左豐芹

（勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司 山東東營 257000）

摘 要：大王莊中部潛山帶高產(chǎn)油氣流的獲得，使古潛山油氣藏成為重要的油氣勘探領(lǐng)域之一，同時(shí)也帶動(dòng)了古潛山鉆井技術(shù)同時(shí)邁上了一個(gè)新臺(tái)階。大古33-2井主要含油系為沙二段和中部古潛山帶，所鉆層位多，地質(zhì)巖性復(fù)雜，給鉆井施工帶來了巨大困難。針對(duì)該區(qū)塊的地層特點(diǎn)，各層位巖性特點(diǎn)，現(xiàn)場施工及時(shí)采取相應(yīng)措施，重點(diǎn)做好多套低壓層的防漏工作，解決沙河街及中生界泥巖縮頸問題，防止了上古生界煤層及碳質(zhì)泥巖坍塌、下古生界惡性井漏等復(fù)雜及鉆井故障發(fā)生，同時(shí)為加快該區(qū)塊的施工速度提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：直螺桿；鉆井參數(shù)；防塌；防漏

1.地質(zhì)概況及地層特點(diǎn)

大33-2井構(gòu)造位置濟(jì)陽坳陷車鎮(zhèn)凹陷中部大王莊油田中部潛山帶大古33斷塊高部位。鉆井過程中，上部中生界孔店組地層，棕紅色含膏泥巖造漿嚴(yán)重，易污染鉆井液，易縮徑；棕紅色粉砂巖紫紅色砂巖滲漏；上古生界二迭系和石炭系，巖性主要以碳質(zhì)泥巖為主，存有煤層，井壁失穩(wěn)嚴(yán)重，下部的潛山地層奧陶系灰?guī)r漏層，易引起井下事故或復(fù)雜情況；根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，現(xiàn)場制定了一套適應(yīng)該地區(qū)的鉆井施工模式，在維持井壁穩(wěn)定、預(yù)防復(fù)雜事故、保證施工安全及加快本區(qū)塊施工速度等方面，取得了良好的效果。

2.鉆井的主要難點(diǎn)

2.1 地層巖性復(fù)雜 ，地質(zhì)情況不明

大王莊油田石炭-二疊系地層斷裂非常發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜。所鉆地層從新生界→上古生界→下古生界，地層巖性差別大，鄰井資料可供參考值較低。

2.2存有多套低壓漏失層

同一裸眼井段有多套套低壓漏失層，分別為沙一段底部生物灰?guī)r裂縫井漏、中生界孔店組紫紅色細(xì)砂巖滲透性漏失、二迭系和石炭系煤層裂縫漏失、奧陶系灰?guī)r漏層。

2.3 巖性復(fù)雜鉆井液處理較繁瑣

地層巖性差別大，鉆井液處理不能盲目化，應(yīng)根據(jù)所鉆地層巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整。

2.4 上古生界井壁穩(wěn)定性差

上古生界主要巖性為深灰色、灰黑色泥巖和碳質(zhì)泥巖煤層，巖性復(fù)雜化，鉆井液性能要求較高；如果小井段發(fā)生失穩(wěn)井塌，將導(dǎo)致大井段的坍塌，劃眼困難，劃眼期間進(jìn)一步導(dǎo)致井下復(fù)雜化及鉆井故障。

2.5 機(jī)械鉆速低，鉆井周期長

因鉆地層巖性復(fù)雜，可鉆性差，鉆頭選型困難，施工周期通常為1-1.5鉆機(jī)月。

2.6 地質(zhì)構(gòu)造原因，井身質(zhì)量要求高

沙河街組以下地層受燕山中期、末期造山，地層侵角大10-17°不等，甲方為取得區(qū)域性資料，直井水平位移小于25m，受地層侵角、斷層等因素影響較大，井身軌跡控制較難。

3.鉆井施工模式

3.1 提高機(jī)械鉆速，鉆頭選型

3.1.1 沙一段以上地層鉆頭選型

大古區(qū)塊東營組、沙一段地層發(fā)育，成巖性差，缺失段長，通常300m以內(nèi)，巖性可鉆性高，使用HAT127同比PDC鉆頭，可以取得較高的機(jī)械鉆速，避免PDC鉆頭在東營組地層易“泥包”現(xiàn)象。

3.1.2 沙一段至下古生界鉆頭選型

二迭系由暗色石英砂巖、泥巖、薄煤層組成的多旋迥韻律層組成，底部厚層石英砂巖與石炭系太原組呈假整合接觸；地層厚度變化較大，一般為400米，以“砂包泥”的巖性組合特征為主，因此，鉆頭選型主要以二迭系巖性特點(diǎn)來選型，在現(xiàn)場試驗(yàn)中，選用研磨性好雙排齒五刀翼PDC鉆頭，有效的避免了礫石對(duì)鉆頭沖擊破壞。

3.2細(xì)化防漏堵漏措施優(yōu)化，減少非生產(chǎn)時(shí)間

按潛山所處構(gòu)造的相對(duì)位置分類：潛山屬坡上山，潛山發(fā)育主要受是燕山運(yùn)動(dòng)晚期強(qiáng)烈的掀斜和造山作用形成的，其構(gòu)造裂縫發(fā)育，井漏頻繁，平均漏速大，漏失量大，堵漏難度大、堵漏周期長，漏失類型主要有滲透性漏失、裂縫性漏失，鉆井時(shí)需根據(jù)不同構(gòu)造位置、不同層位的地質(zhì)特征，有針對(duì)性地制訂防漏堵漏措施。

針對(duì)陸相地層滲透性井漏，主要采用隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料；海相地層常規(guī)裂縫性井漏采取隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料；若規(guī)模較大的裂縫性漏失，則采用鉆井液堵漏+復(fù)合堵漏劑堵漏等措施，針對(duì)目的層，宜采用屏蔽暫堵技術(shù)堵漏，有利于保護(hù)油氣層。

3.3優(yōu)化鉆井液性能，提高防塌、潤滑效果

地層巖性差別大，鉆井液處理不能盲目化，應(yīng)根據(jù)所鉆地層巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整；重點(diǎn)沙河街組以下鉆井液處理思路。

中生界地層以碳質(zhì)泥巖為主，含煤系地層，水敏性較差，易發(fā)生硬脆性垮塌，特別是上部是主要垮塌區(qū)。鉆井液施工主要以防塌為主，針對(duì)該段地層的特點(diǎn)，鉆井液著重做好以下幾方面的工作。

（1）嚴(yán)格控制鉆井液的濾失量。由于中生界泥巖地層微裂縫較發(fā)育，鉆井液濾液進(jìn)入后，泥巖表面水化進(jìn)一步降低了巖石的強(qiáng)度，加劇了井壁的垮塌。為保證井壁穩(wěn)定，對(duì)鉆井液濾失量的要求更加嚴(yán)格，通常聚合物防塌鉆井液的高溫高壓濾失量要求小于15ml。

（2）以封堵防塌的辦法為主，使用瀝青等具有封堵防塌作用的處理劑，加強(qiáng)對(duì)泥巖微裂縫的封堵。封堵層理、微裂縫，提高地層巖石的強(qiáng)度，防止井壁垮塌。

（3）鉆井液中保持合理的粘土含量和粘土顆粒粒度分布，是穩(wěn)定井壁的關(guān)鍵。合理的粘土含量，可增強(qiáng)對(duì)泥巖微裂縫的封堵，同時(shí)是有效控制鉆井液高溫高壓濾失量、調(diào)整鉆井液流變性的關(guān)鍵。

（4）適當(dāng)提高鉆井液的抑制性，PAM加量達(dá)到0.5%，白油潤滑劑的加入形成良好的油膜，降低巖石表面水化膜的厚度，減輕因巖石水化不均導(dǎo)致的井壁垮塌，預(yù)防孔店組紅泥巖縮頸。

（5）對(duì)于破碎嚴(yán)重的石炭二迭系泥巖或煤系地層，合理的鉆井液流變參數(shù)是穩(wěn)定井壁的關(guān)鍵。主要是通過提高鉆井液的切力，在近井壁形成滯流層，減輕鉆井液對(duì)井壁的沖刷和鉆具對(duì)井壁的撞擊，同時(shí)可以穩(wěn)定大井徑井眼處的鉆屑和掉塊，保證起下鉆等作業(yè)順利。

3.4 優(yōu)化鉆具組合，加強(qiáng)井身軌跡控制

本井二開303-2437米全井段，使用直螺桿+鐘擺鉆具組合，通過優(yōu)化鉆井參數(shù)，小鉆壓吊打控制井身質(zhì)量，同時(shí)沙河街組以下地層充分發(fā)揮PDC高轉(zhuǎn)速下高效破巖機(jī)理，取得高的機(jī)械鉆速。

4.結(jié)論

（1）優(yōu)化鉆頭選型加快本區(qū)塊施工速度；

（2）直螺桿+鐘擺鉆具組合在大古區(qū)塊直井施工井中的應(yīng)用，滿足現(xiàn)場防斜、提速等施工需要；

（3）大古地區(qū)井漏處理基本思路、處理措施，加快大古區(qū)塊的井漏處理時(shí)效，同時(shí)減少人力、物力的投入；鉆開漏層前加入隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料，提高承壓能力，有利于減少上部井眼失穩(wěn)坍塌程度；

（4）大古區(qū)塊鉆井液的處理，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工中所鉆巖性特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整，有利于避免井下復(fù)雜情況發(fā)生。

5.建議

（1）HAT127鉆頭使用中在沙一段以上地層，壽命取決于軸承的壽命，因此，HAT127在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上，軸承采用金屬密封圈；

（2）大古區(qū)塊推廣垂直鉆井防斜技術(shù)，進(jìn)一步完善防斜打直技術(shù)；

參考文獻(xiàn)：

[1]張 斌，黃進(jìn)軍.隨鉆防漏堵漏技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）；2010年05期

[2] 謝又新， 王新海.帶直螺桿的復(fù)合鐘擺鉆井防斜快鉆技術(shù)研究 .《石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)）》 2005年05期 期刊