摘 要：京津冀地?zé)峋袌?chǎng)效益高、前景廣，但鉆井難點(diǎn)突出，易惡性漏失，造成井眼軌跡失控、卡鉆等復(fù)雜和故障。雙壁鉆桿氣舉穿漏技術(shù)是一種利用雙壁鉆桿的注空氣正循環(huán)欠平衡鉆井新技術(shù)，能夠有效解決地?zé)徙@井漏失狀態(tài)下的攜巖、測(cè)斜、打塞等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：地?zé)峋?雙壁鉆桿;漏失;軌跡控制;氣舉穿漏

1 京津冀地?zé)徙@井概述

1.1 京津冀地?zé)岣艣r

地?zé)崮茉醋鳛橐环N可再生能源，清潔、環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益巨大，開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。京津冀地區(qū)是我國(guó)中低溫地?zé)崽锛蟹植嫉牡貐^(qū)，也是我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)。20世紀(jì)70年代，我國(guó)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的第一個(gè)春天--“天津地?zé)釙?huì)戰(zhàn)”，開(kāi)始于京津冀地區(qū)。京津冀地?zé)衢_(kāi)發(fā)總體呈現(xiàn)“儲(chǔ)量大、前景廣，污染小、效益高，投入低、難度大”的特點(diǎn)，且具有水量大、水溫高、易回灌、效益好等優(yōu)點(diǎn)，按國(guó)家《地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》預(yù)計(jì)，2020年京津冀地區(qū)地?zé)崮苣昀昧繉⑦_(dá)到約2000萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。現(xiàn)在，伴隨霧霾治理、應(yīng)對(duì)氣候變化等工作，在國(guó)家清晰的頂層設(shè)計(jì)下，京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用正迎來(lái)第二個(gè)春天。

1.2 地?zé)峋@井難點(diǎn)

較石油天然氣鉆井，地?zé)徙@井的投入偏低，行業(yè)規(guī)范化不足，鉆井施工難點(diǎn)未能得到有效重視與解決，很大程度上影響了效益的產(chǎn)出與技術(shù)進(jìn)步。近年來(lái)在京津冀地區(qū)進(jìn)行了多輪次的開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)了多起鉆井復(fù)雜和故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2017-2018年在雄安新區(qū)就有6口井在薊縣系霧迷山組發(fā)生失返性漏失，引起4次上部地層垮塌埋鉆事故，導(dǎo)致其中3口井原井眼報(bào)廢而填井側(cè)鉆，1口井提前完鉆。

京津冀地區(qū)具有良好的基巖巖溶熱儲(chǔ)層，從鉆井工程角度，京津冀地?zé)徙@井過(guò)程中主要面臨的難題主要表現(xiàn)在：地層漏失及漏失情況下的井身質(zhì)量控制問(wèn)題。

鉆遇巖溶熱儲(chǔ)層大概率發(fā)生井漏，影響鉆井作業(yè)。一旦發(fā)生漏失，只能強(qiáng)鉆盲打，MWD定向儀器無(wú)信號(hào)，導(dǎo)致軌跡失控、扭矩倍增，同時(shí)因清水強(qiáng)鉆加上返速不夠，極易發(fā)生掉塊卡鉆或鉆具故障。

2 雙壁鉆具氣舉穿漏技術(shù)

雙壁鉆桿氣舉穿漏技術(shù)，是通過(guò)雙壁鉆桿及井下氣舉閥在上部井段注入空氣，將上部井眼環(huán)空鉆井液舉升，降低井筒ECD（環(huán)空循環(huán)當(dāng)量密度），使其略小于地層漏失壓力，建立循環(huán)滿足鉆進(jìn)攜巖的要求，同時(shí)降低漏失、實(shí)現(xiàn)易漏地層穿越的鉆井新技術(shù)。該技術(shù)利用充氣形成欠平衡壓力狀態(tài)，有利于保護(hù)熱儲(chǔ)層，同時(shí)降低鉆井液液柱壓力，利于提高機(jī)械鉆速。

3 雙壁鉆桿氣舉穿漏技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 阿爾卡迪亞1井概況

阿爾卡迪亞1井是一口部署在河北霸州的基巖地?zé)峋?，設(shè)計(jì)井深3932.72m，水泥塞位置為2297.50m。前期鉆井難題主要包括：

①2210m以下白云巖、灰?guī)r地層發(fā)生失返性惡性漏失，井眼環(huán)空液面-172m，無(wú)法建立循環(huán);

②施工需要定向側(cè)鉆，但是無(wú)法建立循環(huán)情況下，常規(guī)MWD無(wú)信號(hào)，無(wú)法使用。

針對(duì)以上難題，制定了雙壁鉆桿氣舉穿漏技術(shù)方案，主要解決以下兩個(gè)問(wèn)題：

①井漏：建立鉆井液（清水）循環(huán)，滿足鉆井?dāng)y帶巖屑要求，減少井下摩阻、減少井下復(fù)雜發(fā)生，保障鉆井過(guò)程中施工安全;

②測(cè)斜：調(diào)節(jié)氣舉穿漏鉆井工藝參數(shù)，保持穩(wěn)定循環(huán)，滿足失返漏失井常規(guī)MWD測(cè)斜要求。

3.2 阿爾卡迪亞1井應(yīng)用情況

該井應(yīng)用過(guò)程主要分為以下階段：

3.2.1 安裝調(diào)試階段

對(duì)氣舉工藝進(jìn)行了調(diào)試，氣舉前對(duì)井內(nèi)液位進(jìn)行重新測(cè)量為-172m。在不使用注氣系統(tǒng)、單獨(dú)開(kāi)鉆井泵情況下，地層漏失嚴(yán)重不返漿，MWD無(wú)信號(hào)。充氣后返漿、排氣正常，實(shí)現(xiàn)建立循環(huán)、MWD有穩(wěn)定、可解碼的信號(hào)。

3.2.2 鉆進(jìn)階段

配鉆具下鉆到底，首先開(kāi)泵頂通水眼，在不充氣的情況下，測(cè)試MWD沒(méi)有信號(hào)，充氣后，可以建立穩(wěn)定的循環(huán)，漏失較小，同時(shí)MWD恢復(fù)信號(hào)，解碼正常。開(kāi)始定向側(cè)鉆，進(jìn)尺4.9m，返出地層巖屑逐漸增多。有效進(jìn)尺達(dá)到32.79m后，因水泥塞段塞，側(cè)鉆后不斷出現(xiàn)放空，側(cè)鉆失敗。

3.2.3 氣舉打塞階段

針對(duì)漏失嚴(yán)重的情況下打水泥塞困難的情況，制定了“雙壁鉆桿充氣舉打水泥塞施工方案”，下入雙壁鉆桿440m，注氣量30m3/min，排量12.18L/s時(shí)，為負(fù)壓狀態(tài)，10min上漲3cm，計(jì)算井底負(fù)壓0.61MPa。注氣壓力3.1MPa下降并穩(wěn)定在2.6MPa，滿足負(fù)壓打水泥塞施工條件。打完塞后，采用15.88L/s的排量頂替，16min后上提一個(gè)單根，開(kāi)始?xì)馀e候凝。候凝8h，過(guò)程中保持排量15L/s、液面基本穩(wěn)定，完成氣舉打塞候凝作業(yè)，為二次側(cè)鉆作業(yè)打下了基礎(chǔ)。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

①雙壁鉆桿氣舉穿漏鉆井技術(shù)可以有效減少失返型惡性漏失的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了鉆井液正常排量循環(huán)建立，滿足鉆井?dāng)y巖要求，減少井下復(fù)雜的發(fā)生;

②該技術(shù)不僅可以有效解決漏失難題，而且實(shí)現(xiàn)了在氣液分注的工藝條件下，在不堵漏的情況下，滿足漏失井軌跡控制、打水泥塞的要求。

③雙壁鉆桿氣舉穿漏技術(shù)應(yīng)用取得了初步成功，建議針對(duì)不同類型區(qū)塊（如地?zé)峋?、常低壓易漏井）等繼續(xù)開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)，進(jìn)一步完善和改進(jìn)工藝參數(shù)、裝備配套及流程等。

參考文獻(xiàn)：

[1]李永和.雙壁鉆桿低壓鉆井工藝技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2007.3.

作者簡(jiǎn)介：

張彥超（1984- ），男，漢族，山東鄆城人，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，本科，工程師，現(xiàn)從事鉆井工程管理工作。