胡先平

（大慶鉆探工程公司三聯(lián)實(shí)業(yè)有限公司 黑龍江大慶 163000）

1 地質(zhì)概況

徐深氣田鉆遇的地層巖性將自上而下揭示的地層依次為第四系、第三系泰康組、上白堊統(tǒng)明水組、四方臺(tái)組、下白堊統(tǒng)嫩江組、姚家組、青山口組、泉頭組、登婁庫(kù)組四段、三段、二段、營(yíng)城組（未穿）。嫩江組粘土礦物以蒙皂石和伊利石為主；姚家組粘土礦物以伊利石為主，含量達(dá)到60%以上；容易出現(xiàn)縮徑、泥包、卡鉆等復(fù)雜。青山口組巖性以泥頁(yè)巖為主，粘土礦物含量達(dá)70%～90%，易發(fā)生表面水化、坍塌、井壁剝落等復(fù)雜；微裂縫、孔隙發(fā)育，鉆井液濾液進(jìn)入孔縫中，降低巖石內(nèi)聚力及巖石強(qiáng)度。

2 施工難點(diǎn)及解決思路

2.1 施工難點(diǎn)

（1）技套深度一般為2700-3100m，一般在登四段完鉆，技套對(duì)上部不穩(wěn)定泥巖段進(jìn)行封固，技套施工的層位較多，由于技套井深達(dá)到2700m以上，鉆進(jìn)周期較長(zhǎng)，鉆進(jìn)周期多在15天以上，需要不斷的短起或長(zhǎng)起修整井壁，以保證井下安全，長(zhǎng)短起修整時(shí)間較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了整個(gè)鉆井周期。

（2）當(dāng)鉆進(jìn)至泉一段時(shí)，由于巖性較硬，機(jī)械鉆速變慢，后期鉆進(jìn)周期較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了整個(gè)鉆井周期。

（3）鉆進(jìn)過程中，由于上部泥巖段較長(zhǎng)，嫩江組大段泥巖，由于鉆速過快，返砂不充分，粘土礦物易聚集在井壁上，鉆進(jìn)過程中極易出現(xiàn)泥包、泥環(huán)等現(xiàn)象，影響技套鉆進(jìn)施工，必須通過長(zhǎng)起或短起進(jìn)行處理；青二三段橫縱裂隙發(fā)育，易掉塊，出現(xiàn)井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，泉頭組砂泥巖互層，各層位地層特性各具特點(diǎn)，由于周期較長(zhǎng)，鉆進(jìn)過程中整個(gè)井眼的井壁穩(wěn)定情況也需重視，往往起鉆時(shí)，由于鉆具磕碰，導(dǎo)致井壁剝落發(fā)生復(fù)雜。

2.2 解決思路

（1）由于技套鉆進(jìn)周期較長(zhǎng)，為了有效提高鉆井效率，較少整體周期，必須減少短起下鉆，在鉆速由于鉆頭磨損嚴(yán)重明顯變慢時(shí)再進(jìn)行起鉆，減少短起下就需要在鉆進(jìn)過程添加φ290-300mm清砂接頭或螺扶以保證鉆進(jìn)過程中能清理上部井壁吸附的鉆屑或者嫩江組水化膨脹后的泥餅，同時(shí)可使上部井筒更加暢通，每350-500m添加1個(gè)就可有效減少起鉆次數(shù)。

（2）由于下部鉆速較慢周期較長(zhǎng)，在鉆頭磨損嚴(yán)重需要換鉆頭時(shí)，建議下部井段使用提速工具，可使用液動(dòng)懸沖工具或螺桿連接鉆頭，達(dá)到提速效果。

（3）合理的優(yōu)化鉆井液體系及措施，上部地層嫩江組，增強(qiáng)鉆井液的抑制性，通過添加一定的潤(rùn)滑劑，使鉆進(jìn)過程中的鉆屑中所含坂土進(jìn)行分散，防止粘土聚結(jié)，形成泥包或泥環(huán)；對(duì)于青山口易剝落井段，添加足量封堵材料，保持井壁穩(wěn)定；下部泉頭組地層仍以抑制性為主，防止地層造漿，保持性能穩(wěn)定，增強(qiáng)攜巖性，預(yù)防縮徑、剝落等情況。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 工程優(yōu)化方案

3.1.1 加入清砂接頭

采用φ290-300mm方接頭或螺扶，每鉆進(jìn)500m加1個(gè)，1口技套加5個(gè)，加清砂用的方接頭不能過多，防止扭矩過大影響鉆速，通過上述措施可有效減少短起。

3.1.2 優(yōu)化參數(shù)及措施

（1）使用單Φ308mm螺扶，小鐘擺鉆具組合和液動(dòng)旋沖小鐘擺組合，液動(dòng)旋沖工具主要用于泉頭組后面較硬地層進(jìn)行施工。

（2）技套鉆完水泥塞后前150-200m頂驅(qū)轉(zhuǎn)速控制在40-50轉(zhuǎn)/分，然后鉆速逐漸提高為100-120轉(zhuǎn)/分，在明水組和四方臺(tái)組鉆進(jìn)時(shí)控制鉆速，并均勻送鉆，確保每米鉆時(shí)不低于1-1.5min/m，同時(shí)每鉆進(jìn)一個(gè)立柱正倒劃眼2-3次，每次正劃眼或倒劃眼不低于3min，劃眼時(shí)頂驅(qū)轉(zhuǎn)速30-40轉(zhuǎn)/min。每次接完立柱，開泵后鉆頭接觸井底循環(huán)0.5-1min，然后啟動(dòng)頂驅(qū)恢復(fù)鉆進(jìn)，防止井底因巖屑沉降過多鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生泥包。

（3）鉆進(jìn)過程中仍然需要在設(shè)備允許的條件下盡量保持較大排量，初期排量盡量達(dá)到70L/s，后期受泵壓影響排量至少達(dá)到65L/s以上，提高環(huán)空返速，充分?jǐn)y帶鉆屑，保證井眼清潔，并根據(jù)返砂情況可適當(dāng)增加劃眼循環(huán)時(shí)間至30分鐘用以保證返砂效率。

（4）每500米加1個(gè)方接頭，完鉆后短起至1-2個(gè)方接頭處即可進(jìn)行完井作業(yè)，根據(jù)短起時(shí)起鉆情況可增加完鉆后的起鉆井段。

3.2 鉆井液的優(yōu)選與措施

3.2.1 優(yōu)選鉆井液體系

為保證深層技套安全施工，需選用抑制性較強(qiáng)鉆井液體系，能夠使泥巖在較長(zhǎng)時(shí)間浸泡，防止其水化膨脹過快，致使鉆進(jìn)過程中縮徑，泥包。根據(jù)大慶油田目前應(yīng)用的三種水基鉆井液進(jìn)行優(yōu)選。

通過選取徐深氣田其他施工井所取得的嫩江組、青山口組、泉頭組的巖屑，通過120度滾動(dòng)回收試驗(yàn)，得到下述結(jié)果，并通過滾動(dòng)回收率對(duì)抑制性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)2口井配漿性能及抑制性

徐深氣田各層位巖屑在實(shí)驗(yàn)中用鉀鹽共聚物鉆井液體系的滾動(dòng)回收率均高于其他鉆井液體系，鉆井液抑制性比其他兩種體系要高，因此為適應(yīng)該區(qū)塊的安全快速鉆井，選擇具有更強(qiáng)抑制性的鉀鹽共聚物鉆井液比較適合該區(qū)塊。

3.2.2 鉆井液優(yōu)化配方及措施

（1）優(yōu)化現(xiàn)有鉀鹽共聚物配方，減少整體鉆井液體系的坂土含量，減少泥包鉆頭和出現(xiàn)泥環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)。鉀鹽共聚物鉆井液體系優(yōu)化由原來的5%土粉加量變?yōu)?-3%，并減少1種處理劑降濾失劑JS-2用以減少初期粘度并加入潤(rùn)滑劑2-5%潤(rùn)滑劑保證鉆井液的潤(rùn)滑性，并能夠分散鉆進(jìn)時(shí)粘土顆粒減少鉆進(jìn)中土含量的聚集。

（2）嫩江組由于上部易水化分散井段施工固相的侵入，嫩五、四段造漿段的協(xié)同作用，易出現(xiàn)鉆井液粘度增加的現(xiàn)象，重點(diǎn)保障流變性能穩(wěn)定，同時(shí)嫩二段標(biāo)準(zhǔn)層黑色硬脆油頁(yè)巖易掉塊，重點(diǎn)防塌。

（3）青山口組地層易吸水水化膨脹剝落產(chǎn)生大的泥頁(yè)巖掉塊，鉆井中要增強(qiáng)鉆井液封堵性，降低中壓濾失量，補(bǔ)充井壁穩(wěn)定劑和封堵劑，保持封堵劑濃度在3%以上，加強(qiáng)地層封堵并改善泥餅質(zhì)量。配合使用降濾失劑嚴(yán)格控制API失水小于4ml，盡可能減少剝落掉塊的產(chǎn)生，同時(shí)進(jìn)入青山口后鉆井液密度維持在設(shè)計(jì)上限，保持井壁穩(wěn)定。

（4）在泉頭組以下井段在扶余油層和楊大城子油層繼續(xù)維持鉆井液密度在設(shè)計(jì)上限，加強(qiáng)密度的監(jiān)測(cè)。泉二、泉一段主要為深紫、紫紅色泥巖，容易造漿，保持泥漿抑制性，控制泥漿粘度不超過60s。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

XS12-P1井技套深度為3031m，二開共使用1支315mm PDC鉆頭和1只311.2mmPDC鉆頭，進(jìn)尺2740m，鉆速15.36m/h，其中第2只鉆頭采用液動(dòng)旋沖提速工具，后期泉一段鉆速明顯變快，二開鉆進(jìn)周期為11.06天，當(dāng)時(shí)在徐深氣田創(chuàng)下3000m以上井深的技套最快紀(jì)錄。

5 結(jié)論與建議

（1）使用清砂接頭及提速工具在排量能達(dá)至65-72L/s的情況下，通過高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)可極大提高徐深氣田井深較深技套的快速施工，可有效提高鉆速，縮短技套施工周期，減少?gòu)?fù)雜情況的發(fā)生。

（2）鉀鹽共聚物鉆井液的抑制能力能滿足徐深氣田快速鉆井的施工，在此基礎(chǔ)上形成了一套完整的徐深氣田快速安全鉆井技術(shù)，可進(jìn)一步提高鉆井施工效率。