淺析TP338H井鉆井施工技術

趙文彬（中石化華東石油工程有限公司六普分公司，江蘇 鎮江 212003）

淺析TP338H井鉆井施工技術

趙文彬
（中石化華東石油工程有限公司六普分公司，江蘇 鎮江 212003）

TP338H井是部署在新疆托普臺區塊的一口四開制開發水平井，在鉆探施工中，克服井深、地層易漏、易塌、地層溫度高、施工環境惡劣及定向難度大等一系列困難，加強鉆頭選型，優化鉆井參數、鉆具組合和鉆井液體系，細化技術措施等，安全優質的完成了鉆探任務。TP338H井的成功完成，在鉆井工藝發面積累了經驗，為塔河油田托普臺3小區區塊施工同類型井提供了一定的借鑒價值。

TP338H井；托普臺；鉆井技術

1 概述

TP338H井是一口四開制開發水平井，設計完鉆井深7534.37m（斜）/6984m（垂），實際完鉆井深7430.47m（斜）/6980.13m（垂）。設計鉆井周期146天，實際鉆井周期148.17天，扣除額外工作量19.64天，鉆井周期節約17.47天，周期縮短率11.97%；全井平均機械鉆速5.85m/h；各開次固井質量優良，有效封固油氣顯示層，全井安全生產無事故，且獲得工程質量及綜合評定“雙優”成績。

TP338H井在鉆探施工中，自上而下鉆遇地層為第四系、新近系、古近系、白堊系、侏羅系下統、三疊系、二疊系中統、石炭系下統、泥盆系、志留系、奧陶系。克服井深、地層易漏、易塌、地層溫度高、施工環境惡劣及定向難度大等一系列困難，加強鉆頭選型，優化鉆井參數、鉆具組合和鉆井液體系，細化技術措施等，安全優質的完成了鉆井任務。該井先后創出公司新疆工區二開特殊作業時效最高紀錄；三開使用SF55H3鋼體鉆頭配合立林等壁厚螺桿復合鉆進石炭系、泥盆系、志留系地層，是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺（1058.6m）。在柯坪塔格、桑塔木組首次使用DBS的MM55H3胎體鉆頭配合立林的等壁厚高溫螺桿復合鉆進，亦是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺（864m）及機速（4.01m/h）。同時創造了公司最深井與最深水平井兩項歷史新紀錄。

TP338H井井身結構見表1。

表1 TP338H井井身結構

2 鉆井工藝技術

2.1 鉆頭使用分析

TP338H井共計使用鉆頭23只，一開使用2只、二開使用7只、三開使用11只、四開使用3只。本井根據鉆遇地層情況優選鉆頭、優化鉆井參數，努力提高機械鉆速，本井在石炭系、泥盆系、志留系使用SF55H3鋼體鉆頭配合立林等壁厚螺桿復合鉆進，有效避免了鉆頭泥包、提高了機械鉆速（4.8m/h），確保了井身質量，較鄰井提速31%，亦是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺（1058.6m）。在柯坪塔格、桑塔木組首次使用DBS生產的MM55H3胎體鉆頭配合立林的等壁厚高溫螺桿復合鉆進，亦是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺（864m）及機速（4.01m/h）。總體來說，本井地層以PDC鉆頭為主，二疊系及造斜段地層選用牙輪鉆頭，根據實鉆情況調整合理的鉆井參數，選擇適合地層的鉆頭，對鉆頭的使用判斷較為準確。經過本井的施工，針對該區塊地層形成一套較為合理的鉆井工藝技術（如鉆頭選型、鉆井參數及鉆具組合等方面）。

2.2 鉆具組合的優選

由于本井隸屬托普臺區塊，借鑒以往施工井經驗，在鉆具組合選擇方面有一定的經驗，確保鉆具組合滿足快速鉆井、井身質量、井下安全的需要。

對于本井直井段部分主要采用兩種類型的鉆具組合，牙輪鉆頭采用塔式鉆具組合，PDC鉆頭采用單扶鐘擺鉆具組合，同時結合0.5°單彎螺桿、直螺桿、51/2″非標大水眼鉆具及大尺寸鉆鋌的使用，配合合理的鉆井參數進行施工，取得了較好的效果。本井在定向鉆進過程中，采用工具面較穩定的牙輪鉆頭進行造斜鉆進，且嚴格控制速度，造斜成功后，采用PDC+1.5°單彎螺桿進行定向鉆進，因桑塔木灰巖段可鉆性差，PDC鉆頭的工具面不穩定，加鉆壓后方位不能有效控制。造斜率無法滿足設計要求，后又采用牙輪+1.5°單彎螺桿鉆至造斜率符合設計要求，后采用牙輪+1.75°單彎螺桿增斜鉆具組合鉆進至A點，最后使用PDC+1.5°單彎螺桿穩斜鉆具組合鉆進，鉆進時脫壓現象輕微，使用效果佳。

2.3 鉆井參數的優選

鉆井參數的選擇，主要考慮所選鉆頭的類型、地層可鉆性等因素。本井中上部自上而下主要鉆遇新生界第四系、新近系、古近系，中生界白堊系、侏羅系、三疊系地層，上述地層沉積年代不足3Ma，壓實程度低，可鉆性較好，為水力輔助破巖提供了客觀條件。利用非標大水眼鉆具強化水利參數、螺桿鉆具復合鉆進較好地提高了機械鉆速，針對下部古生界隸屬中硬以上等級地層，對于鉆壓較為敏感，要適當提高鉆壓。水功率對于鉆進速度的提高效果不大，主要以保證井下攜巖為主。PDC鉆頭配合等壁厚抗高溫螺桿使用以達到較高的轉速，以便提高切削的次數，從而提高機械鉆速。

2.4 防斜打快技術

TP338H井鉆遇地層交界面多為角度不整合接觸或者平行整合接觸，地層軟硬交錯且夾層多導致蹩跳嚴重，現場為了確保井身質量，積極采用塔式鉆具輕壓吊打用于防斜糾斜，在適合PDC鉆頭鉆進的地層積極采用PDC+螺桿復合鉆井技術，配合使用鐘擺鉆具有效的控制了井斜，提高了機械鉆速，降低了扭矩，同時減少了鉆具疲勞，起下鉆阻卡程度明顯減輕，全井直井段使用螺桿純鉆時間總計601.83h，總進尺5564.07m，平均機械鉆速9.25m/h，其次鉆井過程嚴格按設計參數進行，同時按設計要求實鉆監測，及時調整鉆進參數與措施，有效預防和控制井斜。針對井身軌跡要求，4000m以上井段采用70MPa合康自浮式測斜儀，每次短提測斜一次。4000m以下使用95MPa合康自浮式測斜儀，每趟鉆測斜一次，隨時掌握井斜及方位的變化。在易斜井段加密測斜點數，并及時調整鉆井參數、鉆具組合和施工措施，使井斜控制在要求范圍之內，直井段最大井斜僅1.22°。

2.5 鉆井液技術

本井在施工過程中，上部地層的穩定性較高，主要控制低比重、低粘切、低固相以及合適的失水，同時保證大排量的沖刷，保證快速鉆井和順利短起下鉆。中上部二疊系采取“提前預防，提前封堵微裂縫”的原則，強化井壁穩定。進入二疊系前調整好鉆井液性能，加入超細碳酸鈣及瀝青類防塌劑，確保鉆井液的封堵防塌能力，實鉆中合理控制鉆井液密度、調節流變性、增強潤滑性，有效規避了二疊系井漏。

中下部三疊系和石炭系卡拉沙依地層鉆頭防泥包是重點，通過加足大分子聚合物和泥頁巖抑制劑，增強鉆井液的抑制包被性能，減少泥頁巖水化分散，提高泥餅質量，盡量消除劣質固相對鉆井液性能的影響，保證鉆井液良好的流變性能，同時在鉆井液中加足了潤滑劑，防泥包劑和清潔劑，以便在金屬表面形成憎水膜，從而降低甚至清除水化粘土和鉆頭、扶正器等金屬表面的粘附，使鉆屑不易凝聚，進一步提高井眼清潔效率，有效的防止鉆頭泥包。

下部志留系塔塔埃爾塔格組砂巖滲漏嚴重、柯坪塔格組和奧陶系桑塔木組泥巖剝落掉塊形成“糖葫蘆”井眼；該段主要采用鉀基聚合物防塌鉆井液體系，有效的提高抑制性、防塌力，同時強化鉆井液的隨鉆堵漏措施，合理調整鉆井液的流變性，盡可能提高動塑比，有效的提高鉆井液的攜巖效果，同時根據實鉆情況適當調整鉆井液密度，有效抑制了柯坪塔格組泥巖掉塊，規避了坍塌卡鉆的風險，在安全的情況下盡可能提高鉆井速度。

結論

（1）超深井段地層的壓實程度較高，地層可鉆性較差，給鉆頭選型帶來了較大困難，本井在石炭系、泥盆系、志留系使用SF55H3鋼體鉆頭配合立林等壁厚螺桿復合鉆進，有效避免了鉆頭泥包、提高了機械鉆速、確保了井身質量，較鄰井提速31%，亦是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺。在柯坪塔格、桑塔木組首次使用DBS生產的MM55H3胎體鉆頭配合立林的等壁厚螺桿復合鉆進，機械鉆速達4.01m/h，是公司在該區塊該地層所取得的最高進尺及機速，值得借鑒，但與鄰井TP337X井對比仍存在差距，深井鉆頭選型及高效破巖工具的選取仍需進一步摸索。

（2）該區塊柯坪塔格泥巖掉塊嚴重，建議鉆井液密度維持在1.36g/cm3～1.37g/cm3，可有效平衡地層及抑制泥巖掉塊，建議避免在該井段短起下。

（3）根據返出巖性情況，該區塊柯坪塔格上部的砂巖段中含有較高石英砂，本井在5798.6m起鉆，起出鉆頭外排齒全磨損且保徑面磨損嚴重，但考慮到該鉆頭配合螺桿的機速較高，對地層研磨性重視度不高，下步仍采取復合鉆進方式，導致鉆頭非預期磨損直至報廢，且在井底殘留兩只鉆頭附件及小井眼的情況，下入PDC鉆頭通井、劃眼，又導致了該PDC的早期磨損，起下鉆次數頻繁，導致鉆頭每米進尺成本極高，建議在該區塊該地層鉆進若第一趟起出鉆頭磨損嚴重的情況下，可下入DS653AB鉆頭不加螺桿鉆具組合鉆進。

（4）中上部地層使用非標大水眼鉆具，強化了水力參數，提高水力破巖效果，縮短了鉆井周期，提高機械鉆速，實現了優快鉆井的目的。

（5）井斜角在15°之前，盡量用牙輪來完成增斜任務，用PDC很難保證工具面的穩定，擺工具面就需花費很長時問，在穩斜段的施工中鉆時較快存在巖屑攜帶困難、易形成巖屑床、巖屑細小的問題，除了工程技術配合，固控設備運用外，在各項設備允許的情況下，要盡可能的增大循環排量，以利于攜巖和保障井下安全，積極采用PDC+1.5°的螺桿鉆具盡量多的復合鉆進，減少軌跡的調整。

（6）該區塊志留系塔塔埃爾塔格組砂巖段滲漏嚴重，且易發生失返性井漏，為確保后續定向施工連續性及確保固井質量，建議進行承壓堵漏作業，必須確保承壓效果，防止固井復漏發生。

[1]李雙貴，崔祥，方建波，等.非標大水眼高強度鉆桿水力破巖技術[J].斷塊油氣田，2013，20（03）：370-372.

[2]陳培亮，潘麗娟，劉云.TP338H井鉆井設計[M].新疆輪臺：西北油田分公司工程技術院，2013：22-22.

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