甘祥永

摘 要：鳳參1井位于貴州頁巖氣公司部署在揚(yáng)子準(zhǔn)地臺黔北臺地隆起遵義斷凸鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)蜂巖背斜北東翼，完鉆井深2585m，是一口三開結(jié)構(gòu)頁巖氣參數(shù)井。該井是該區(qū)塊第一口頁巖氣參數(shù)井，勘查區(qū)內(nèi)無鉆井資料，施工中清虛洞組以上地層漏層多、漏失嚴(yán)重；下部地層碳質(zhì)泥巖、泥頁巖易吸水膨脹造成井壁垮塌，沒有成熟的鉆頭選型等一系列難題，在實(shí)鉆中針對遇到的各種難題，制定技術(shù)對策，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，運(yùn)用雙驅(qū)鉆井，鐘擺鉆具組合，保證了井身質(zhì)量；施工中積極使用四級固控設(shè)備，優(yōu)選鉆井液抑制劑、防塌劑有效抑制了泥頁巖水化膨脹，保證鉆井液性能穩(wěn)定，減少了井下復(fù)雜；優(yōu)選鉆頭及鉆具組合，優(yōu)化鉆井參數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行取心技術(shù)操作規(guī)程，保證了全井施工順利。

關(guān)鍵詞：鳳參1井；井漏；鉆頭優(yōu)選；防斜打直；貴州頁巖氣

1 概述

鳳參1井是貴州頁巖氣公司部署在揚(yáng)子準(zhǔn)地臺黔北臺地隆起遵義斷凸鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)蜂巖背斜北東翼一口頁巖氣參數(shù)井，位于貴州省遵義市鳳岡縣黨灣鄉(xiāng)劉家寨村，目的層寒武系牛蹄塘組，鉆穿牛蹄塘組進(jìn)入燈影組38m完鉆，完鉆井深2585m。本井鉆井周期82.25天，建井周期88.13天，平均機(jī)械鉆速4.21m/h。

2 技術(shù)難點(diǎn)

①鳳參1井是該區(qū)塊施工的第一口頁巖氣參數(shù)井，勘查區(qū)內(nèi)無鉆井資料，不可預(yù)見情況較多，施工風(fēng)險(xiǎn)大。②清虛洞組以上地層以白云巖以及白云質(zhì)灰?guī)r、泥巖等巖性為主，地層膠結(jié)疏松，漏層多，漏失嚴(yán)重，鉆井液消耗量大，小排量鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速較低。③為了滿足地質(zhì)錄井需要，三開段全部用牙輪鉆頭鉆進(jìn)，起下鉆次數(shù)較多，制約了鉆進(jìn)速度，延長了鉆井周期。④寒武系明心寺組、牛蹄塘組含有碳質(zhì)泥巖、泥頁巖，地層不穩(wěn)定，易水化膨脹發(fā)生井壁失穩(wěn)，造成坍塌。

3 主要工藝技術(shù)

3.1 井身質(zhì)量控制 一開、二開主要采用鐘擺鉆具組合和PDC+螺桿配合減震器鉆具組合，嚴(yán)格執(zhí)行定點(diǎn)測斜措施，井斜有較大增斜趨勢時(shí)及時(shí)調(diào)整鉆井參數(shù)，并加密測量，每次起鉆投測多點(diǎn)；三開地層傾角較大，采用單彎螺桿復(fù)合鉆進(jìn)，井斜有超標(biāo)趨勢及時(shí)隨鉆調(diào)整，全井段井身質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 鉆頭優(yōu)選 ①一開Ф444.5mm井眼，使用一只ST517GK牙輪鉆頭，一只KS1662SGAR PDC鉆頭，由于該勘查區(qū)無鉆井資料參考，只能實(shí)鉆過程中不斷總結(jié)試驗(yàn)，通過對實(shí)鉆巖屑分析研究，結(jié)合設(shè)計(jì)提供巖性預(yù)測，牙輪鉆頭鉆進(jìn)至149m后，換為PDC鉆頭，PDC鉆頭機(jī)械鉆速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于牙輪鉆頭。②二開井段共使用Ф311.15mm鉆頭8只、Ф215.9mm鉆頭1只（鉆電測口袋）。PDC鉆頭機(jī)械鉆速高于牙輪鉆頭，上部1000m以上地層DM664H鉆頭使用效果理想，進(jìn)入高臺石冷水組后（1000m以下）優(yōu)選HS6133SBGH使用效果較好。③三開地質(zhì)錄井需要，使用牙輪鉆頭鉆進(jìn)，平均機(jī)械鉆速3.52m，選型合理；一只MD517X高速牙輪鉆頭用于糾斜，主要是滑動(dòng)鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速較低；兩只取心鉆頭平均機(jī)械鉆速相差較大，GC315使用理想。本井段使用牙輪鉆頭6只，取芯鉆頭2只。

3.3 取芯技術(shù) 本井取心進(jìn)尺171.00m，共取心11次，巖心長度171.00m，取心收獲率100%。

3.3.1 鉆具組合。Φ215.9mm取心鉆頭+川7-4取心工具+Φ158.8mm鉆鋌×6根 +Φ127mm加重鉆桿×18根+Φ127mm鉆桿。

3.3.2 取心技術(shù)參數(shù)。排量20～25 L/S，轉(zhuǎn)速50～60 r/min，鉆壓10-60kN。

3.3.3 取心技術(shù)措施。①嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)、工程設(shè)計(jì)，與甲方、地質(zhì)人員做好溝通，卡好取心層位和井段。加強(qiáng)取心各項(xiàng)技術(shù)措施，保證取心質(zhì)量。②取心前檢查取心工具，確保靈活好用。所有鉆具與接頭水眼必須經(jīng)過專門檢查，保證暢通無阻。③取心前調(diào)整好鉆井液性能，充分循環(huán)干凈井眼，進(jìn)行短程起下鉆作業(yè)，確認(rèn)液柱壓力能夠平衡地層壓力。井眼不暢通、井底不干凈或沒有壓穩(wěn)顯示層不允許進(jìn)行取心作業(yè)。出現(xiàn)掉塊的井需要適當(dāng)提高鉆井液粘切或用稠鉆井液清洗井眼。④簡化取心鉆具組合，減少鉆鋌數(shù)量，適當(dāng)增加加重鉆桿數(shù)量，能夠滿足取心所需鉆壓即可；若有條件時(shí)可在鉆鋌上部加隨鉆震擊器。⑤將取心工具在地面裝好，而后平穩(wěn)上鉆臺，防止碰壞鉆頭與工具。無臺肩的光桿外筒與接頭坐井口時(shí)（包括起下鉆）必須使用安全卡瓦。⑥出筒完畢，及時(shí)保養(yǎng)巖心筒，并戴好護(hù)絲。

4 鉆井液技術(shù)

鳳參1井金頂山組以上地層碎屑灰?guī)r、白云巖和粉砂巖互層膠結(jié)疏松，分散度高、對流體沖蝕敏感，地層承壓能力差，漏失段長；明心寺組下部、牛蹄塘組灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖水敏性強(qiáng)，極易吸水膨脹剝落坍塌，造成井壁垮塌。施工中一開、二開漏失井段主要采用膨潤土漿加入適量隨鉆堵漏劑，采取邊漏邊鉆方式穿過漏層；三開采用高效能無固相聚合物鉆井液體系，進(jìn)入明心寺組前，鉆井液中加入足量的防塌劑、抑制劑以及降慮失劑，后期加強(qiáng)維護(hù)，保證泥巖段井壁穩(wěn)定， 三開施工順利，電測一次成功。

5 井漏處理

一開、二開長井段漏失，均采取降低排量，邊漏邊鉆的技術(shù)措施，機(jī)械鉆速受到一定影響，施工過程中出現(xiàn)水供應(yīng)不足等現(xiàn)象，鉆進(jìn)過程中加強(qiáng)井下情況判斷，一旦發(fā)現(xiàn)摩阻、扭矩異常，及時(shí)采取措施，停鉆循環(huán)或者打入高粘切鉆井液充分循環(huán)。該井施工邊漏邊鉆井段共1305m，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

6 結(jié)論與建議

①該區(qū)塊清虛洞組以上地層漏失井段長，地層相對穩(wěn)定，適當(dāng)降低排量，采取邊漏邊鉆工藝可以縮短建井周期。②采用PDC+螺桿雙驅(qū)復(fù)合鉆井，井身質(zhì)量控制較好且機(jī)械鉆速明顯高于牙輪鉆頭。③三開使用牙輪鉆頭平均機(jī)械鉆速較低，建議嘗試使用微取心PDC鉆頭，進(jìn)一步提高鉆井速度。④三開金頂山組以下地層傾角較大，井斜控制難度大，必須加密測斜，及時(shí)采取措施，保證井身質(zhì)量。⑤明心寺組、牛蹄塘組含有碳質(zhì)泥巖、泥頁巖水敏性強(qiáng)，極易吸水膨脹剝落坍塌，造成井壁垮塌，施工中對鉆井液抑制性、防塌性能要求較高。