆或下篩管等作業(yè)。為使施工安全，施工作業(yè)時(shí)，重漿頂部應(yīng)在井口處，以利于重漿循環(huán)。

5 現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析

5.1 施工概況 XX 井采用φ375mm 鉆頭常規(guī)鉆井一開，鉆至井深410m 下入φ273mm 表層套管固井。用φ241mm 鉆頭二開，鉆至井深2300m，下入φ177.8mm 技術(shù)套管使用低密高強(qiáng)水泥漿固井，水泥反至地面。隨后進(jìn)行了三開氮?dú)忏@井的設(shè)備到位、安裝、調(diào)試等，使用φ152.4mm鉆頭開始進(jìn)行三開氮?dú)馇菲胶忏@井試驗(yàn)，順利鉆至井深2460m，整個(gè)欠平衡段長160m。

自2300m 三開氮?dú)忏@進(jìn),鉆壓40KN，轉(zhuǎn)速65rpm，注氣排量50m3/min 左右，立壓4MPa。順利鉆至井深2310m排砂口返出天然氣，自動(dòng)點(diǎn)火成功，火焰呈藍(lán)色、橘紅色，火焰高達(dá)3.5m；繼續(xù)鉆進(jìn)至井深2360m,不壓井起鉆至井深2272m 進(jìn)行第一次環(huán)空中途測試。鉆至井深2375m 火焰頂部出現(xiàn)濃烈的黑煙，判斷地層出油；隨著井深增加火焰不斷增高，最高可達(dá)25-30m；鉆至井深2460m 完鉆。

5.2 完井情況 完井組合如下：油管串結(jié)構(gòu)：73mm 油管接頭（帶內(nèi)倒角）+73mm×1 根油管+單向定壓閥+73mm×1 根油管+至過短接+73mm 油管+懸掛頭，下深2298.06m。

懸掛頭坐封后，試壓8min,套壓1.8MPa,確定密封后拆卸油管頭以上井口裝置、安裝完采氣樹，接好氮?dú)廛嚬芫€進(jìn)行憋壓：壓力升至5.25MPa 時(shí)，憋通單向定壓閥，壓力降至3MPa 后穩(wěn)壓，油管頭出口管線火焰逐步出現(xiàn)較濃的黑煙。

6 結(jié)論及建議

①本井利用充氮?dú)馇菲胶忏@進(jìn)目的層，成功地實(shí)現(xiàn)了全過程氣體欠平衡鉆井及完井工藝技術(shù)，準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)現(xiàn)油氣層產(chǎn)能。為今后的開發(fā)部署提供準(zhǔn)確的依據(jù)；②三開φ152.4mm 井眼氮?dú)馇菲胶忏@井平均機(jī)械鉆速11.88m/h，是該井二開φ241mm 平均機(jī)械鉆速的7 倍以上。③在完井過程中，由于原油浸泡裸眼段時(shí)間較長，井壁出現(xiàn)部分坍塌，后期采用氣體循環(huán)劃眼，劃眼時(shí)間長，由于采用注入氮?dú)鈩澭?，成本耗費(fèi)大，如何解決地層出油后，縮短完井周期，將是下一步需解決的問題。

[1]陳方遠(yuǎn)等，稠油油藏氮?dú)馇菲胶忏@完井技術(shù)研究與應(yīng)用.鉆采工藝，2010，33(1).

[2]馬宗金.肖潤德.現(xiàn)代欠平衡鉆井技術(shù)[J].鉆采工藝,2000，23(3)：1-4.

[3]周英操.翟洪軍，等.欠平衡鉆井技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[4]孟英峰,練章華等.氣體鉆水平井的攜巖研究及在白淺111井的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2005.

[5]劉偉,李麗,胥宏圖.氮?dú)馇菲胶忏@井技術(shù)在定向深探井中的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2007(02).