淺析福山油田花13平臺(tái)從式井鉆井技術(shù)

顏寒 林莉莉

1、渤海鉆探第一鉆井工程公司，天津市 大港區(qū) 300280 2、天津市大港油田采油工藝研究院 300280

淺析福山油田花13平臺(tái)從式井鉆井技術(shù)

顏寒1林莉莉2

1、渤海鉆探第一鉆井工程公司，天津市 大港區(qū) 300280 2、天津市大港油田采油工藝研究院 300280

福山油田花13平臺(tái)共設(shè)計(jì)4口井，開發(fā)構(gòu)造位置為福山凹陷花場(chǎng)構(gòu)造流三段花1 3斷塊、花114斷塊，該區(qū)塊地層復(fù)雜，塌漏并存，完井電測(cè)遇阻遇卡現(xiàn)象嚴(yán)重；井溫高，影響固井質(zhì)量；地層有一定傾角，井眼軌跡控制難度大，通過對(duì)鄰井及本平臺(tái)的鉆井施工技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，本平臺(tái)所鉆井的鉆井周期、鉆機(jī)月速大幅提高，為今后本區(qū)塊的優(yōu)快鉆井提供了經(jīng)驗(yàn)。

鉆井；福山；井眼軌跡；鉆頭福山油田主要開發(fā)的福山凹陷位于海南省北部，是北部灣盆地中次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元。凹陷是受燕山運(yùn)動(dòng)的影響在古生界及中生界白堊系變質(zhì)巖基底上，發(fā)育起來的一個(gè)呈北斷南超的箕狀凹陷，構(gòu)造走向北東。花

13平臺(tái)主要開發(fā)福山凹陷花場(chǎng)構(gòu)造流三段花

13斷塊、流一段花114斷塊，主要目的是為了認(rèn)識(shí)評(píng)價(jià)花13斷塊、花114斷塊的油氣層分布規(guī)律及油氣水關(guān)系。

1.花13平臺(tái)施工存在主要難點(diǎn)

（一）、本平臺(tái)花13井在流三段設(shè)計(jì)取心40m，流三段地層極不穩(wěn)定，以大段硬脆性泥巖為主，硬脆性泥巖遇水極易剝落、掉塊，取心難度大。

（二）、根據(jù)防碰計(jì)算，本平臺(tái)4口井直井段涉及防碰，特別是為防止花114-1X井與花13井、花13-1x井、花13-2x相碰，直井段不得向相對(duì)方位100°～133°偏斜。鄰井最小間距不到5m，施防碰形勢(shì)嚴(yán)峻。

（三）該地區(qū)地層硬度高，可鉆性差。表層鉆遇玄武巖，潿洲組造漿嚴(yán)重、易縮徑，流沙港組流二段主要巖性為巨厚層灰黑色泥巖與淺灰色、灰色安山巖、黑灰色輝長(zhǎng)巖。

（四）、本平臺(tái)215.9mm井眼裸眼段長(zhǎng)，易塌長(zhǎng)裸眼段的井眼軌跡控制技術(shù)、井眼凈化是施工中的難點(diǎn)。

（五）地層復(fù)雜，流沙港組坍塌嚴(yán)重、地溫高，對(duì)鉆井液性能要求高，固井難度大。

2. 花13平臺(tái)鉆井施工技術(shù)

2.1 井眼軌跡控制

本平臺(tái)存在防碰繞障，花114-1X井與花13-2x井最為嚴(yán)重，從井深0～540m相距均小于10m、從井深540～1410m相距均在10～20m之間，相對(duì)方位為116.05°～132.58°。在井口處最近距離為4.92m。施工中重點(diǎn)加強(qiáng)防碰，加密測(cè)斜，避免向相對(duì)方位方向偏斜。為取保直井段質(zhì)量，一開鉆進(jìn)采用小鉆壓（10/20KN）、高轉(zhuǎn)速(110rpm)、大排量(62l/s)的鉆進(jìn)參數(shù)。二開（三開）上直段采用鐘擺鉆具組合：∮215.9mm牙輪×0.24m+410/430×0.89m+∮172mm無磁×8.99m+411/4A10×0.92m+∮165mm鉆鋌×8.9m+4A11/410×0.92m+∮213扶正器×1.75m+411/4A10×0.92m+∮165mm鉆鋌×72.72m+4A11/410×0.92m+∮127mm×185.96m+∮127mm鉆桿。鉆井參數(shù):鉆壓(30-50KN)、轉(zhuǎn)速110rpm、排量62l/s。施工重點(diǎn)是防斜、防碰。在防斜方面：控制好鉆壓，優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)防碰技術(shù)，在鉆遇地層軟硬交接面時(shí)，適當(dāng)降低鉆壓，減小地層因素對(duì)井斜的影響，取得了較好的效果。加密測(cè)斜，每50-100m測(cè)斜一次，及時(shí)掌握井眼軌跡情況，避免大幅度調(diào)整井斜方位，鉆出高質(zhì)量的井眼軌道，防止與鄰井相碰。

2.2 鉆頭選型

通過對(duì)鄰井的總結(jié)分析，444.5mm的鉆頭適合使用XHP2、SKH517G型號(hào)，311.1mm鉆頭使用H517G獲得很好的效果。215.9mm鉆頭適合在等樓角、角尾組、下洋組使用，目前普遍使用HJT系列金屬密封牙輪鉆頭。潿洲組適合型號(hào)為KM1652GAR的PDC鉆進(jìn)。難點(diǎn)在于流沙港組，流沙港組為硬脆性地層，可鉆性差，在本平臺(tái)試驗(yàn)了江漢KM1652GAR、成都百施特M1664SS、山東東營迪爾蒙德M5445F和MG535S、北京金工萬邦S1953JG這幾種型號(hào)的PDC鉆頭，其中山東東營迪爾蒙德M5445F和MG535S這2種型號(hào)的鉆頭適合在流沙港組的泥巖段鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速大幅提高。

2.3 長(zhǎng)裸眼段鉆井施工技術(shù)

本平臺(tái)一般從1250m～1700m開始定向，造斜率3.6°/30m。鉆具組合為∮215.9mmPDC×0.32m+∮172mm螺桿（1.5度）×7.68m+∮208扶正器×1.57m+∮165mmMWD短節(jié)×0.72m+∮165mm無磁×8.99m+∮127mm加重×167.06m+∮127mm鉆桿，由于設(shè)計(jì)深定向，且穩(wěn)斜段長(zhǎng)，井斜大，重點(diǎn)解決定向脫壓?jiǎn)栴}和防卡。及時(shí)合理提高極壓潤滑劑、石墨等潤滑劑的加量，提高潤滑性能，有效避免托壓現(xiàn)象的發(fā)生。為加強(qiáng)井眼軌跡控制，自定向段至井底采用螺桿+MWD復(fù)合鉆井技術(shù)。泥漿方面流一段地層巖性主要為泥巖和砂巖，容易水化垮塌，在施工時(shí)及時(shí)將鉆井液密度提高到設(shè)計(jì)上限，黏度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，加入硅穩(wěn)定劑、硅稀釋劑、弱熒光磺化瀝青、弱熒光防塌劑、弱熒光液體潤滑劑，并保證其有效含量，改善泥餅質(zhì)量，嚴(yán)格控制失水，保證井壁穩(wěn)定。每鉆進(jìn)100-150m，搞一次短起下，過一次稠塞，及時(shí)清除井壁巖屑。

表1 M5445F鉆頭與鄰井相同地層機(jī)械鉆速對(duì)比表

表2 S1953JG鉆頭在花114-1X井使用情況

表3 花13井取心情況匯總

2.4 鉆井液技術(shù)

為控制流沙港組地層坍塌，通過對(duì)福山油田已完成井資料的總結(jié)，地層黏土礦物的分析[1]，得出了地層坍塌的原因；從鉆井液體系、流變性和封堵能力方面進(jìn)行研究,提出了配合應(yīng)用正電膠和成膜劑的有機(jī)硅防塌鉆井液技術(shù)，有機(jī)硅防塌鉆井液對(duì)于福山油田井壁穩(wěn)定有較強(qiáng)適用性；體系處理劑配比為:0.2 % KPAM + 0.6 %NPAN + 1.5%GWJ +1.5 %GXJ + 2%KHm + 2%SAS +2%SMP有機(jī)硅防塌鉆井液中，有機(jī)硅的硅醇基與黏土礦物的鋁醇基發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生膠結(jié)性物質(zhì)，將黏土等礦物顆粒結(jié)合成牢固的整體，從而封固井壁。在一定溫度下,有機(jī)硅中的—Si—OH基易和黏土表面的—Si—OH基縮合失水，形成Si—O—Si鍵,在黏土表面產(chǎn)生一種很強(qiáng)的化學(xué)吸附作用，使黏土發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)，從而使泥頁巖的水化得到控制；瀝青類處理劑的加入，可封堵地層中層理裂縫,從而阻止水的進(jìn)入，同時(shí)由于瀝青具有疏水特性，也可有效地阻止濾液進(jìn)入地層，抑制地層的水化，防止井壁的坍塌。

同時(shí)加入正電膠對(duì)鉆井液流變性調(diào)整、使用成膜劑提高對(duì)地層封堵能力以及與工程技術(shù)措施的相互配合[1]，有效控制了地層的進(jìn)一步坍塌，進(jìn)入流二段后,黏度維持在50～70s，動(dòng)塑比控制在0.50 Pa/ mPa?s以上,使鉆井液具有較好的攀巖能力，并根據(jù)井下情況采用稠或稀漿清掃井眼，確保鉆屑被及時(shí)清除出井眼，強(qiáng)化固控設(shè)備的使用，控制含砂量小于0.3% ，保證井眼的清潔。

2.5 固井施工技術(shù)

為了提高固井質(zhì)量，主要采取了以下措施：

（1）套管下到預(yù)訂位置后，充分循環(huán)鉆井液，加入處理劑調(diào)節(jié)鉆井液性能，鉆井液黏度降低到50s左右。在注水泥之前首先注入先導(dǎo)低黏度鉆井液。選用優(yōu)質(zhì)沖洗液稀釋井內(nèi)鉆井液和沖洗井壁上的虛泥餅[2]，加入渤海鉆探工程技術(shù)研究院的專利產(chǎn)品——可加重前置液外加劑ZQY-1 配制的沖洗液，之后注入ZQY-1的隔離液。

（2）提高套管居中度。在主要油氣層段每根套管下入一個(gè)雙弓彈性扶正器，提高頂替效率。

（3）為了防止高溫水泥漿沉降[2]，采取了以下措施:①在水泥漿中加入5% 的微硅，增加漿體的致密性。將微硅加入到水泥漿之后，微硅充填在水泥顆粒之間，減少漿體的顆粒空間，起到防止水泥漿沉降的作用；②使用抗溫性能好的ZJ-5 降失水劑，其分子鏈中引入了偶氮二甲基基團(tuán)，抗溫性能可達(dá)160 ℃。由于該降失水劑的分子在高溫下不斷鏈，保持了水泥漿漿體一定的液相黏度，因此起到了防止水泥漿沉降的作用。

2.6 鉆井取心施工技術(shù)

花13井在流三段3119.03m～3152.52m井段連續(xù)取芯4筒，取芯收獲率100%。該區(qū)塊流三段地層極不穩(wěn)定，以大段硬脆性泥巖為主，硬脆性泥巖遇水極易剝落、掉塊。取心難度大在取心過程中嚴(yán)格控制技術(shù)，調(diào)理好泥漿性能，保證每次順利下鉆到底。取心情況如下表3

3. 取得的成果和認(rèn)識(shí)

3.1 本平臺(tái)花114-1X井鉆井周期23.46天，鉆完井周期28.29天。機(jī)械鉆速10.68m/h，鉆機(jī)臺(tái)月0.94臺(tái)月，鉆機(jī)月速3173.73m/臺(tái)月。鉆井周期、鉆機(jī)月速創(chuàng)同區(qū)塊最高紀(jì)錄。

3.2 本平臺(tái)4口井三大工程質(zhì)量合格，其中花114-1X井井身質(zhì)量合格，固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。

3.3 得出合理的鉆頭選型，其中山東東營迪爾蒙德型號(hào)為M5445F和MG535S的PDC鉆頭在流沙港組機(jī)械鉆速提高84%以上。

3.4 本平臺(tái)施工無井下事故復(fù)雜，起下鉆正常，無劃眼井塌現(xiàn)象，說明有機(jī)硅防塌鉆井液體系對(duì)于福山油田井壁穩(wěn)定有較強(qiáng)適用性。

3.5 花13 井深井段連續(xù)取芯4筒，取芯收獲率均為100%。

3.6 合理的固井技術(shù)措施、水泥漿體系和外加藥液有利于提高固井質(zhì)量。

[1]王魯坤，畢龍井，王禹，陶旭，龍上云，劉志明.防塌鉆井液技術(shù)在福山油田的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液.2007，2 4(6)：26～27

[2]曾思云，趙德喜，李立昌，王野，楊豫航，馬倩蕓，任強(qiáng).套海南福山油田深井油層套管固井技術(shù)[J].鉆井液與完井液.2010，27(6)：52～54

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.19.035