龔江川 蒙有鵬 張?zhí)m州 張偉 李云志

摘 要：三塘湖盆地致密油勘探開(kāi)發(fā)前景廣闊，開(kāi)發(fā)逐年提高，設(shè)計(jì)多為深井和水平井，針對(duì)以上區(qū)塊鉆井過(guò)程存在的問(wèn)題，成立三塘湖致密油藏鉆井提速技術(shù)研究組，系統(tǒng)調(diào)研分析完成井資料，重點(diǎn)開(kāi)展鉆具組合優(yōu)化、PDC鉆頭優(yōu)選、井塌機(jī)理和處理方法、水平井安全鉆井技術(shù)、自激諧振水力脈沖等技術(shù)研究，達(dá)到安全快速鉆井。

關(guān)鍵詞：致密油水平井;安全快速;三塘湖

1 前言

近兩年三塘湖油田相繼在條湖組（P2t）和哈兒加烏（C2h）火成巖致密油藏取得重大發(fā)現(xiàn)，特別是2015年以來(lái)在馬56區(qū)和馬67區(qū)針對(duì)該致密油藏部署12口井，為加快勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)度，進(jìn)行該區(qū)塊提速研究工作。

2 鉆井難點(diǎn)分析

①小泉溝組、條湖組及以下地層傾角28-48°，常規(guī)“塔式”鉆具、直螺桿“單二”結(jié)構(gòu)鉆具對(duì)鉆壓敏感，防斜打快矛盾突出;②上部大段砂礫巖，易造成PDC鉆頭先期損壞，導(dǎo)致行程鉆速低;下部火山巖發(fā)育，研磨性強(qiáng)、可鉆性差，機(jī)速低;③井塌、井漏等事故復(fù)雜多發(fā)，小泉溝、條湖裂縫性發(fā)育，易發(fā)生井漏;條湖組凝灰?guī)r破碎、地層膠結(jié)不穩(wěn)易發(fā)生坍塌。

3 主要研究?jī)?nèi)容

3.1 優(yōu)化井身質(zhì)量控制方案，應(yīng)用MWD復(fù)合鉆井技術(shù)，實(shí)現(xiàn)防斜打快

3.1.1 地層自然造斜規(guī)律

通過(guò)調(diào)研多口井資料顯示，在2000米左右増斜較快，且方位不變，常規(guī)鉆具防斜困難，參數(shù)得不到強(qiáng)化。

3.1.2 井身質(zhì)量控制方案的優(yōu)化

3.1.3 應(yīng)用效果

應(yīng)用MWD復(fù)合導(dǎo)向，防斜、提速同步進(jìn)行，2015年復(fù)合導(dǎo)向進(jìn)尺比例占總進(jìn)尺的72.7%;井身質(zhì)量均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，除個(gè)別井下部井段復(fù)雜之外，采用MWD全程跟蹤。

3.2 針對(duì)上部大段砂礫巖、下部火成巖，應(yīng)用個(gè)性化鉆頭配合中低速螺桿、自激諧振射流技術(shù)，提高機(jī)械鉆速

3.2.1 巖石可鉆性分析

巖石可鉆性研究，采用取自馬朗凹陷巖芯進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，對(duì)于牙輪和PDC鉆頭，依據(jù)可鉆性與聲波時(shí)差的相關(guān)性，建立可以用來(lái)計(jì)算可鉆性極值的關(guān)系模型：Δtp-聲波時(shí)差。

3.2.2 PDC鉆頭優(yōu)選

①上部地層可鉆性好，但砂礫巖對(duì)鉆頭沖擊大，針對(duì)礫石層段應(yīng)用FX56鉆頭;②針對(duì)下部強(qiáng)研磨地層應(yīng)用FX64D鉆頭，兼顧進(jìn)攻性和耐久度。

3.2.3 針對(duì)二疊系和石炭系致密地層應(yīng)用高速牙輪鉆頭

3.2.4 應(yīng)用中低速螺桿

優(yōu)選大扭矩中低速螺桿，提高PDC鉆頭工作穩(wěn)定性;下部難鉆地層強(qiáng)化鉆壓，增加鉆頭吃入地層深度，提高鉆頭破巖能力，選用7頭螺桿，轉(zhuǎn)速在80-120轉(zhuǎn)。

3.2.5 應(yīng)用自激諧振脈沖射流鉆井技術(shù)進(jìn)一步提高機(jī)速

3.2.6 優(yōu)化后效果

①PDC鉆頭應(yīng)用效果，牛東110井二開(kāi)創(chuàng)單只鉆頭最長(zhǎng)進(jìn)尺記錄，對(duì)比鄰井同井段平均機(jī)械鉆速提高87.36%。牛東110井中下部井段對(duì)比鄰井同井段平均機(jī)械鉆速提高47.49%;②高速牙輪鉆頭使用效果;③脈沖射流技術(shù)應(yīng)用效果：馬65條湖組應(yīng)用自激諧振脈沖工具配合脈沖PDC鉆頭MCXT416P-6，對(duì)比鄰井平均機(jī)速3.42m/h提高2.25m/h，提高幅度47.36%。馬68在哈爾加烏組應(yīng)用自激諧振脈沖工具配合脈沖PDC鉆頭MCXT613P-6，機(jī)速比鄰井牛東110井提高42%。

3.3 優(yōu)化鉆井液配方，提高防塌、防漏性能;針對(duì)水平井應(yīng)用弱凝膠體系，提高水平段泥漿的攜砂能力

3.3.1 地層穩(wěn)定性、漏失性研究

①火成巖地層礦物組分多，粘土礦物含量少，為鉆井液濾液侵入提供了通道和水化空間泥頁(yè)巖水化剝落造成井壁失穩(wěn);②二疊系、石炭系火成巖裂縫以微裂縫、中小裂縫為主，并且存在一定的孔隙，鉆井過(guò)程中容易出現(xiàn)嚴(yán)重漏失。

3.3.2 確定直井鉆井液體系配方，解決二疊系及下部井段井塌井漏難題

根據(jù)吐哈常規(guī)體系特點(diǎn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果，確定出滿足三塘湖深部地層井壁穩(wěn)定要求的聚合物、聚磺鉆井液體系配方，隨鉆801。

3.3.3 優(yōu)化后效果

通過(guò)優(yōu)化和完善鉆井液配方，復(fù)雜事故率逐年降低;在水平段應(yīng)用弱凝膠體系，成功解決長(zhǎng)水平段的巖屑攜帶問(wèn)題，水平段長(zhǎng)度記錄不斷突破。

4 成果應(yīng)用情況

整體應(yīng)用效果：①應(yīng)用12口井，其中水平井6口;平均井深3399.50m，平均機(jī)速5.30m/h，平均鉆井周期55.02天，復(fù)雜損失率0.29%，事故損失率0;②通過(guò)提速技術(shù)的研究與應(yīng)用，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大幅提高，2015年完成井相比以前平均井深增加了42.33m，平均鉆井周期縮短了12.46天，縮短幅度18.46%，平均機(jī)械鉆速提高1.13m/h，提高幅度27.02%。