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        大牛地氣田DPH-99井優(yōu)快鉆井技術(shù)

        2017-03-05 02:57:45王從波中石化華北石油工程有限公司西部分公司河南鄭州450007
        化工管理 2017年30期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化

        王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司,河南鄭州450007)

        大牛地氣田DPH-99井優(yōu)快鉆井技術(shù)

        王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司,河南鄭州450007)

        DPH-99井是位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部的一口開發(fā)井,目的層位為二疊系下石盒子組盒一段,設(shè)計井深4075.63 m,實際完鉆井深4075 m。本文分析了大牛地氣田定向開發(fā)井鉆井過程中的技術(shù)難點,通過鉆頭優(yōu)選,鉆井參數(shù)及鉆具組合優(yōu)化,鉆井液性能優(yōu)化調(diào)整等措施,較好的解決了該井鉆井施工中的技術(shù)難點,確保了鉆井施工安全順利。

        水平井;井壁穩(wěn)定;軌跡優(yōu)化;鉆井技術(shù);鉆井液

        大牛地氣田是中石化五大氣源地之一,該氣田地理位置位于陜西省榆林市和內(nèi)蒙古鄂爾多斯市交界地區(qū),區(qū)塊面積為2003.714 km,構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部東段氣田內(nèi)上古生界為一套海相一海陸過渡相一陸相沉積,具有良好的天然氣成藏條件,資源豐富[1]。該氣田目前已發(fā)現(xiàn)奧陶系上馬家溝組、石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組4套氣層,其中下石盒子組是該氣田開發(fā)主力氣層。儲層巖性以含礫中粗粒石英砂巖和粗粒石英砂巖、砂巖為主,其次為中、細粒石英砂巖和砂巖,其平均孔隙度10.27%,平均滲透率1.36×10-3 μm2,原始地層壓力系數(shù)為0.85~0.9,屬于典型的低孔、低滲、低壓的非均質(zhì)性油氣藏[2]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造、斷裂不發(fā)育,總體為東北高、西南低的平緩單斜,平均坡降為6 m/km~9 m/km,地層傾角0.3°~0.6°,屬于上古生界石炭系—二疊系海陸交互相含煤碎屑巖含油氣體系[3]。

        1 鉆井技術(shù)難點

        (1)一開井眼大,地層可鉆性好,地層膠結(jié)差,易坍塌、易斜。

        (2)二開直井段地層可鉆性好,易井斜。直羅組、安定組泥頁巖裂縫發(fā)育,易剝落掉塊;延安組含煤層,煤層抗拉強度和彈性模量小,受外部應(yīng)力作用易垮,其次煤層裂縫中起膠結(jié)作用的黏土礦物吸水膨脹也會導(dǎo)致煤層的坍塌,進而引起上部泥巖段井壁失穩(wěn)[3]。

        (3)三開井段儲層石英含量高,砂巖致密,石英含量從33.6%到88%,平均為66.67%,研磨性強,影響鉆井時效;泥質(zhì)含量高易泥包鉆頭。

        2 鉆井技術(shù)應(yīng)用

        2.1 鉆頭優(yōu)選鉆井參數(shù)優(yōu)化

        (1)二開斜井段鉆遇石千峰組、上盒子組、下盒子組地層,可鉆性較差,優(yōu)選使用GM1605TXPDC鉆頭,機械鉆速11.19 m/h。參數(shù):鉆壓40 KN~120KN,轉(zhuǎn)速43 rpm,排量30L/s,立壓16MPa。

        (2)三開水平井段鉆遇目的層盒1段,巖性以砂巖石英砂巖為主,研磨性強,可鉆性差,優(yōu)選使用M1653FCPDC鉆頭,該型號鉆頭切削齒密度適中、復(fù)合片硬度高,耐磨性強,排屑槽深,可有效防止鉆頭泥包,機械鉆速12.26 m/h。參數(shù):鉆壓40 KN~120 KN,轉(zhuǎn)速43 rpm,排量16 L/s,立壓19 MPa。

        2.2 井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)

        在直井段施工中,嚴格采取“防斜打直”措施,充分發(fā)揮塔式鉆具組合和復(fù)合螺桿鉆具組合的優(yōu)點,控制直井段井斜角、水平位移在設(shè)計要求的范圍之內(nèi)。

        在斜井段,即要保證造斜率的需要,又要控制合適的井眼曲率,為了能準確地進入A點,現(xiàn)場根據(jù)測出的每組數(shù)據(jù)制定出幾套著陸方案,優(yōu)選出最合理的一種方案來進行下一步施工。采用復(fù)合鉆進和滑動鉆進相結(jié)合的鉆進方式,既可以大幅度地提高鉆井速度,又可以通過復(fù)合鉆進破壞巖屑床、確保井眼暢通。

        2.3 鉆井液優(yōu)化技術(shù)

        (2)二開直井段主要鉆遇侏羅系、三疊系地層,巖性以砂巖、泥巖、砂泥巖互層為主。侏羅系直羅組泥頁巖易掉塊,加入0.2%~0.3%K-PAM、RHJ-1以及0.2%~0.3%K-PAN、0.3%~0.5%DS-302,提高鉆井液的包被抑制性;延長組砂礫巖層段易縮徑卡鉆,加入足量的封堵劑和潤滑劑,提高鉆井液的封堵性和潤滑性;劉家溝組地層易漏,鉆遇該地層50 m~100 m前加入2.0%~3.0%的復(fù)合封堵護壁材料,提高鉆井液的護壁封堵能力。

        (4)三開水平段主要鉆遇下石盒子盒一段,巖性主要以砂巖及石英砂巖為主。加入0.2%~0.3%KPAM、DS-301提高鉆井液的包被性能;加入0.5%DS-302、K-PAN提高鉆井液的抑制性能;加入0.5%~1.0%KJ-2控制鉆井液的濾失量在5mL以內(nèi);在水平井段鉆遇泥巖時,及時補充K-PAN、DS-302、BLZ、KPAM,增強鉆井液的抑制性,同時補充QS-2和RHJ-1提高鉆井液封堵性,可以有效防止泥巖垮塌造成井下復(fù)雜。

        3 施工效果

        鉆頭及鉆井參數(shù)優(yōu)選,提高了機械鉆速,縮短了鉆井周期

        通過針對性的對鉆頭和鉆井參數(shù)的優(yōu)選,大幅度提高了鉆井效率,加快了該井的施工進度,大幅減少了鉆井費用。一開優(yōu)選使用的GS1905S鉆頭,機械鉆速50.5m/h,二開上部地層優(yōu)選使用的ES1915MSEPDC鉆頭,機械鉆速21.58 m/h,三開井段鉆遇了大段的石英含量較高的砂巖井段,僅使用了2只M1653FCPDC鉆頭,單只鉆頭機械鉆速高達12.26 m/h,較該區(qū)目的層水平段平均使用3~4只PDC鉆頭,大大節(jié)約了鉆頭費用,減少了起下鉆時間。全井平均機械鉆速13.46 m/h,鉆井周期較設(shè)計提前21.12 d,周期縮短41.4%,刷新了該區(qū)的鉆井記錄。

        4 結(jié)語

        (1)鉆頭及鉆井參數(shù)優(yōu)選、鉆具組合優(yōu)化以及井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)的成功應(yīng)用,提高了機械鉆速,縮短了鉆井周期,為該區(qū)的后續(xù)開發(fā)提供了豐富的經(jīng)驗。

        (2)鉆井液體系性能優(yōu)化,確保了泥頁巖地層及煤層井段井壁穩(wěn)定,大大降低了復(fù)雜情況發(fā)生的幾率,加快了鉆井速度。

        [1]唐志軍.水平井鉆井技術(shù)在大牛地氣田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2009,31(6):40-43.

        王從波,男,本科,中石化華北石油工程有限公司西部分公司,助理工程師

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