八面河地區新生界地層優快鉆井技術

摘 要：結合地質特點，開發應用了優快鉆井綜合配套技術，生產時效、機械鉆速、工程質量等技術經濟指標良好。文章主要介紹了這一技術的一些相關參數及應用效果。

關鍵詞：工藝技術；鉆井速度；工程質量；八面河地區

八面河地區地層屬新生代沉積，鉆井過程中易發生垮塌、漏失，多年來，開展了提高機械鉆速、井眼軌跡控制、鉆井液技術、故障復雜預控等方面的探索，形成了優快鉆井綜合配套技術，技術質量指標達到或超過了設計技術要求。

1 地層特點

鉆遇地層自上而下：平原組地層為黃色粘土，不成巖，易垮塌。明化鎮組地層為棕色泥巖，易造漿，易垮塌。館陶組地層為灰白色砂、礫巖和流沙層，易擴徑、垮塌、漏失。東營組地層為紅色泥巖夾灰色細砂巖，地層軟硬交錯，易斜。沙河街組地層為中-厚層砂巖、泥巖，砂層孔滲大，疏松，易漏、易擴徑，定向造斜率不穩定。孔店組地層為棕色泥巖、泥膏巖，可鉆性較差，易膏侵污染鉆井液。

2 提高機械鉆速技術

2.1 高效PDC鉆頭

選擇了適合松軟-中硬地層快速鉆進且可定向造斜的高效PDC鉆頭。

鉆頭特征為：5刀翼；Ф16及Ф19切削齒混合布齒；高度拋光的切削齒減少剪切力；硬質合金支撐邊緣齒延緩切削齒破裂和磨損，明顯提高鉆頭壽命；輔助切削齒和分壓平衡墊的數量、位置、露出高度的優化設計，使切削齒均勻吃入地層；力平衡、后排減壓齒、螺旋式刮刀結構設計，增加鉆頭的穩定性；螺旋式可換噴嘴、光面保徑墊和螺旋式保徑結構。

2.2 優化鉆具組合

采用簡化防卡鉆具組合：Ф241mmPDC+Ф172mm*（1.25°-1.5°）單彎螺桿+Ф158mm無磁鉆鋌*1根+Ф127mm加重鉆桿+Ф127mm鉆桿。優點如下：鉆進時鉆壓小，不下鉆鋌即可滿足鉆進需要?？呻S時進行定向施工，提高中靶精度?？蛇B續完成造斜、增斜、穩斜、降斜、調整方位等不同作業，減少起下鉆次數。結構簡化，使粘卡的幾率降低，摩阻減少。

2.3 優選鉆井參數

開孔時，采用小排量鉆進，防止沖垮松散層。直井段和穩斜段鉆進時，采用2.5m3/min的大排量鉆進，既提高機械鉆速，又能有效地清洗井眼、沖刷井壁。定向段鉆井參數：鉆壓10-30KN、轉速67rpm、排量1.0-2.0m3/min。通過調整鉆壓、排量，保證井眼軌跡符合率。

3 井眼軌跡控制技術

3.1 井斜控制

直井段采用低鉆壓防斜打直技術，嚴格控制鉆井參數，使井斜角和井底位移盡可能小。穩斜段采用高效PDC鉆頭+動力鉆具進行復合鉆進，連續控制井眼軌跡。結合鉆具造斜能力，確定螺桿尺寸大小及度數、扶正器的位置及尺寸大小、鉆井參數等，可有效控制井斜。

3.2 軌跡控制

采用PDC鉆頭+單彎螺桿+MWD（無線隨鉆測量裝置）的定向控制系統。

在預測下部井段需要的造斜率前提下，結合鉆具組合的造斜能力，優選螺桿尺寸及度數。通過增大結構的彎曲角度，可提高造斜率。一般采用滑動鉆進1單根復合鉆進2單根的方式，使井斜緩慢地增至設計值，既保證了軌跡符合率，又使得井眼更加平滑。

4 鉆井液技術

4.1 體系選擇

直井及常規定向井（最大井斜<35°）：使用聚合物低固相防塌鉆井液，進入目的層前50-100m，將鉆井液改造成聚合物低固相屏蔽暫堵鉆井液。大斜度井及水平井：直井段使用聚合物低固相防塌鉆井液；井斜達到35°時，將鉆井液改造為聚合物乳化鉆井液或聚合物聚合醇防塌潤滑鉆井液；目的層鉆進時，使用聚合物乳化屏蔽暫堵鉆井液和聚合物聚合醇屏蔽暫堵鉆井液。

4.2 防塌性能控制

控制鉆井液API濾失量≤5ml。嚴禁大幅度調整鉆井液性能，等量等濃度補充膠液。選擇加入無熒光防塌劑、防塌降濾失劑、聚合醇防塌潤滑劑，增強鉆井液防塌性。

4.3 攜帶性能控制

利用地層造漿特性，控制合適的般土含量（25g/l-35g/l）。選擇合適的排量（28L/s-32L/s），滿足環空返速要求。常規定向井FV控制為36s-40s，動切力3Pa-5Pa，動塑比0.2-0.3。大斜度井FV控制為38s-45s，動切力4Pa-6Pa，動塑比0.25-0.35。根據需要選擇加入中粘CMC、PAM、FH-D17（低固相增粘降濾失劑）調整粘度，增強懸浮、攜帶能力。

5 故障預控技術

5.1 井垮預控

開孔時20-30m，采用小排量鉆進，防止沖垮井口；之后，采用大排量鉆進，保證井筒內鉆屑及時清除，對井壁的及時沖刷。起鉆及時灌滿泥漿；勻速起鉆，防止拔垮地層。防止蹩漏泥漿，導致井垮。

5.2 阻卡預控

接單根前勻速劃眼兩遍，每200m短起下鉆一次。下鉆強壓<3噸，下鉆強拔<5噸。及時清除巖屑床、虛泥餅，降低井下摩阻；近平衡壓力鉆井，防止壓差卡鉆?？刂圃煨甭剩ＷC井眼圓滑?；瑒鱼@進期間接單根時，控制前后工具面一致。動力鉆具鉆進斜井段接單根時，早停泵晚開泵，防止產生臺肩。簡化鉆具結構，少下鉆鋌或不下鉆鋌或采用倒裝鉆具組合，防粘卡。

5.3 出新眼預控

下鉆遇阻強壓<3噸。彎螺桿鉆具下鉆遇阻時，嚴禁開泵沖劃，只能動轉盤撥劃，撥劃鉆壓<1噸。撥劃無效則起鉆換常規鉆具通井。PDC、牙輪鉆頭遇阻撥劃無效時，換小尺寸的牙輪鉆頭或尖刮刀鉆頭通井沖劃，以沖為主，間斷動轉盤，沖劃鉆壓控制在1噸以內。通井鉆具要保持與原鉆具剛性一致。定向段、臺肩處遇阻時，以沖、壓為主，但沖、壓不得同時進行。

6 應用效果

2013年，該地區完井65口，進尺91327m；平均井深1360.14m，平均機械鉆速47.46m/h，平均鉆井周期6.98d。復雜時間僅占 1.10%；故障時間僅占0.23%。井身質量合格率100%。鉆井液密度符合率100%，電測一次成功率85%，指標均達到超過設計要求。

7 結束語

7.1 結合八面河地區新生界松軟地層特點開發應用的鉆井綜合配套技術，能顯著提高機械鉆速、有效控制井眼軌跡、控制復雜故障的發生，具有推廣前景。

7.2 從復雜故障發生的情況看，進一步優化、細化技術措施，鉆井效率還存在一定的提升空間。

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作者簡介：田常銘（1964，10-），男，民族：漢，籍貫：湖北，學歷：大學，職稱：高工，研究方向：石油工程。