夏家祥　楊昌學(xué)　王興忠

1.中石化西南石油工程有限公司 2. 中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院

夏家祥等.元壩氣田超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù).天然氣工業(yè)，2016， 36（9）: 90-95.

元壩氣田超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù)

夏家祥1楊昌學(xué)2王興忠2

1.中石化西南石油工程有限公司 2. 中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院

夏家祥等.元壩氣田超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù).天然氣工業(yè)，2016， 36（9）: 90-95.

四川盆地元壩氣田是近年來(lái)中石化發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型氣田，是繼普光氣田之后天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的又一個(gè)重點(diǎn)探區(qū)。元壩氣田超深酸性氣藏地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)層埋藏深，鉆遇地層復(fù)雜，特別是陸相深部地層，屬于高研磨性地層，機(jī)械鉆速慢，鉆井周期長(zhǎng)。為此，經(jīng)過(guò)多年的鉆井實(shí)踐和技術(shù)攻關(guān)，引進(jìn)新工具、新技術(shù)，研制專(zhuān)用鉆頭，優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)，形成了針對(duì)該氣藏的6項(xiàng)鉆完井關(guān)鍵技術(shù)：①保證提速、安全完井作業(yè)的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)；②陸相上部地層氣體鉆井、陸相深部高研磨地層鉆井提效技術(shù)體系；③氣液轉(zhuǎn)換、超深大斜度井及水平井潤(rùn)滑減阻、井壁穩(wěn)定控制及防酸性氣體污染技術(shù)等鉆井液配套技術(shù)；④氣體介質(zhì)條件下固井、深井長(zhǎng)封固段固井及超高壓小間隙固井技術(shù)系列；⑤完善了以測(cè)量?jī)x器、動(dòng)力鉆具優(yōu)選及鉆具組合設(shè)計(jì)等水平井井眼軌跡控制技術(shù)；⑥適合該氣藏襯管完井方式和完井管柱優(yōu)選技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表明，系列關(guān)鍵技術(shù)有效地解決了機(jī)械鉆速慢的難題，大幅度縮短了作業(yè)周期，實(shí)現(xiàn)了7 000 m井深水平井的提速提效的目標(biāo)。

四川盆地元壩氣田氣體鉆井鉆完井關(guān)鍵技術(shù)酸性氣藏超深機(jī)械鉆速提速提效

四川盆地元壩氣田超深酸性氣藏構(gòu)造位于川北坳陷與川中低緩構(gòu)造帶結(jié)合部，西北與九龍山背斜構(gòu)造帶相接，東北與通南巴構(gòu)造帶相鄰，南部與川中低緩構(gòu)造帶相連?？碧矫娣e3 251.48 km2［1］。區(qū)塊勘探工作始于20世紀(jì)50年代，截至目前先后經(jīng)歷了普查勘探、發(fā)現(xiàn)及成果擴(kuò)大、勘探開(kāi)發(fā)一體化及滾動(dòng)開(kāi)發(fā)3個(gè)階段。

作為川氣東送工程資源接替的重要陣地，該氣田已成為中國(guó)石油化工股份有限公司繼普光氣田之后天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的又一個(gè)重點(diǎn)探區(qū)。已有多口井在海相二疊系長(zhǎng)興組、吳家坪組獲得工業(yè)產(chǎn)能，天然氣最高無(wú)阻流量達(dá)到751×104m3/d［2］。目前長(zhǎng)興組氣藏已獲天然氣三級(jí)儲(chǔ)量超過(guò)4 000×108m3，累計(jì)提交探明儲(chǔ)量約1 935.2×108m3。

1　超深酸性氣藏鉆完井難點(diǎn)

元壩氣田超深酸性酸性氣藏地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)層埋藏深，垂深為6 500～7 100 m，完鉆井深介于7 500～8 000 m，其中白堊系—上三疊統(tǒng)為陸相沉積、沉積巖性以砂、泥巖為主，陸相地層總厚度為4 900 m左右；中三疊統(tǒng)及以下沉積地層為海相沉積，巖性以碳酸鹽巖為主。

陸相侏羅系下沙溪廟組泥巖含量高，井眼穩(wěn)定性差，氣體鉆井井壁坍塌嚴(yán)重。下侏羅統(tǒng)自流井組的地層壓力高，井控風(fēng)險(xiǎn)大，該組珍珠沖段含大段礫石層，蹩跳鉆嚴(yán)重，鉆頭優(yōu)選難度大；上三疊統(tǒng)須家河組存在區(qū)域高壓，壓力系數(shù)1.85，石英砂巖含量高，軟硬地層交錯(cuò)，地層研磨性強(qiáng)、可鉆性差，可鉆性級(jí)值普遍在5～8級(jí)，屬于高硬度、高研磨性地層。該井段（下沙溪廟組、自流井組、須家河組）段長(zhǎng)2 000 m左右，約占總井深的三分之一，鉆井耗時(shí)占全井鉆井周期45%。下三疊統(tǒng)嘉陵江組含高壓鹽水層和鹽膏層，鉆井液密度2.1～2.2 g/cm3，長(zhǎng)興組溫度高，一般在150～170 ℃之間，H2S平均含量為5.32%，CO2含量達(dá)6.56%，地層壓力在70 MPa左右，測(cè)試無(wú)阻流量為200×104～750×104m3/d，屬典型的“三高一超”氣田，工程地質(zhì)特征總體可以概括為6個(gè)字“硬、塌、卡、漏、噴、毒”。以上工程地質(zhì)特征，導(dǎo)致元壩地區(qū)超深井鉆井周期超過(guò)500 d。通過(guò)近年來(lái)的鉆井實(shí)踐和技術(shù)攻關(guān)，綜合配套新工具、新技術(shù)，形成了元壩超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù)。

2　超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù)

2.1鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化前期，元壩地區(qū)深井主要采用四開(kāi)制，使用?406.4 mm鉆頭鉆至侏羅系上沙溪廟組頂部，井深2 000 m左右，下入?339.7 mm表層套管；使用?311.2 mm鉆頭鉆至須家河組頂部，下入?273.1 mm套管，下深4 550 m左右，?273.1 mm套管先懸掛、后回接；使用?241.3 mm鉆頭鉆至嘉一段頂部，井深6 500 m左右，下入?193.7 mm套管，先懸掛后回接到井口；四開(kāi)使用?165.1 mm鉆頭鉆至設(shè)計(jì)井深，井深7 100 m左右，下入?146.1 mm尾管。該井身結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省套管費(fèi)用，但不利于新技術(shù)應(yīng)用，在空氣鉆井鉆至井深3 300 m以后轉(zhuǎn)換常規(guī)鉆井液鉆井，井筒復(fù)雜情況多。

元壩地區(qū)超深井鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)主要依據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)、已完鉆井實(shí)鉆資料，結(jié)合新工具新工藝技術(shù)特點(diǎn)，優(yōu)選實(shí)施井段，體現(xiàn)“科學(xué)性、先進(jìn)性、針對(duì)性和經(jīng)濟(jì)性”原則，以滿(mǎn)足“發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層、油氣井的壽命、鉆井安全生產(chǎn)和油氣井的長(zhǎng)期效益”的目的。優(yōu)化了3個(gè)必封點(diǎn)：①第一個(gè)必封點(diǎn)是封隔淺層地下水，利于?444.5 mm井眼的空氣鉆井、建立井口，安裝防噴器；②第二個(gè)必封點(diǎn)是為滿(mǎn)足氣體鉆井提速，同時(shí)封隔上部易漏層和水層，為?314.1 mm井眼高壓地層鉆井提供井筒條件；③第三個(gè)必封點(diǎn)封中三疊統(tǒng)雷四段氣層以淺地層，防止采用高密度鉆井液［3］壓漏海相地層。

優(yōu)化出五開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)如圖1所示［4］：①表層套管（?508 mm）下深介于500～700 m，下深原則是封隔水層，為?444.5 mm井眼空氣鉆創(chuàng)造條件；②技術(shù)套管1（?339.7 mm或?346.1 mm）封隔上沙溪廟組底部低承壓層；③技術(shù)套管2（?273.1 mm）封隔陸相高壓層和雷口坡組四段氣層及以上層位，為四開(kāi)使用低密度鉆井液鉆開(kāi)海相地層創(chuàng)造條件；④油層套管（?193.7 mm）封隔嘉陵江組高壓鹽水層或其他復(fù)雜地層；⑤采用?127 mm襯管完井。優(yōu)化的井身結(jié)構(gòu)把適合氣體鉆井井段和鉆井液鉆井井段設(shè)計(jì)到不同的井眼段，實(shí)現(xiàn)氣體鉆井結(jié)束后及時(shí)下套管固井，避免轉(zhuǎn)換成鉆井液鉆井后，水基鉆井液長(zhǎng)期浸泡裸眼井壁而引起井下復(fù)雜問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)開(kāi)鉆到?444.5 mm井眼段鉆進(jìn)時(shí)間控制在45 d以?xún)?nèi)。

2.2提速鉆井技術(shù)

通過(guò)多年的鉆井提速提效攻關(guān)，元壩地區(qū)鉆井速度得到不斷提高，形成了系列提速提效技術(shù)體系。

圖1　五開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖［4］

圖2　扭力沖擊發(fā)生器照片

2.2.1陸相上部地層氣體鉆井技術(shù)

在元壩地區(qū)第四系至上沙溪廟組采用空氣、泡沫鉆井技術(shù)［5-6］。結(jié)合干法固井技術(shù)與氣轉(zhuǎn)液技術(shù)，大幅度提高上部長(zhǎng)裸眼大尺寸井眼段鉆井速度，縮短鉆井周期和中完周期。該技術(shù)在元壩地區(qū)上部陸相地層得到普遍應(yīng)用，機(jī)械鉆速介于18～22 m/h，是常規(guī)鉆井液鉆井的5～8倍。利用空氣錘鉆井技術(shù)，保證長(zhǎng)裸眼段防斜打直，提高井身質(zhì)量，同時(shí)獲得更高機(jī)械鉆速，目前空氣錘鉆井最高日進(jìn)尺660 m。

2.2.2陸相深部高研磨地層鉆井技術(shù)

元壩地區(qū)?314.1 mm井眼段鉆遇地層為下沙溪廟組、自流井組和須家河組，地層研磨性強(qiáng)，可鉆性差，鉆井周期長(zhǎng)，該井段長(zhǎng)度約占全井深度25%（井眼段長(zhǎng)度介于1 800～2 000 m），而鉆井時(shí)間卻占全井鉆井周期40%，是元壩超深井鉆井提速瓶頸井段。為了提速提效，先后應(yīng)用新工具、新技術(shù)，逐步形成與不同地層相適應(yīng)的提速技術(shù)。

2.2.2.1PDC+扭力沖擊器復(fù)合鉆井技術(shù)

扭力沖擊器如圖2所示，它將鉆井液的流體能量轉(zhuǎn)換成扭向的、高頻的、均勻穩(wěn)定的機(jī)械沖擊能量并直接傳遞給PDC鉆頭，使鉆頭和井底始終保持連續(xù)性。消除了井下鉆頭運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的一種或多種黏滑現(xiàn)象，使整個(gè)鉆柱的扭矩保持穩(wěn)定和平衡。YB102-3H井在?314.1 mm井眼用4趟鉆進(jìn)尺達(dá)896 m，平均機(jī)械鉆速3.42 m/h，單趟鉆最高進(jìn)尺516.46 m，行程鉆速比常規(guī)牙輪鉆頭鉆進(jìn)（1.04 m/h）提高228.85%。

2.2.2.2孕鑲鉆頭+高速動(dòng)力鉆具鉆井技術(shù)

自流井組珍珠沖段底部為礫石層，須家河組二段、一段主要巖性為灰色石英粉砂巖、細(xì)砂巖，石英含量高，膠結(jié)致密，研磨性極強(qiáng)。牙輪鉆頭在該地層使用時(shí)間短，進(jìn)尺少，磨損嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)高。PDC鉆頭不適應(yīng)該地層巖性，使用過(guò)程中易崩齒，失效快。孕鑲金剛石鉆頭（圖3）+渦輪復(fù)合鉆井［7］共在元壩地區(qū)酸性超深井?311.2 mm井眼應(yīng)用11口井，累計(jì)鉆進(jìn)進(jìn)尺6 837.08 m，平均機(jī)械鉆速1.51 m/h，同比牙輪鉆頭常規(guī)鉆井機(jī)械鉆速提高122.06%。

圖3　孕鑲金剛石鉆頭照片

2.2.2.3PDC+螺桿復(fù)合鉆井技術(shù)

孕鑲鉆頭主要用于含礫地層的提速。對(duì)于非含礫地層，使用高效PDC鉆頭配合等壁厚螺桿更具有經(jīng)濟(jì)性［8］。等壁厚螺桿具有輸出扭矩大、抗高溫高壓、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以增加PDC鉆頭破巖能力，減輕鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和鉆頭打滑現(xiàn)象。在YB10-2H井上沙溪廟組至自流井組上部使用國(guó)產(chǎn)PDC+螺桿提速取得突破性進(jìn)展，機(jī)械鉆速2.88 m/h（牙輪鉆頭1.04 m/h），行程進(jìn)尺476.13 m［9］。

2.3鉆井液技術(shù)

根據(jù)不同鉆井工藝技術(shù)，形成了以下鉆井液配套技術(shù)。

2.3.1氣液轉(zhuǎn)換技術(shù)

優(yōu)選全油基前置液和鉀鈣基聚合物轉(zhuǎn)換液。油基潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)前置液在鉆井液轉(zhuǎn)化前注入井內(nèi)，改變井壁界面為親油特性，為井壁涂上一層保護(hù)膜、增加了一道井壁穩(wěn)定的防線(xiàn)。防止替入常規(guī)鉆井液后產(chǎn)生的濾液與地層中的泥巖水化作用從而發(fā)生分散、剝落，引起井壁失穩(wěn)。轉(zhuǎn)換鉆井液使用鉀鈣基聚合物體系，該體系具有強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵、強(qiáng)包被、低濾失特點(diǎn)。使用全油基前置液和鉀鈣基聚合物轉(zhuǎn)換液后，氣液轉(zhuǎn)換平均單井劃眼時(shí)間由83.2 h降至28.3 h。

2.3.2超深大斜度井、水平井潤(rùn)滑減阻技術(shù)

摩阻扭矩的控制是大斜度井、水平段后期鉆進(jìn)的主要問(wèn)題之一［10］。使用聚磺防卡鉆井液體系［11］，在控制好泥餅質(zhì)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化井眼凈化措施。使用多種抗溫抗鹽潤(rùn)滑劑，提高鉆井液潤(rùn)滑性能，確保鉆井液在超深大斜度井、水平井中具有良好潤(rùn)滑防卡性能。元壩工區(qū)施工井水平段鉆井液泥餅薄而韌，泥餅厚度小于等于0.5 mm，摩阻系數(shù)小于0.1。

2.3.3井壁穩(wěn)定控制技術(shù)

優(yōu)選KCl聚磺防塌鉆井液體系，依靠K+的嵌入作用和多種封堵劑的復(fù)合使用，增強(qiáng)抑制、封堵、防塌性能，在YB102-1H、YB102-3H等10余口井成功應(yīng)用，有效解決了元壩工區(qū)陸相井段井壁失穩(wěn)問(wèn)題。?311.2 mm井段平均劃眼時(shí)間由265.4 h降至71.4 h，未出現(xiàn)井塌現(xiàn)象，平均井眼擴(kuò)大率由11%降至7.51%。

2.3.4防酸性氣體污染技術(shù)

針對(duì)高酸性氣藏高含硫的特點(diǎn)，通過(guò)合理的鉆井液密度控制、高pH值控制與使用高效除硫劑的綜合配套措施，防止硫化氫氣體返至地面，保證高含硫酸性氣藏的安全快速鉆進(jìn)。該技術(shù)施工的30余口海相深井均未出現(xiàn)硫化氫事故。

2.4固井技術(shù)

2.4.1氣體介質(zhì)條件下固井技術(shù)

通過(guò)對(duì)井眼條件、安全下套管、固井液及現(xiàn)場(chǎng)工藝等方面進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，形成氣體介質(zhì)（空氣或泡沫）條件下固井的成套工藝技術(shù)。避免氣液轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的井漏、井壁不穩(wěn)定等復(fù)雜情況的產(chǎn)生，具有縮短鉆井周期、膠結(jié)質(zhì)量好、節(jié)約成本等特點(diǎn)。元壩地區(qū)表層或技術(shù)套管氣體鉆井完鉆后，采用的氣體介質(zhì)條件下固井技術(shù)［12］。元壩地區(qū)共實(shí)施干法固井26井次，套管最深下深3 008.22 m，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)均為優(yōu)。

2.4.2深井長(zhǎng)封固段固井技術(shù)

通過(guò)對(duì)井眼條件、下套管、固井漿柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化、水泥漿材料優(yōu)選、水泥漿配方、平衡固井設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，研發(fā)出了大溫差智能水泥漿體系，并結(jié)合井眼凈化、套管居中、固井漿柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，形成了一套深井長(zhǎng)封固、大溫差固井技術(shù)。解決了多壓力體系共存、裸眼井段長(zhǎng)、井筒溫差高、水泥漿凝固難等難題。近年來(lái)一次性封固段長(zhǎng)超過(guò)3 000m的固井施工有89井次，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)均為優(yōu)。

2.4.3超高壓小間隙固井技術(shù)

通過(guò)對(duì)先導(dǎo)漿、前置液和水泥漿體系，漿柱結(jié)構(gòu)，管串結(jié)構(gòu)，扶正短節(jié)使用，固井參數(shù)優(yōu)選、施工安全等研究。采用體積置換法設(shè)計(jì)前置液用量，利用螺旋流頂替技術(shù)指導(dǎo)旋轉(zhuǎn)尾管懸掛固井、旋流扶正器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，開(kāi)發(fā)使用了膠乳、膠粒防腐防氣竄水泥漿體系，成功解決了海相深井小間隙小尾管固井技術(shù)難題，在達(dá)到安全施工的前提條件下，提高了深井小尾管固井質(zhì)量。近年深井小井眼小間隙固井施工25井次，固井質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá)85%。

2.5水平井井眼軌跡控制技術(shù)

2.5.1測(cè)量?jī)x器優(yōu)選

元壩高酸性油氣藏井底靜止溫度達(dá)155 ℃，井底壓力達(dá)155 MPa，要求超深水平井測(cè)量?jī)x器耐高溫高壓［11］。目前優(yōu)選的MWD測(cè)量?jī)x器（圖4），最高抗壓172 MPa，抗溫175 ℃，滿(mǎn)足了高酸性油氣藏超深水平井測(cè)量需要。在YB205-1井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，井底靜止溫度155 ℃，壓力155 MPa，鉆井液密度2.08 g/cm3，儀器共入井8趟，累計(jì)使用990.5 h未出現(xiàn)任何儀器故障，縮短了鉆井周期。

圖4　MWD測(cè)量?jī)x器圖

2.5.2動(dòng)力鉆具優(yōu)選

優(yōu)選國(guó)產(chǎn)抗150 ℃高溫螺桿，具有防掉設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，螺桿未出現(xiàn)一次因高溫引起的故障或斷螺桿事故，使用時(shí)間均達(dá)到了預(yù)期效果，其中?172 mm螺桿平均使用時(shí)間達(dá)到156 h。減少了起下鉆次數(shù)，縮短了鉆井周期。

2.5.3鉆具組合設(shè)計(jì)

形成了斜導(dǎo)眼段采用“鉆頭+高溫螺桿+高溫MWD”組合進(jìn)行定向［13］；側(cè)鉆段采用“牙輪鉆頭+高溫直螺桿+2.5°～2.75°彎接頭+高溫MWD”組合提高側(cè)鉆成功率；定向增斜段采用“鉆頭+高溫螺桿+高溫MWD”組合，在初始造斜時(shí)（井斜小于25°）選用牙輪鉆頭；水平段選用“鉆頭+高溫螺桿（無(wú)扶正器）+高溫MWD”組合。通過(guò)改良螺桿鉆具扶正器，減少憋泵現(xiàn)象和掉塊卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。

2.6完井技術(shù)

由于元壩地區(qū)不需要分段改造，主要采用襯管完井方式［14］，油管、套管材質(zhì)［15-16］選用抗腐蝕合金。完井管柱采用復(fù)合管柱［17］，選用135鋼級(jí)?88.9 mm×7.34 mm+?88.9 mm×6.45 mm+ ?73 mm×5.51 mm復(fù)合油管，管柱結(jié)構(gòu)為?88.9 mm×7.34 mm油管+井下安全閥+? 88.9 mm×7.34 mm油管+?88.9 mm×6.45 mm+?73 mm×5.51 mm+循環(huán)滑套+?73 mm×5.51 mm油管+完井封隔器+?73 mm×5.51 mm油管+球座，管串結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，成本低廉。能夠滿(mǎn)足氣井整個(gè)壽命周期的各種作業(yè)和生產(chǎn)要求。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

元壩超深酸性氣藏鉆完井關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，大幅度縮短了鉆井周期。關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用前和應(yīng)用后的鉆井周期和機(jī)械鉆速對(duì)比如表1所示。其中，YB102-3H井完鉆井深7 728 m，鉆井周期282.17 d，平均機(jī)械鉆速3.14 m/h。

表1　關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表

4　認(rèn)識(shí)與建議

1）通過(guò)在元壩酸性氣藏鉆井實(shí)踐和技術(shù)攻關(guān)，形成了元壩超深酸性氣藏鉆完井6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，大幅度縮短了鉆井周期，實(shí)現(xiàn)了300 d以?xún)?nèi)完鉆7 000 m井深水平井的鉆井目標(biāo)。

2）根據(jù)元壩酸性氣藏鉆遇地層特點(diǎn)，結(jié)合新工具、新工藝技術(shù)特點(diǎn)，研制專(zhuān)用鉆頭，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮提速技術(shù)潛力，實(shí)現(xiàn)快速安全鉆井，縮短鉆井周期。

3）元壩地區(qū)陸相地層厚度5 000 m，上部地層采用氣體鉆井技術(shù)，深部高研磨地層采用綜合配套提速工具，保證了難鉆地層的鉆井速度。

［1］張克勤. 元壩地區(qū)鉆井難題分析與技術(shù)對(duì)策探討［J］. 石油鉆探技術(shù)， 2010， 38（3）: 27-32.

Zhang Keqin. Problems arising from drilling operations in Yuanba area and its solution［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2010，38（3）: 27-32.

［2］龍剛， 劉偉， 管志川， 唐洪衛(wèi)， 江波. 元壩地區(qū)陸相地層鉆井提速配套技術(shù)［J］. 天然氣工業(yè)， 2013， 33（7）: 80-84.

Long Gang， Liu Wei， Guan Zhichuan， Tang Hongwei， Jiang Bo. ROP enhancing technologies for ultra-deep wells in the continental strata in the Yuanba Gas Field， Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2013， 33（7）: 80-84.

［3］蒲洪江， 何興貴， 黃霞. 四川盆地元壩地區(qū)陸相儲(chǔ)層高破裂壓力成因與技術(shù)對(duì)策［J］. 天然氣工業(yè)， 2014， 34（7）: 65-70.

Pu Hongjiang， He Xinggui， Huang Xia. Technological strategies for and causes of high fracture pressure of continental reservoirs in the Yuanba Gas Field， Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry，2014， 34（7）: 65-70.

［4］ 楊玉坤， 翟建明. 四川盆地元壩氣田超深水平井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化與應(yīng)用技術(shù)［J］. 天然氣工業(yè)， 2015， 35（5）: 79-84.

Yang Yukun， Zhai Jianming. Casing program optimization technology for ultra-deep horizontal wells in the Yuanba Gasfield， Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35（5）: 79-84.

［5］楊昌學(xué). 元壩陸相欠平衡集成鉆井技術(shù)［J］. 鉆采工藝， 2012，35（3）: 31-33.

Yang Changxue. Integrated UBD technology in Yuanba terrestrial formation［J］. Drilling & Production Technology， 2012， 35（3）: 31-33.

［6］肖新磊. 空氣鉆井技術(shù)在元壩地區(qū)的應(yīng)用［J］. 石油鉆探技術(shù)，2010， 38（4）: 35-37.

Xiao Xinlei. Application of air drilling technique in Yuanba area［J］. Petroleum Drilling Techniques， 2010， 38（4）: 35-37.

［7］ 彭敬國(guó)， 胡大梁， 羅飛. 導(dǎo)向渦輪鉆具在元壩陸相定向井鉆井中的應(yīng)用［J］. 石油機(jī)械， 2013， 41（12）: 10-13.

Peng Jingguo， Hu Daliang， Luo Fei. Application of steerable turbodrill in continental directional drilling in Yuanba Gasfield［J］. China Petroleum Machinery， 2013， 41（12）: 10-13.

［8］ 施進(jìn)， 丁偉， 馬慶濤， 賈江鴻. 元壩區(qū)塊陸相井鉆井關(guān)鍵技術(shù)探析［J］. 石油機(jī)械， 2013， 41（6）: 20-23.

Shi Jin， Ding Wei， Ma Qingtao， Jia Jianghong. Research on key drilling technology in continental well of Yuanba Block［J］. China Petroleum Machinery， 2013， 41（6）: 20-23.

［9］王興忠， 劉強(qiáng)， 陸忠華， 楊昌學(xué)， 龔德章. 防泥包高效 PDC 鉆頭研制與應(yīng)用［J］. 鉆采工藝， 2016， 30（2）: 91-94.

Wang Xingzhong， Liu Qiang， Lu Zhonghua， Yang Changxue，Gong Dezhang. Design and application of anti-balling high-performance PDC bit［J］. Drilling & Production Technology， 2016， 30（2）: 91-94.

［10］ 何世明， 湯明， 熊繼有， 鄭鋒輝， 鄧紅琳. 小井眼長(zhǎng)水平段水平井摩阻扭矩控制技術(shù)［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版，2015， 37（6）: 85-92.

He Shiming， Tang Ming， Xiong Jiyou， Zheng Fenghui， Deng Honglin. Friction and torque control technology for slim and long horizontal well［J］. Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition， 2015， 37（6）: 85-92.

［11］羅朝東， 王旭東， 龍開(kāi)雄， 賀陽(yáng). 元壩超深水平井鉆井技術(shù)［J］.鉆采工藝， 2014， 37（2）: 31-35.

Luo Chaodong， Wang Xudong， Long Kaixiong， He Yang. Drilling techniques of ultra-deep horizontal well in Yuanba area［J］. Drilling & Production Technology， 2014， 37（2）: 31-35.

［12］焦建芳， 姚勇， 舒秋貴， 郭廣平， 馮穎韜. 氣體介質(zhì)條件下固井技術(shù)在元陸1井的應(yīng)用［J］. 鉆井液與完井液， 2012， 29（4）: 59-62.

Jiao Jianfang， Yao Yong， Shu Qiugui， Guo Guangping， Feng Yingtao. Cementing technology applied in gas medium of well YL1［J］. Drilling Fluid & Completion Fluid， 2012， 29（4）: 59-62.

［13］劉言， 王劍波， 龍開(kāi)雄， 董波， 龍林. 元壩超深水平井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化與軌跡控制技術(shù)［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版，2014， 36（4）: 131-136.

Liu Yan， Wang Jianbo， Long Kaixiong， Dong Bo， Long Lin. Optimization technique of drilling design and path control about ultra-deep horizontal well in Yuanba［J］. Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition， 2014， 36（4）: 131-136.

［14］龍剛， 薛麗娜， 熊昕東. 元壩含硫氣藏水平井完井方式適應(yīng)性評(píng)價(jià)與優(yōu)選［J］. 鉆采工藝， 2013， 36（3）: 8-11.

Long Gang， Xue Lina， Xiong Xindong. Optimization of completion methods for horizontal well in Yuanba sour gas reservoir［J］. Drilling & Production Technology， 2013， 36（3）: 8-11.

［15］ 黃洪春， 沈忠厚， 高德利. 三高氣田套管應(yīng)力腐蝕與防腐設(shè)計(jì)研究［J］. 石油機(jī)械， 2015， 43（3）: 6-11.

Huang Hongchun， Shen Zhonghou， Gao Deli. Stress corrosion of casing in "three high" gas field and anti-corrosion design［J］. China Petroleum Machinery， 2015， 43（3）: 6-11.

［16］ 薛麗娜， 周小虎， 嚴(yán)焱誠(chéng)， 范希連， 胡大梁. 高溫酸性氣藏油層套管選材探析——以四川盆地元壩氣田為例［J］. 天然氣工業(yè)， 2013， 33（1）: 85-89.

Xue Lina， Zhou Xiaohu， Yan Yancheng， Fan Xilian， Hu Daliang. Material selection of the production casing in high temperature sour gas reservoirs in the Changxing Formation， Yuanba Gas Field， northeastern Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2013，33（1）: 85-89.

［17］ 蘇鏢， 龍剛， 許小強(qiáng)， 伍強(qiáng)， 丁咚， 王毅. 超深高溫高壓高含硫氣井的安全完井投產(chǎn)技術(shù)——以四川盆地元壩氣田為例［J］. 天然氣工業(yè)， 2014， 34（7）: 60-64.

Su Biao， Long Gang， Xu Xiaoqiang， Wu Qiang， Ding Dong，Wang Yi. Safe completion and production technologies of a gas well with ultra depth， high temperature， high pressure and high H2S content: A case from the Yuanba Gas Field in the Sichuan Basin［J］. Natural Gas Industry， 2014， 34（7）: 60-64.

（修改回稿日期 2016-07-16 編輯 凌忠）

Key technologies for well drilling and completion in ultra-deep sour gas reservoirs，Yuanba Gasfeld， Sichuan Basin

Xia Jiaxiang1， Yang Changxue2， Wang Xingzhong2
（1. Sinopec Southwest Petroleum Engineering Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan 610041， China； 2. Drilling Engineering Research Institute， Sinopec Southwest Petroleum Engineering Co.， Ltd.， Deyang， Sichuan 618000， China）
NATUR. GAS IND. VOLUME 36， ISSUE 9， pp.90-95， 9/25/2016. （ISSN 1000-0976； In Chinese）

The Yuanba Gasfield is a large gas field discovered by Sinopec in the Sichuan Basin in recent years， and another main exploration area for natural gas reserves and production increase after the Puguang Gasfield. The ultra-deep sour gas reservoir in the Yuanba Gasfield is characterized by complicated geologic structure， deep reservoirs and complex drilled formation， especially in the continental deep strata which are highly abrasive with low ROP （rate of penetration） and long drilling period. After many years of drilling practice and technical research， the following six key drilling and completion technologies for this type reservoir are established by introducing new tools and technologies， developing specialized drill bits and optimizing drilling design. They are: casing program optimization technology for ROP increasing and safe well completion； gas drilling technology for shallow continental strata and high-efficiency drilling technology for deep high-abrasion continental strata； drilling fluid support technologies of gas-liquid conversion， ultra-deep highly-deviated wells and horizontal-well lubrication and drag reduction， hole stability control and sour gas contamination prevention； well cementing technologies for gas medium， deep-well long cementing intervals and ultra-high pressure small space； horizontal-well trajectory control technologies for measuring instrument， dynamic drilling tool optimization and bottomhole assembly design； and liner completion modes and completion string optimization technologies suitable for this gas reservoir. Field application shows that these key technologies are contributive to ROP increase and efficiency improvement of 7 000 m deep horizontal wells and to significant operational cycle shortening.

Sichuan Basin； Yuanba Gasfield； Gas drilling； Well drilling and completion； Key technologies； Sour gas reservoir； Ultra-deep；Rate of penetration（ROP）

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.09.010

夏家祥，1963年生，教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)任中石化西南石油工程有限公司首席專(zhuān)家；從事油氣鉆井技術(shù)研究工作。地址：（610041）四川省成都市高新區(qū)吉泰路688號(hào)。電話(huà)：（028）65286159。ORCID: 0000-0003-1737-1927。E-mail: 57065949@qq.com