模式化鉆井技術在魯克沁油田規模化應用

柯建興

(西部鉆探吐哈鉆井公司,新疆鄯善 838200)

模式化鉆井技術在魯克沁油田規?；瘧?/p>

柯建興

(西部鉆探吐哈鉆井公司,新疆鄯善 838200)

魯克沁油田是吐哈油田重點產能區塊之一,對吐哈油田實現增產目標有著重要的戰略意義。本文通過對該區塊地層巖性、現有鉆井模式及區塊鉆井難點等方面的分析,從鉆頭選型、鉆具結構、長短拉方式及鉆井液等方面提出相應技術對策,旨在通過優化鉆井模式,進一步提高鉆井技術與地層特點匹配性,力爭降低該區塊鉆井復雜,加快該區塊開發步伐。

模式化鉆井 鉆頭選型 長短拉模式 鉆井液優化

1 引言

魯克沁油田是吐哈油田新建產能重點油田，更是吐哈油田作為建設“新疆大慶”的重點實施地，實現該區塊鉆井提速迫在眉睫，2012年引入模式化鉆井技術，提速效果明顯。模式化鉆井技術，就是根據一定地層分布規律、巖性特點，利用現有的鉆井條件，在統一、規范的程序下進行的鉆井施工。模式化技術的特點在于在施工過程中具有一定的穩定性和可操控性，能夠最大限度的發揮地層、鉆具、參數的整體匹配作用，提高鉆井效率[1]。

2 鉆井難點分析

魯克沁油田由上至下鉆遇第四系西域組(Q)、侏羅系上統齊古組(J3q)、中統七克臺組(J2q)、三間房組(J2s)和西山窯組(J2x)及三疊系(T2K)地層。

(1)該區塊上部地層主要以礫石雁及含礫泥巖為主，分布在表層至700m左右。表層巖性較新，膠結疏松，鉆進過程中蹩、跳現象嚴重，井壁掉塊打，不易攜帶出井眼，且鉆進中易塌易漏；

(2)中上部地層主要富含鹽膏、膏質泥巖，分布在700-1400m左右。該地層鉆進中易縮徑，且造漿嚴重，起下鉆易發生阻卡；

(3)白堊系中下部地層主要以泥巖及砂巖為主，下部含夾雜礫石層，分布在2100-2400m左右。巖性不純，對PDC鉆頭造成先期損害，純鉆時間短；

(4)侏羅系內夾煤層或煤線，3100-3400m為致密泥巖的儲層蓋層，三疊系底部為砂礫巖。巖性致密，鉆井機速低，煤層鉆進易井塌，可鉆性差。

3 技術對策

(1)規范鉆頭選型序列，優選鉆頭使之更適合地層；

(2)推廣應用等壁厚螺桿，加強鉆頭與螺桿的匹配性，延長鉆頭純鉆時間，減少起下鉆次數；

(3)調整鉆具結構，應用單彎螺桿+MWD復合鉆具，有效控制井身質量；

(4)根據地層特點確定定點短拉井段，有效降低鹽膏縮徑、鉆屑粘附引起的起下鉆遇阻。

4 模式化鉆井技術

根據該區塊地層特點及已鉆井資料分析，面對鉆進中存在的難點及瓶頸問題，我們經過試驗和分析總結出適合該區塊的鉆井方法。

4.1 確定鉆頭選型

魯克沁油田二開鉆進的難點主要表現在上部1700～2400m白堊系地層巖性以泥巖為主，但巖性不純夾雜粉砂質礫巖，且該地層巖石偏硬，抗壓強度較高，研磨性較強，導致PDC鉆頭不能一次性鉆穿；下部三疊系3100～3400m主要為致密泥巖，巖石硬度高，可鉆性極差。具體見表1。

表1

根據地層特性，確定PDC鉆頭選型時從提高PDC鉆頭耐磨性和攻擊力入手，先后試驗了10種PDC鉆頭，最終選定了DS752AB、AHT2565兩個類型的PDC鉆頭。該兩類鉆頭的特點：(1)優化布齒結構，選用合理的切削角度，調配扭矩分布，提高鉆頭穩定性；(2)采用高品質進口復合片，使鉆頭在整段進尺中保持均勻的切削效率；(3)鉆頭保徑采用內鑲TSP加強保徑，增強鉆頭保徑抗磨損能力。(4)較寬的排泄槽設計，有利于排屑及防止鉆頭泥包。

4.2 優化鉆具結構

根據該區塊地層特點，引入了中空等壁厚螺桿、非中空等壁厚螺桿及MWD的使用。

(1)上部700～1400m含鹽膏及膏質泥巖，為防止縮徑及造漿嚴重引起鉆頭泥包等問題，使用中空等壁厚螺桿，大排量沖洗鉆頭，預防鹽膏層帶來的復雜問題；白堊系K層2100～2400m以泥巖及砂巖為主，夾雜礫石，使用等壁厚螺桿，增強螺桿與鉆頭的匹配性，延長PDC鉆頭單趟鉆的純鉆時間。

(2)鉆穿白堊系K層后，使用螺桿+MWD鉆具組合[2]，釋放鉆壓，通過滑動、復合鉆井方式能夠有效降低井斜，控制井身質量。三疊系以砂礫巖為主，巖性致密，3100～3400m則為儲層蓋層，可鉆性差。引入非中空等壁厚螺桿，大扭矩鉆進，能夠強化鉆井參數，提高鉆頭的可鉆性。

4.3 改變長短拉模式

根據地層特點，決定分別在鉆至1400m、2400m及完井時進行定點長、短拉作業。有效解決因鹽膏層縮徑、鉆屑粘附引起的起下鉆遇阻問題及鉆穿K層后，休整井壁，確保井眼通暢。

4.4 鉆井液優化性能[3]

由于鉆井液密度偏低，固相含量偏高，處理劑加量未有統一標準，導致起下鉆遇阻情況較多。因此為了有效解決起下鉆遇阻問題，保證井眼順暢，對鉆井液做了調整：

(1)規范維護處理方法：二開轉化后以低濃度膠液維護，大分子處理劑濃度控制在0.15-0.2%以內，加入燒堿提高處理劑水化率，禁止聚合物復配，降低膠液粘度。

(2)放開失水控制：減少降失水劑加量，2500m之前保持失水在10ml以上。轉聚磺體系后，適當控制失水，保持在6-10ml。

(3)強化固相控制：二開之后全程使用離心機，振動篩使用100目以上篩布。每班清理錐形池，每鉆進500m清理一次沉砂池，全井膠液維護量控制在1200-1500方。

(4)統一處理劑加量標準，全井大分子加量控制在1.2～1.5噸，聚合物降失水劑加量控制在2.5～3.0噸；同時規定磺化處理劑禁止干加。

5 現場效果應用

2012年魯克沁油田共完成51口直井開發井，平均井深3474.52m，平均鉆井周期20.89天，平均機速17.91m/h，平均月速4990.77m/臺月。同比實施前，鉆井周期縮短1.26天，機速提高9.6%，月速提高8.81%。完成的51口，41口達到集團公司22天建井周期目標，36口達到西部鉆探20.7天提速目標。

5.1 鉆頭應用效果

通過鉆頭選型，選定了DS752AB和AHT2565兩類型鉆頭，總進尺89796m，平均機速17.76m/h。與其他PDC鉆頭相比，提速幅度高達20.16%。同時是實現了單只鉆頭鉆完K層，兩趟鉆目標鉆完進尺，平均起下鉆次數由實施前的3次減少為2次。

5.2 等壁厚螺桿使用

2012年使用等壁厚螺桿共計32井次，常規螺桿13井次，等壁厚螺桿相較于常規螺桿平均進尺多431.5m，增幅22%，純鉆多67h，增幅達60.36%，與常規螺桿相比，在保護鉆頭，延長鉆頭一趟鉆方面效果顯著。

為了控制井斜，保證井底位移在40m范圍內，2400m以后使用等壁厚螺桿+MWD復合鉆進，井底位移最大為36.54m，相較于常規鉆具井底位移最大為46.76m，控制效果更為顯著。

5.3 定點長、短拉應用效果

根據規定在正鉆井1400m、2400m及完井實施“三長三短”方案，51口直井口井平均短拉次數為6.31次，短拉時間為39.10h。與2011年指標相比，短拉次數減少1.79次，時間減少8.64h，降低比例為18.10%，應用效果顯著。

2012年定點短拉平均口井遇阻0.76次，相較于2011年平均口井1.27次，遇阻次數降低40.14%，劃眼時間平均口井縮短7.64%，定點短拉效果顯著。

6 認識與建議

(1)通過多次反復實踐，開展了多項基礎性技術研究，對魯克沁油田地質、地層情況、井壁失穩機理及鉆井難點認識有所提高；

(2)通過優選鉆頭，使之更適應該區塊地層，提高機械鉆速，順利實現提速目標；

(3)等壁厚螺桿的大范圍使用，加強了鉆頭與螺桿的匹配性，最大限度的發揮了鉆頭特性，降低了鉆頭投入成本，節省工期；

(4)定點短拉模式，簡化了該區塊短拉方式，同時為其他區塊短拉方法提供了借鑒；

(5)模式化鉆井，能有效加速油田的勘探開發。

[1]欒治星,劉金明.《青東地區模式化鉆井技術探討》.中國石油和化工標準與質量,2011,31(3).

[2]周俊昌,余雄鷹,羅勇,狄勤豐.《復合鉆井防斜打快技術研究與應用》.中國海上油氣,2007,19(3).

[3]閆曉清.《吐哈油田鉆井液技術發展綜述》.石油鉆探技術,2002,30(2).

柯建興,1981年生,鉆井工程師,2003年7月畢業于江漢石油學院,中國石油大學(北京)在讀工程碩士,現從事石油鉆井研發管理工作。