張 敏

（中國石化勝利石油工程有限公司西南分公司，四川德陽 618000）

川東南涪陵地區(qū)北部長興組礁灘相儲(chǔ)層一直是接替元壩氣田的突破點(diǎn)，隨著興隆1 井、隆盛1 井、泰來2 井在長興組均獲得高產(chǎn)天然氣，實(shí)現(xiàn)了新突破。為了進(jìn)一步對(duì)涪陵地區(qū)北部礁灘相儲(chǔ)層產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)估，先后部署了泰來201、泰來202 以及泰來6等井，對(duì)該區(qū)塊作進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。通過在泰來202井應(yīng)用多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝，克服了陸相致密性巖層裂縫發(fā)育、地層傾角大、超深定向等困難，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)快鉆井。

1 泰來202 井優(yōu)快鉆井難點(diǎn)分析

優(yōu)快鉆井是指在現(xiàn)有技術(shù)條件下，優(yōu)選優(yōu)配各種鉆井技術(shù)，最終達(dá)到滿足地質(zhì)鉆井需要，最大限度降本增效的鉆井配套技術(shù)[1]。泰來區(qū)塊鉆井較少，可借鑒的資料缺乏，制約泰來區(qū)塊優(yōu)快鉆井的主要影響因素有：①泰來區(qū)塊是以砂泥巖為主的侏羅系–三疊系上三疊統(tǒng)陸相沉積層和以碳酸鹽巖為主的中下三疊統(tǒng)及二疊系海相沉積層組成，海相地層與元壩區(qū)塊類似；②川東南地區(qū)壓力體系復(fù)雜，存在多套壓力系統(tǒng)，氣層長井段分布，區(qū)域可比性差，地層壓力預(yù)測困難；③該區(qū)塊陸相地層泥頁巖厚度占地層厚度50%，井壁易失穩(wěn)，易出現(xiàn)塌、漏、涌、卡等復(fù)雜情況[2]；④高陡構(gòu)造，自然造斜能力強(qiáng)，井身軌跡控制難度大。綜上所述，要實(shí)現(xiàn)泰來區(qū)塊優(yōu)快鉆井，應(yīng)重點(diǎn)解決陸相地層防斜打快、海相地層安全鉆井和井眼軌跡控制等問題。

2 泰來202 井優(yōu)快鉆井技術(shù)對(duì)策

2.1 陸相地層防斜打快鉆井技術(shù)

泰來202 井處于高陡構(gòu)造上，陸相地層傾角高達(dá)16.4°，因此防斜打直、控制井徑擴(kuò)大率、井身軌跡控制是重點(diǎn)和難點(diǎn)。空氣鉆井技術(shù)是解決川渝地區(qū)陸相地層鉆井提速難題的核心技術(shù)。

在泰來202 井涼高山組油氣層（井深1 840～ 1 890 m）以上采用空氣鉆，通過空氣錘配套技術(shù)，以小鉆壓吊打，可提高鉆井速度，起到很好的防斜打直效果。鉆遇淺層油氣層后，轉(zhuǎn)換為常規(guī)鉆井液鉆井?？諝忏@可以在井底形成有利于高效破巖的較大負(fù)壓差，可大幅提高鉆速，延長鉆頭使用壽命，避免地層漏失，減少地層遇水膨脹垮塌[3]?？諝忮N采用小鉆壓，在對(duì)鉆壓較為敏感的易斜地區(qū)，更有利于井身質(zhì)量控制[4]。

2.2 海相地層優(yōu)快鉆井技術(shù)

根據(jù)川東南地區(qū)海相碳酸鹽巖地層抗鉆特性試驗(yàn)分析結(jié)果以及川東北實(shí)鉆經(jīng)驗(yàn)，高強(qiáng)度低研磨均質(zhì)地層適用于螺桿+PDC 的復(fù)合鉆井技術(shù)來提速[5–6]。泰來202 井選用New–Drill（新型高效轉(zhuǎn)速鉆壓恒定器+定制式高效鉆頭鉆井）+PDC 鉆頭復(fù)合鉆井技術(shù)，優(yōu)選鉆井參數(shù)、鉆井液配方，可大幅提高鉆井機(jī)械鉆速。

2.2.1 New–Drill 工具原理

New–Drill 工具由旋轉(zhuǎn)動(dòng)力發(fā)生器、軸向脈沖動(dòng)力發(fā)生器等組成，該工具借助扭轉(zhuǎn)沖擊動(dòng)載荷和恒定的鉆壓控制實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭的高效輔助破巖[7]。

圖1 New-Drill 工具結(jié)構(gòu)

2.2.2 New–Drill 工具實(shí)際應(yīng)用

泰來202 井在二開、三開井段，避開產(chǎn)層或復(fù)雜層位使用New–Drill+PDC 鉆井技術(shù)，井段位于自流井的涼高山組、珍珠沖組、須家河組、雷口坡組和嘉五四段。泰來202 井使用New–Drill+PDC 鉆井技術(shù)共計(jì)8 趟，累計(jì)進(jìn)尺1 813 m，平均機(jī)械鉆速4.61 m/h（表1）。

表1 泰來202 井NEW-DRILL+PDC 鉆井技術(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2.3 New–Drill 工具應(yīng)用對(duì)比

泰來202井三開使用New–Drill工具單趟鉆最高進(jìn)尺827 m，縮短了鉆井周期，創(chuàng)出該區(qū)塊鉆井施工多項(xiàng)新紀(jì)錄：①須家河組井段2 743～2 963 m，進(jìn)尺220 m，純鉆時(shí)間42.62 h，機(jī)械鉆速5.16 m/h，比泰來201 井機(jī)械鉆速（1.13 m/h）提高近4 倍，創(chuàng)該區(qū)塊須家河組地層單趟鉆最高進(jìn)尺及單趟鉆最高機(jī)械鉆速紀(jì)錄；②在海相地層雷口坡–嘉陵江組地層單趟鉆最高進(jìn)尺827 m 和機(jī)械鉆速5.53 m/h，創(chuàng)該區(qū)塊海相地層單趟鉆最高進(jìn)尺及最高機(jī)械鉆速兩項(xiàng)紀(jì)錄。

2.3 鉆頭優(yōu)選

淺層鉆進(jìn)時(shí)采用牙齒較長而軸承壽命長的江漢鉆頭，充分發(fā)揮空氣機(jī)械鉆速高的優(yōu)勢(shì)。用空氣鉆時(shí)，鉆進(jìn)時(shí)間稍微較長，鉆頭外徑磨損嚴(yán)重，宜選用強(qiáng)保徑鉆頭，保證井眼尺寸。在自流井–須家河組地層，石英含量高，牙輪鉆頭容易失效，使用壽命短，建議選抗研磨性好的PDC+動(dòng)力鉆具用于須家河組地層提速，海相地層使用螺桿+PDC 鉆頭可有效提高機(jī)械鉆速并避免鉆頭故障的發(fā)生。長興組下部地層和吳家坪組地層可鉆性差，地層以含硅灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r為主，含有燧石條塊，研磨性高，可鉆性差，蹩鉆易崩斷鉆頭牙齒，建議使用江漢產(chǎn)抗研磨性的牙輪鉆頭（如HF637GL），優(yōu)選PDC 鉆頭（海相，避開產(chǎn)層情況下）。PDC 鉆頭不僅機(jī)械鉆速高，而且壽命長，可以減少起下鉆次數(shù)，從而保證純鉆進(jìn)時(shí)效。

應(yīng)用空氣鉆、New–Drill 鉆井技術(shù)、PDC+螺桿復(fù)合鉆井技術(shù)等新工藝新技術(shù)，泰來202 井鉆井速度上了一個(gè)新臺(tái)階（表2）。

表2 泰來區(qū)塊各井地層機(jī)械鉆速對(duì)比

2.4 鉆井液優(yōu)選

針對(duì)不同地層的巖性特點(diǎn)，相應(yīng)調(diào)整鉆井液性能，確保鉆井施工順利進(jìn)行。在二開氣液轉(zhuǎn)換過程中，采取了先行泵入由聚合醇、白油和高聚物配制的前置液，以潤濕反轉(zhuǎn)井壁；再灌暫堵劑、聚合醇類和多軟化點(diǎn)封堵防塌劑；隨后使用抑制劑CMP 和聚合物包被劑，保持鉆井液的抑制包被能力，并以合適的密度來預(yù)防井漏，可提高陸相地層鉆井速度。在海相地層使用聚磺防塌鉆井液能夠很好地鉆穿大段石膏和鹽巖層，可控制井徑擴(kuò)大率；海相地層防塌、防漏以酸溶暫堵劑、低熒光封堵防塌劑和超細(xì)目碳酸鈣復(fù)合配方為主，效果良好。泰來202 井三開鉆遇石膏層，未能提前加入處理劑，造成鉆井液性能發(fā)生較大變化。為此，建議在遇石膏地層之初，及時(shí)加入一定量的純堿，預(yù)防鈣離子對(duì)鉆井液的污染，造成鉆井液性能出現(xiàn)大的波動(dòng)。

防漏技術(shù)關(guān)鍵在于要詳細(xì)考察鄰井漏失情況，對(duì)于何種地層、何種工程措施狀況下可能發(fā)生漏失，提前準(zhǔn)備堵漏預(yù)案。鉆達(dá)疑似漏失層位之前一定要準(zhǔn)備好堵漏材料與設(shè)備，提前配制堵漏漿并在地面攪拌水化，做到隨時(shí)取用，提高堵漏效率，減少鉆井液的損失和不安全因素的影響。泰來202 井僅發(fā)生1 次井漏。井漏次數(shù)和漏失量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于鄰井泰來2 井（共漏失1 908 m3）和泰來201 井。

3 結(jié)論與建議

（1）海相地層優(yōu)選New–Drill 鉆井工具實(shí)現(xiàn)了海相高強(qiáng)度低研磨均質(zhì)地層有效提速。

（2）發(fā)揮New–Drill+PDC 復(fù)合優(yōu)勢(shì)，提高了鉆井速度，大幅度縮短了鉆井周期。相比空氣鉆而言，減少了液氣轉(zhuǎn)化過程以及井控風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)化PDC鉆頭選型，增加與New–Drill 動(dòng)力鉆具的使用時(shí)間，可進(jìn)一步提高鉆井速度。

（3）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鉆井液的維護(hù)和處理，嚴(yán)防鉆井液性能大起大落，提高鉆井液的護(hù)壁性及流變性，保持鉆井液的清理，堅(jiān)持每天進(jìn)行檢測，定期送檢鉆井液是鉆井提速的主要保障。