王戰(zhàn)(大慶鉆探工程公司鉆井一公司,黑龍江 大慶 163411)
A井優(yōu)快鉆井技術
王戰(zhàn)(大慶鉆探工程公司鉆井一公司,黑龍江 大慶 163411)
為了實現(xiàn)A井施工的安全、優(yōu)質(zhì)與高效,在施工中應用了多項技術。對A井的井身結構進行了必要的優(yōu)化設計,在此基礎上對A井施工中的鉆頭優(yōu)選技術、鉆井液技術和新型鉆井提速工具的應用進行了詳細的介紹。A井取得了非常好的施工效果,為同區(qū)塊鉆井提速探索了新的路徑。
井身結構;優(yōu)快鉆井;A井
某地區(qū)總體呈現(xiàn)東高西低的構造形態(tài),南北長50km,東西寬15km,北西-南東方向展布,構造走向為NNW向,西傾斜坡,坡度平均3°。一系列沿構造走向的花狀走滑斷層帶控制了東部斜坡的構造變形,東部斜坡帶自西向東隆升的構造格局,有利于斷陷中心區(qū)形成的天然氣沿徐東斷裂向斜坡高部位運移聚集。因此在該地區(qū)部署了A井進行勘探,該井設計井深4187.00m,實際完鉆井深4187.00m,鉆井施工中為了提高機械鉆速應用了諸多提速技術。
井身結構設計是一口井施工成敗的關鍵,在對A井進行井身結構設計的時候,充分參考了已經(jīng)施工的鄰井情況和實際測得的地層壓力情況,最后決定采用三層套管的井身結構。第一次開鉆采用f444.5mm鉆頭鉆到170.00m,然后下入表層套管封固上部的流沙層,并防止地表水受到污染;技術套管井段施工采用f311.2mm的鉆頭鉆井到2200.00m下入技術套管,封固上部大段吸水膨脹、易掉塊的泥巖地層;三開用f215.9mm鉆頭完鉆。井身結構設計見表1所示。
表1 井身結構設計表
2.1 鉆頭優(yōu)選技術
二開優(yōu)選破巖能力高、排屑好的JKP-5PDC鉆頭,進尺1534m,機械鉆速達到了11.67m/h。機械鉆速同比牙輪鉆頭,提高了8%,并且沒有發(fā)生泥包鉆頭情況。
三開地層巖性主要為為泥巖與砂礫巖互層,埋藏深淺不同、厚度不同。以往鉆井施工基本使用牙輪鉆頭,鉆進過程中需要觀察確定巖性才能決定是否下PDC鉆頭,PDC鉆頭進尺約占總進尺的10%,影響鉆頭使用效率。對鄰井地層的巖性、測井資料、錄井資料進行綜合分析;對已使用過的鉆頭統(tǒng)計分析,在綜合評價的基礎上,優(yōu)選對含礫巖的泥巖層和薄礫巖夾層的攻擊力強的DD5560M和Q635鉆頭,提高了機械鉆速。三開平均機械鉆速2.22m/h,同比鄰井提高13.85%。
2.2 鉆井液技術
一開采用搬土漿。配膨潤土漿200m3,預水化24h后,按配方加入攜砂劑和KOH,鉆進中用清水和少量攜砂劑調(diào)節(jié)粘度,提高鉆井液攜屑能力確保了一開順利施工。
二開、三開均采用鉀鹽共聚物鉆井液體系。鉆進中主要以WDYZ-1和復合銨鹽的水溶液交替維護。處理時以防塌、防卡及保護產(chǎn)層為主,將處理劑的量加至設計上限,以利于防塌、防卡和降失水。補充新漿時,提高DYFT-1、JS-1、JS-2、SPNH、NH4-HPAN-2等處理劑的加量,加強鉆井液的封堵能力,降低濾餅的滲透率。該體系抑制性強、失水小、攜巖和防塌效果好,三開高速鉆進過程中的返砂及井壁穩(wěn)定。
2.3 液動旋沖鉆井技術
旋沖鉆井使鉆頭的破巖方式由普通的刮削轉變?yōu)闄C械沖擊與水力脈沖相結合的破巖方式,克服了鉆頭切削地層的“黏滑”現(xiàn)象,保持鉆頭在井下工作時扭矩平穩(wěn),延長了鉆頭的壽命,從而提高了機械鉆速。為改善PDC鉆頭工作環(huán)境,增強鉆頭攻擊性,延長鉆頭使用壽命,首次在該區(qū)塊應用液動旋沖工具,解決軟硬交錯地層,特別是硬地層鉆井難題,液動旋沖工具下井5次,總進尺1210.00m,平均機械鉆速3.29m/h,相比應用牙輪鉆頭鉆速提高1.5倍以上。
2.4 防斜打快技術
在A井施工中,單扶鐘擺+液動旋沖工具使鉆井參數(shù)得到解放,實現(xiàn)了防斜打快雙重目標。單扶鐘擺+液動旋沖工具組合:Φ215.90mmPDC+Φ178.00mmYDXCGJ+Φ178.00mmDC+Φ 214.00mmSTB+Φ165.00mmDC+Φ127.00mmHWDP+Φ 127.00mmDP。井段1740m~2713m,機械鉆速4.59m/h,是牙輪的2倍;最大井斜1.5°,達到設計要求。
(1)通過井身結構的優(yōu)化,A井采用三開的井身結構,保證了A井施工的順利進行。
(2)A井施工中,通過鉆頭的優(yōu)選,形成了鉆頭序列,實現(xiàn)了高效破巖,提高了機械鉆速。
(3)在A井施工中應用新型的鉆井提速工具—液動旋沖工具,解決了“黏滑”現(xiàn)象,提高了硬地層的機械鉆速。
[1]劉強,宗偉.大慶長垣東部地區(qū)深井鉆頭的優(yōu)選[J].長江大學學報(自然科學版),2010,7(1):192-201.
[2]紀明師,張富成,張慶華,等.砂礫巖地層鉆頭合理選型研究與應用[J].石油鉆采工藝,2005,27(3):13-14.