贠建林
(甘肅煤田地質(zhì)局145隊(duì),甘肅 張掖 734000)
本井位于潮水盆地東部、紅柳園坳陷內(nèi),南距民勤縣城32km,主要查明調(diào)查區(qū)頁(yè)巖氣形成地質(zhì)條件和資源潛力,為潮水盆地頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)和勘查開發(fā)提供基礎(chǔ)資料。要求鉆機(jī)滿足3000m深度,全孔取心,配合巖性解析在規(guī)定時(shí)間內(nèi)采取巖心,經(jīng)過分析論證,選擇了TSJ3000/445A鉆機(jī)配加厚Φ89mm特制繩索鉆具,以滿足上述要求。
設(shè)計(jì)井深2600m,采取繩索取心工藝,泥頁(yè)巖取心收獲率≥80%,目的層取心收獲率≥90%,泥頁(yè)巖心提升時(shí)間限定為:井深1000m以淺,取心內(nèi)筒從提升開始至出口時(shí)間小于20min,從出井口到巖心裝罐完時(shí)間小于10min。井深1000m以深,從提升開始至出口時(shí)間不大于0.02min/m×H(H為深度,m)。
根據(jù)施工情況,擬采用三開井身結(jié)構(gòu):
一開:采用Φ311mm鉆頭開孔,鉆至第四系黃土以下穩(wěn)定堅(jiān)硬的未分化巖層,下入Φ244.5mm套管固井,封割疏松、坍塌地層及第四系含水層。
二開:如果白堊系地層松散、不穩(wěn)定或存在復(fù)雜層段,則采用Φ216mm鉆頭快速穿過復(fù)雜層段,再下入Φ194mm套管護(hù)壁,套管下入深度依據(jù)實(shí)際地層情況確定。
三開:采用Φ152mm鉆頭取心鉆至井底。
井身結(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1 井身結(jié)構(gòu)
一開:Φ311mm鉆頭+Φ295mm穩(wěn)定器+Φ228.6mm鉆鋌Φ229mm接頭+Φ203.2mm鉆鋌+Φ159mm 鉆鋌+Φ127mm鉆桿;
二開:Φ216mm鉆頭+Φ203.2mm鉆鋌+Φ159mm鉆鋌+Φ127mm加重鉆桿+Φ89mm鉆桿;
三開:Φ152mm鉆頭+Φ127mm取心器+Φ98mm加重鉆桿+Φ89mm鉆桿;
表1 鉆機(jī)型號(hào)及鉆探主要設(shè)備一覽表
5.1.1 一開井段鉆井液類型及性能
(1)鉆井液配方(膨潤(rùn)土鉆井液體系)。8%~10%膨潤(rùn)土+0.4%Na2CO3+0.3%NaOH+0.2%~0.4%CMC+2%~3%MMH+重晶石;
(2)鉆井液性能。密度:1.10~1.20g/cm3,漏斗黏度60~90s,API失水≤10mL;
5.1.2 二開井段鉆井液類型及性能
(1)鉆井液配方(鉀鈣基聚磺鉆井液體系)。4%膨潤(rùn)土+0.2%Na2CO3+0.5%KOH+0.6%~0.8%MAN101+8%~10%KCl+0.6%~0.8%MAN104+2%~3%SMP+0.3%~0.5%NPAN+2%~3%SPNH+3%~5%磺化瀝青+2%QCX+0.2%~0.5%CaO+1%~2%低熒光潤(rùn)滑劑+重晶石;
(2)鉆井液性能。密度:1.20~1.30g/cm3,漏斗黏度45~80s,API失水≤5mL,泥餅≤0.5mm,PH8~10,含砂量≤0.5;
5.1.3 三開井段鉆井液類型及性能
(1)鉆井液配方(鉀鈣基聚磺鉆井完井液體系)。4%膨潤(rùn)土+0.2%Na2CO3+0.5%KOH+0.6%~0.8%MAN101+8%~10%KCl+0.6%~0.8%MAN104+2%~3%SMP+0.5%~0.7%NPAN+2%~3%SPNH+5%磺化瀝青+2%QCX+1%WC+0.2%~0.5%CaO+1%~2%低熒光潤(rùn)滑劑+重晶石;
(2)鉆井液性能。密度:1.30~1.35g/cm3,漏斗黏度45~80s,API失水≤4mL,泥餅≤0.5mm,PH8~10,含砂量≤0.5;
調(diào)整鉆井液性能,確保井內(nèi)穩(wěn)定,井眼暢通,井底無(wú)沉砂;按施工設(shè)計(jì)要求對(duì)下部管及接頭、附件等所有絲扣連接處做好固定,保證入井套管完好無(wú)損;做好水泥及外加劑的運(yùn)輸管理和地層承壓試驗(yàn),防止井漏;認(rèn)真通井,消除狗腿,使井眼軌跡平滑,保證井壁穩(wěn)定;注水泥漿必須按照固井施工設(shè)計(jì)進(jìn)行,確保連續(xù)施工,最后做好固井質(zhì)量檢測(cè)。
操作要平穩(wěn)、輕提、輕放、慢卸,嚴(yán)禁猛剎猛放,下鉆距井底3~5m開泵循環(huán),循環(huán)正常后,緩慢下鉆到井底試轉(zhuǎn),鉆進(jìn)0.3~0.5m后再調(diào)整到最佳最佳參數(shù);特別要強(qiáng)調(diào)深孔鉆進(jìn)在投放取心內(nèi)管時(shí),要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),逐步完善取心絞車智能數(shù)字計(jì)時(shí)儀器,準(zhǔn)確判斷到達(dá)孔底時(shí)間,既能節(jié)省取心鋼絲繩,節(jié)約取心輔助時(shí)間,而且極大提高了回次取心的準(zhǔn)確性和可靠性。
5.4.1 控制井斜措施
(1)嚴(yán)把設(shè)備安裝質(zhì)量關(guān),保證天輪、導(dǎo)管、井口保持三點(diǎn)一線,孔口管下正、牢固;
(2)鉆進(jìn)做到輕壓、慢轉(zhuǎn),控制轉(zhuǎn)速,合理選擇鉆進(jìn)參數(shù),三班操作一致;
(3)不要頻繁更換鉆進(jìn)方法,以免造成孔壁間隙不均勻,在不穩(wěn)定地層采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁,防止井徑變大;
(4)使用重量大于所需鉆壓加壓時(shí),要使中和點(diǎn)落在鉆鋌上;
(5)在軟硬交錯(cuò)地層采用吊打,增減鉆壓要適當(dāng),送鉆均勻,采用低鉆壓較高轉(zhuǎn)速;
(6)正常鉆進(jìn)中采用單點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行井斜監(jiān)控,要求每鉆進(jìn)30m測(cè)量一次井斜,若出現(xiàn)超標(biāo)趨勢(shì),馬上采取糾斜措施。
通過上述措施的控制,該井從開孔到2786.56m終孔時(shí),井斜沒有超過11°。
5.4.2 坍塌、掉塊應(yīng)對(duì)措施
該井在1000m左右,有輕微掉塊現(xiàn)象,通過適當(dāng)增加NPAN、磺化瀝青的含量,在不提粘的情況下,起到了防塌降濾失效果和潤(rùn)滑抑制作用;終孔測(cè)井時(shí),在1780~1820m段,有較大坍塌現(xiàn)象,測(cè)井探管無(wú)法穿過,經(jīng)過反復(fù)測(cè)試,在三開鉆井液配方的基礎(chǔ)上,加長(zhǎng)循環(huán)槽的長(zhǎng)度,逐漸加大重晶石粉的含量,直到最優(yōu)含量時(shí)(一定要防止地層壓漏),井內(nèi)沉渣逐步排出,測(cè)井時(shí)探管順利穿過,后來(lái)由于測(cè)井設(shè)備出現(xiàn)了故障,過了48h,探管仍然一次性到達(dá)井底,有效地解決了坍塌問題。
5.4.3 井漏的應(yīng)對(duì)措施
施工過程中,上部700~800m左右有輕微漏失現(xiàn)象,通過增加膨潤(rùn)土、MAN104等材料的含量,提高鉆井液的黏度和切力,堵住滲漏現(xiàn)象;1500m左右出現(xiàn)了中等漏失,立即起鉆,檢查泥漿泵,配制堵漏泥漿,主要增加膨潤(rùn)土、SMP、SPNH、QCX等材料含量,調(diào)整粘切,然后將鉆具下至漏失層位,用小排量將堵漏漿泵入漏失層位頂部,靜止堵漏4~6h(防止因泥漿靜止時(shí)間長(zhǎng)靜切過大而切漏地層),必須保持井內(nèi)灌滿鉆井液,再在漏層頂部小排量循環(huán)0.5h,再逐漸開至正常排量循環(huán),最終解決了整個(gè)過程中井內(nèi)鉆井液漏失的情況。
5.4.4 環(huán)保措施
(1)嚴(yán)格按照施工平面圖布置生產(chǎn)生活區(qū)域,不得超過占規(guī)定地面積;
(2)做好油、水、電等管線連接,加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng),杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象發(fā)生;
(3)生活垃圾、工作現(xiàn)場(chǎng)廢棄物集中歸類,施工結(jié)束后統(tǒng)一處理;
(4)泥漿處理配置了振動(dòng)篩、除砂器等泥漿凈化設(shè)備,加快了泥漿的循環(huán)凈化,杜絕了廢棄物的排放,最大限度地減少了污染,全井未排放一滴廢泥漿,從井內(nèi)流出的廢泥漿經(jīng)凈化后再次利用,既節(jié)約了泥漿材料和生產(chǎn)用水費(fèi)用,又保護(hù)了環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了綠色鉆井。
(5)鉆井結(jié)束后,將鉆渣按環(huán)保要求拉到指定的地方,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了平整恢復(fù)。
深孔繩索取心鉆井在設(shè)備配置上一直是個(gè)難題,常規(guī)巖心鉆機(jī)滿足不了深度要求,帶轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)施工時(shí)常規(guī)取心鉆具很難滿足扭矩要求,我隊(duì)經(jīng)過反復(fù)論證,決定將Φ89mm、壁厚9.35mm鉆具兩端內(nèi)徑加大至鉆具本身內(nèi)徑,配置TSJ3000/445A鉆機(jī),施工過程中,加強(qiáng)對(duì)泥漿配置、測(cè)試、管理,并對(duì)取心裝置不斷改進(jìn),順利完成了該井的鉆井施工,完井深度2786.56m,各項(xiàng)工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及合同要求,創(chuàng)造了我隊(duì)乃至省內(nèi)深孔繩索取心鉆井新紀(jì)錄,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。