王明明

摘 要：勝利油田部分區(qū)塊油藏埋深大，要綜合采取中深井鉆井進(jìn)行開發(fā)，但中深井鉆井相比常規(guī)油井鉆井存在技術(shù)難點(diǎn)，本文就結(jié)合這些難點(diǎn)分析，對中深井鉆井工藝和技術(shù)措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：中深井鉆井；技術(shù)難點(diǎn)；工藝技術(shù)

當(dāng)前，隨著PDC鉆頭應(yīng)用以及牙輪鉆頭等鉆具的工藝改進(jìn)，中深井鉆井工藝水平提升有了工具和工藝基礎(chǔ)。中深井鉆井相比常規(guī)鉆井存在較多技術(shù)難點(diǎn)，只有結(jié)合具體區(qū)塊地質(zhì)條件對中深井鉆井技術(shù)進(jìn)行研究，才能提升油田整體開發(fā)水平。因此，有必要對中深井鉆井工藝技術(shù)進(jìn)行一定的探究。

1 勝利油田典型區(qū)塊地層特點(diǎn)和鉆井工藝難點(diǎn)

1.1勝利油田地層基本特點(diǎn)

在勝利油田主力區(qū)塊地層中，主要地層厚度大約值是：平原組350m、明化鎮(zhèn)組700m、館陶組350m、東營組400m、沙河街組1400m。其中，平原組地層以黏土和砂層為主，地層比較松軟、存在較高的可鉆性，但在水平井鉆井中存在造斜困難的問題；明化鎮(zhèn)組地層以砂巖和泥巖為主，地層硬度中等，可鉆性同樣較強(qiáng)，但該地層底部巖層易吸水膨脹，在鉆井中要加強(qiáng)井壁穩(wěn)定性控制；館陶組地層多為泥巖和砂礫巖互層，地層為松軟或中等硬度，存在較強(qiáng)的可鉆性，但砂礫巖互層巖性存在較大變化，對鉆頭性能提出了更高要求；東營組地層多為泥巖和砂礫巖互層，可鉆性較強(qiáng)，但因?yàn)閹r性的復(fù)雜性，造成鉆進(jìn)速度與上部地層相比偏低；沙河街組是主要含油氣層位，巖性特征較為復(fù)雜，包含泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、含砂礫巖互層、頁巖和油頁巖等，地層硬度為中等偏上，可鉆性相對較差，且部分巖層巖性特征復(fù)雜、存在較大的地層傾角，鉆進(jìn)中易發(fā)生井斜問題。

1.2勝利油田中深井鉆井技術(shù)難點(diǎn)

結(jié)合勝利油田地層特點(diǎn)，在中深井鉆井中儲層多位于館陶組到沙河街組，形成年代相對較晚，屬于新生界三、四系地層，雖然地層松軟，但井壁易失穩(wěn)和吸水膨脹，需要加強(qiáng)隨鉆監(jiān)測；在鉆進(jìn)達(dá)到一定深度后，鉆進(jìn)速度相對減慢，特別是泥巖地層鉆進(jìn)中易出現(xiàn)井眼縮徑問題，易引發(fā)井下復(fù)雜狀況，特別是劃眼、起下鉆遇阻等問題；勝利油田當(dāng)前鉆井中水平井和定向井應(yīng)用較多，在中深地層該類鉆井工藝更為復(fù)雜。比如勝利油田辛162區(qū)塊，在鉆遇沙河街組時存在大量夾層和泥巖，井壁易失穩(wěn)或形成“糖葫蘆”井眼，易出現(xiàn)電測卡阻、起下鉆困難等問題，且?guī)r層性質(zhì)相對復(fù)雜，鉆井軌跡相對困難。作為中深井鉆井存在困難較多的典型區(qū)塊，主要技術(shù)難點(diǎn)具有一定的代表性，主要是：較長泥巖段和泥砂巖互層鉆井中井壁易坍塌掉塊，易形成巖屑床阻礙鉆井順利進(jìn)行，攜砂困難，造成憋泵、井壁失穩(wěn)等難題；定向鉆進(jìn)中易脫壓，定向段長、鉆進(jìn)時間長，鉆井深度較大后工具面穩(wěn)定性變差，鉆井軌跡控制存在較大難題；特別是沙河街組三段地層較長，對電測造成一定困難，易產(chǎn)生不規(guī)則的井眼。

2 中深井鉆井技術(shù)措施

2.1合理選擇鉆頭

在中深井鉆井上部硬度較低地層，可選擇PDC鉆頭進(jìn)行快速鉆進(jìn)。比如規(guī)格為Ф215.9mm的井眼，在二開鉆進(jìn)中可采用Ф215.9mm的PDC鉆頭，通過減小鉆壓、提升鉆頭轉(zhuǎn)速和配套偏心鐘擺鉆具等措施，在保持較快鉆進(jìn)速度下確保沿預(yù)定井身軌跡鉆進(jìn)。一般情況下可采用如下鉆進(jìn)參數(shù)：30-50kN的鉆壓、120-200r/min的鉆頭轉(zhuǎn)速和30L/s的排量?？稍诙_鉆進(jìn)到2000-2500m地層，在井深2500以內(nèi)直井鉆進(jìn)中可以實(shí)現(xiàn)一支PDC鉆頭完鉆，該類油井平均鉆速可達(dá)30m/h。在地層深度為1700-3200m的東營組和沙河街組地層中，可采用六翼、八翼的PDC鉆頭鉆進(jìn)，基本鉆進(jìn)參數(shù)為鉆壓40-80kN、鉆頭轉(zhuǎn)速120-200r/min和排量30L/s，同時加強(qiáng)鉆進(jìn)中井斜角、方位偏移等參數(shù)監(jiān)測，靈活進(jìn)行鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)整。在特殊地層鉆進(jìn)中，可以選擇牙輪鉆頭進(jìn)行應(yīng)用，比如在沙二段以上地層可采用HAT127型鉆頭，利用其軸承承壓性較強(qiáng)特點(diǎn)，通過Ф215.9mm牙輪鉆具+Ф177.8mm無磁鉆鋌+Ф127mm加重鉆桿+Ф127mm鉆桿的鉆具組合，以30-80kN的鉆壓和30L/s的排量鉆進(jìn)，在硬度較低地層獲取較高的鉆進(jìn)速度。在非直井定向段和水平段鉆進(jìn)，特別是硬度較高地層鉆進(jìn)時，要對鉆頭采取金屬浮動密封、特殊保徑和螺紋鎖緊等措施，提升鉆進(jìn)安全性和速度。在硬度較高地層可借助轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，比如利用Ф215.9mmHJ517型鉆頭+Ф177.8mm鉆鋌+穩(wěn)定器+60m177.8mm鉆鋌+127mm鉆桿的鉆具組合進(jìn)行轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，將鉆進(jìn)參數(shù)控制為鉆壓160-200kN、轉(zhuǎn)速70-120r/min、排量30L/s。在定向段和水平段鉆進(jìn)中，可以增加螺桿鉆具、動力鉆具，增強(qiáng)轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆進(jìn)性能，提升破巖鉆進(jìn)效率，在提升鉆速、保護(hù)鉆頭的同時，抑制鉆頭偏磨問題。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆進(jìn)程序

對深度在3000m以內(nèi)的中深井鉆井，可以設(shè)計(jì)為三趟完鉆模式，在直井段實(shí)施第一趟鉆井，利用四翼PDC鉆頭+穩(wěn)定器+鐘擺鉆具的鉆具組合實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)；在定向段中實(shí)施第二趟鉆進(jìn)，利用單彎動力鉆具進(jìn)行造斜鉆進(jìn)，結(jié)合動力鉆具和轉(zhuǎn)盤的復(fù)合應(yīng)用，增加定向段長度，確保在低造斜率下加快鉆進(jìn)速度。同時，可在鉆具組合中增加MWD隨鉆監(jiān)測設(shè)備，杜絕傳統(tǒng)監(jiān)測手段測斜和起下電纜浪費(fèi)時間的問題。在穩(wěn)斜段實(shí)施第三趟鉆進(jìn)，在傳統(tǒng)鉆具組合基礎(chǔ)上優(yōu)化穩(wěn)定器間的鉆鋌長度，一般情況下以6m間距為宜，確保穩(wěn)定井斜角和方位。在鉆進(jìn)中還要統(tǒng)籌考慮井眼保護(hù)措施，在鉆鋌上部添加修壁器，在鉆進(jìn)時實(shí)施井壁修整，確保井眼軌跡符合設(shè)計(jì)要求，在每趟鉆進(jìn)中都不進(jìn)行起下鉆作業(yè)實(shí)現(xiàn)一次完鉆，減少井下復(fù)雜狀況、提升鉆進(jìn)速度。比如在坨-142斜44井中，就采用八翼PDC鉆頭進(jìn)行1700-2800m的鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一次性完鉆。因?yàn)镻DC鉆頭鉆進(jìn)速度快、中深井鉆井?dāng)y砂返排難度大等問題，可在完鉆前期加大鉆井液排量，確保井內(nèi)無巖屑床，保持井眼暢通性。

2.3優(yōu)選鉆井液體系

對深度在3000m以內(nèi)的中深井鉆井，可以利用正電膠和聚合物鉆井液體系進(jìn)行應(yīng)用，井深在3000m以上時因井壁穩(wěn)定性控制難度加大、地層遇水膨脹易剝離掉塊，要采用多元復(fù)合醇和聚磺鉆井液體系。比如在沙河街組地層中，要將壓濾失維持在5ml以內(nèi)、塑性粘度維持在15-18mPa？s、動切力在5-10Pa范圍內(nèi)，在高溫高壓地層要將壓濾失控制在15ml以內(nèi)，確保同時滿足井壁穩(wěn)定和攜砂返排要求。比如在辛162區(qū)塊沙三段中部以上地層呈現(xiàn)泥砂交錯、軟硬交錯的地層巖性特點(diǎn)，要控制粘切在50-60s、中壓失水3-4ml、高壓失水低于15ml；在沙三段中部以下地層，主要是對坂土含量進(jìn)行控制，清除劣質(zhì)固相，確保較高的泥餅質(zhì)量。同時，可在鉆至2500m左右時添加適當(dāng)軟化點(diǎn)的膠乳瀝青，并適當(dāng)控制下鉆開泵速度，防止產(chǎn)生過大的激動壓力造成井壁失穩(wěn)。同時，要確保鉆井液排量、粘切適當(dāng)，根據(jù)鉆井摩阻適時添加潤滑劑，提升鉆井液性能。

3 結(jié)論

綜上所述，中深井鉆井是提升油氣采收率的重要措施，但在鉆進(jìn)中存在一定難點(diǎn)，結(jié)合勝利油田地層特點(diǎn)對技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析，有針對性的采取技術(shù)措施，有利于提升中深井鉆井應(yīng)用水平，更好地進(jìn)行油氣資源勘探開發(fā)。

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