印尼厘茂油田INJ-02B井密閉取心復(fù)雜情況處理與分析

史　成　發(fā)（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司工程開發(fā)分公司，黑龍江大慶　163413）

印尼厘茂油田INJ-02B井密閉取心復(fù)雜情況處理與分析

史成發(fā)
（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司工程開發(fā)分公司，黑龍江大慶163413）

INJ-02B井是印尼厘茂油田第一口取心井，設(shè)計(jì)井深1500 m，取心段長(zhǎng)90 m。對(duì)比電測(cè)發(fā)現(xiàn)，取心段上部的井壁出現(xiàn)坍塌和縮徑，導(dǎo)致下取心鉆具失效。取心鉆進(jìn)過程鉆遇極松軟地層，巖心強(qiáng)度不夠，無法成巖，造成堵心。同時(shí)由于松軟地層鉆速較快，地面無法判斷是否已經(jīng)堵心，進(jìn)而導(dǎo)致磨心。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析，在井徑不規(guī)則井段，下入牙輪鉆頭劃眼，確保井徑規(guī)則，下鉆至井底時(shí)采取轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)以破碎大塊巖屑，同時(shí)打高黏鉆井液將大塊巖屑攜帶出井筒，確保井底清潔。再通過分析取心鉆時(shí)，采用適合于松散地層的低鉆壓、低轉(zhuǎn)數(shù)和低排量的鉆進(jìn)參數(shù)來提高巖心的成巖率，從而降低堵心和磨心的風(fēng)險(xiǎn)。由于現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)采取了以上技術(shù)措施，確保了該井取心的整體收獲率為90.37%。該技術(shù)適用于印尼厘茂油田井塌井和松軟地層的密閉取心的施工。

取心；井壁坍塌；松軟地層；密閉率；收獲率；印尼厘茂油田

INJ-02B井是大慶鉆探印尼厘茂油田一體化項(xiàng)目的第1口井，也是該油田的第1口取心井，目的是了解該井R4和R6層的含油飽和度和含水情況，為今后采取注劑增產(chǎn)措施提供依據(jù)。該井設(shè)計(jì)井深1500 m，密閉取心90 m，覆蓋了R4-R7等主要產(chǎn)層。該井在取心前進(jìn)行了對(duì)比電測(cè)作業(yè)，測(cè)井儀器上提和下放過程都發(fā)生不同程度的遇阻，儀器取出后發(fā)現(xiàn)扶正器膠皮損壞落井，通井后二次測(cè)井成功。通過井徑曲線發(fā)現(xiàn)，井壁坍塌嚴(yán)重，伴有局部縮徑，給順利下入取心工具增加難度。第4筒心鉆至R5層位，井深1 325 m時(shí)發(fā)生堵心，經(jīng)錄井巖性描述，該層位巖性為砂巖，同時(shí)夾雜有白云巖，膠結(jié)性極差，巖心易被鉆井液沖蝕而無法入筒。現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)以上問題及時(shí)調(diào)整技術(shù)措施，確保正式取心前井眼清潔，取心鉆具順利下入井底。另外，根據(jù)地質(zhì)錄井的巖性描述，分析松軟地層巖心破碎機(jī)理，與自鎖式密閉取心原理相結(jié)合［1］，制訂出松軟地層密閉取心現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)措施，現(xiàn)場(chǎng)將該技術(shù)措施應(yīng)用在接下來的后5筒心的施工作業(yè)中，有效避免了繼續(xù)堵心和丟心現(xiàn)象的發(fā)生，確保了該井整體取心作業(yè)的成功。

1　INJ-02B井基本情況

1.1井身結(jié)構(gòu)

INJ-02B井井身結(jié)構(gòu)見表1。

表1　INJ-02B井井身結(jié)構(gòu)

1.2地層特點(diǎn)

該井取心設(shè)計(jì)層位為R4-R7，井深1 296 ～ 1 386 m，該層位巖性主要為淺棕色、灰棕色油浸細(xì)砂巖，夾薄層泥巖和灰色細(xì)砂巖。上部砂巖和頁巖互層，砂巖層和頁巖層中間夾雜薄煤層，下部是粗砂巖層，中間含薄層頁巖和煤。

1.3取心鉆具組合和參數(shù)設(shè)計(jì)

取心鉆具組合設(shè)計(jì)為：?215.9 mm密閉取心鉆頭+?177.8 mm取心工具+?165 mm鉆鋌×115.8 m +?127 mm加重鉆桿×96.5 m+?127 mm鉆桿。

取心鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)見表2。

表2　INJ-02B井取心鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)計(jì)

2　井塌和井底落物的處理

該井取心前按照要求進(jìn)行對(duì)比電測(cè)，第1次電測(cè)在井深1140 m遇阻，上提儀器有遇卡顯示，儀器取出后發(fā)現(xiàn)扶正器膠皮落井，形成井底落物，給取心作業(yè)增加難度。通井劃眼后二次電測(cè)成功，井徑曲線顯示最大井徑達(dá)410 mm，段長(zhǎng)8.5 m，最小井徑205 mm。經(jīng)分析發(fā)生嚴(yán)重井塌和縮徑，井壁極其不規(guī)則，落井的膠皮和大塊巖屑堆積在井底，不具備取心作業(yè)的基本條件，必須采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?/p>

2.1牙輪鉆頭通井

用牙輪鉆頭進(jìn)行通井，下鉆過程有遇阻顯示劃眼通過，通過后上提鉆具，停轉(zhuǎn)盤，停泵下放鉆具，如再有遇阻顯示，重復(fù)劃眼，直至下放無遇阻顯示方可繼續(xù)下鉆。下至井底后，調(diào)高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，破碎井底大塊巖屑，便于鉆井液攜帶。

2.2高黏鉆井液凈化井眼

預(yù)先配置黏度為150 s的鉆井液40 m3，待牙輪鉆頭劃眼至距離井底8 m時(shí)，改用高黏鉆井液進(jìn)行循環(huán)，進(jìn)而攜帶出井底大塊巖屑，達(dá)到凈化井眼的目的。循環(huán)40 min后，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩處出現(xiàn)大塊巖屑，數(shù)量逐漸增多，1小時(shí)后逐漸減少直至沒有。判斷井底基本清潔，但是未發(fā)現(xiàn)測(cè)井扶正器膠皮。

2.3下取心工具試取

按照正常情況下入取心工具，安裝3個(gè)密閉頭銷釘，下至距離井底5 m左右時(shí)再次遇阻，鉆壓控制在10 kN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速35 r/min劃眼，但是隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆壓出現(xiàn)波動(dòng)，瞬時(shí)增至80 kN，人工無法控制，3個(gè)銷釘最大承受50 kN壓力，地面判斷已經(jīng)提前剪銷，井底除了殘留膠皮以外，還有少部分大塊巖屑，現(xiàn)場(chǎng)決定，繼續(xù)劃眼至井底，此次試取的目的改為繼續(xù)凈化井底，不進(jìn)行取心鉆進(jìn)。劃眼進(jìn)尺5 m，耗時(shí)2.5 h。

起完鉆后發(fā)現(xiàn)，密閉頭已經(jīng)剪銷，內(nèi)筒下部是幾塊大塊巖石，上部是幾塊膠皮堵在巖心爪處，膠皮拼湊出一個(gè)扶正器，巖心爪完全撐開，開口兩側(cè)錯(cuò)開變形，限位臺(tái)肩前端已經(jīng)卡進(jìn)內(nèi)筒，由于膠皮和巖塊把內(nèi)筒下部堵死，密閉液沒有流失。

3　松軟地層堵心的處理與分析

再次下入取心筒時(shí)，為了避免提前剪銷，密閉液流失，銷釘增至6個(gè)，下至距離井底3.5 m時(shí)再次遇阻，開泵循環(huán)，緩慢下放至井底，無異常情況發(fā)生，開始正常取心作業(yè)。

3.1堵心的基本情況

前3筒心從剪銷、樹心、取心鉆進(jìn)和割心顯示上都十分正常，收獲率均為100%，第4筒心剪銷和樹心顯示正常，前3 m鉆進(jìn)時(shí)平均鉆速為0.13 m/min，3 m以后平均鉆速為1.67 m/min，鉆速增加明顯，進(jìn)尺9.4 m后割心無顯示。起出后卸下絲堵時(shí)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)筒憋壓，大量密閉液從內(nèi)筒噴出，卸下鉆頭，內(nèi)筒下部堵心，巖心爪損壞，筒內(nèi)取出大量細(xì)砂，巖心長(zhǎng)度只有3.5 m。

3.2松軟地層堵心原理分析和預(yù)防措施的制訂

從取心過程和出心情況來看，發(fā)生了堵心和磨心，進(jìn)尺3 m后，鉆速加快，說明鉆遇不成巖的疏松地層，疏松的巖心不能順利進(jìn)入內(nèi)筒，在巖心爪處堆積，充填了巖心和內(nèi)筒之間的間隙，密閉液排出不暢，導(dǎo)致內(nèi)筒壓力上升，巖心進(jìn)筒的阻力也逐漸加大，最終完全堵塞密閉液排液通道，內(nèi)筒憋壓，巖心無法進(jìn)入內(nèi)筒，出現(xiàn)堵心情況，情況繼續(xù)惡化，后續(xù)巖心無法進(jìn)入內(nèi)筒，發(fā)生磨心，松軟地層磨心后鉆速上沒有明顯變化，地面難以判斷，最終導(dǎo)致無法彌補(bǔ)的損失。

松散砂巖表面粗糙，對(duì)密閉液排出速度有影響，必須通過控制鉆速來消除，現(xiàn)場(chǎng)決定采用適合于松散地層的低鉆壓、低轉(zhuǎn)數(shù)、低排量的鉆進(jìn)參數(shù)［2］。

低鉆壓，控制機(jī)械鉆速，巖心進(jìn)筒速度小于密閉液排出速度，使密閉液能順利排出，避免內(nèi)筒憋壓。

低轉(zhuǎn)數(shù)，因?yàn)槊荛]取心筒是一種雙筒雙旋轉(zhuǎn)的取心工具［3-4］，內(nèi)筒中的密閉液隨內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)也緩慢旋轉(zhuǎn)，對(duì)松散地層巖心有破壞作用，降低轉(zhuǎn)數(shù)有利于保證巖心的完整。

低排量，減小鉆井液對(duì)巖心的沖蝕。

調(diào)整后的取心鉆進(jìn)參數(shù)為：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速35 r/min，排量20 L/s，鉆壓低于20 kN，保證鉆進(jìn)速度在8～10 min/m。

在低排量鉆進(jìn)的情況下，為了使巖屑能夠攜帶出井筒，避免每次下鉆到底時(shí)由于沉砂太多而下不到井底，在割心前20 min采用高黏鉆井液進(jìn)行循環(huán)［5］。采取以上措施，除了在第8筒和第9筒心的地層出現(xiàn)松軟薄夾層后，導(dǎo)致巖心磨損，收獲率較低以外，第5、6、7和10筒收獲率均達(dá)到100%。見表3。

表3　INJ-02B井取心情況

4　結(jié)論與建議

（1）取心作業(yè)不宜急于求成，之前的徹底暢通井眼和凈化井底等準(zhǔn)備工作，會(huì)給取心的成功帶來事半功倍的效果。

（2）取心作業(yè)的鉆進(jìn)速度并不是越快越好，發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)異常應(yīng)立即分析原因，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。

（3）合理利用臨井資料，分析取心段可能鉆遇的地層巖性、鉆速和復(fù)雜情況等，提前采取合理的技術(shù)措施，對(duì)于保證取心收獲率是一項(xiàng)十分有必要的準(zhǔn)備工作。

［1］郭立輝.松散地層取芯技術(shù)實(shí)例分析［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（16）：25-27.

［2］任美洲.煤田勘探中松軟地層取芯工藝的應(yīng)用及改進(jìn)［J］.化學(xué)工程與裝備，2015（2）：31-32.

［3］裴學(xué)良.勝利松軟地層密閉取芯技術(shù)在吉1井的應(yīng)用［J］.西部探礦工程，2012，24（4）：42-44.

［4］ 孫少亮，尹家峰. JH-1井取心實(shí)踐與認(rèn)識(shí)［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：115-117.

［5］ 路峰.連續(xù)密閉取心技術(shù)在牛頁1井的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2013，35（3）：108-110.

（修改稿收到日期2015-06-25）

〔編輯景暖〕

Handling and analysis of downhole troubles during sealed coring in Well INJ-02B in Limau Oilfield of Indonesia

SHI Chengfa
（Project Development Branch of No.3 Drilling Company, Daqing Drilling and Exploration Engineering Corporation, Daqing 163413, China）

Well INJ-02B was the first cored well in Limau Oilfield of Indonesia. The design well depth was 1 500 m and the coring section was 90 m. Compared with electric logs, it was found that the upper part of the coring section had collapsed and shrunk, leading to failure of running coring tools. Very soft formation was encountered during coring drilling, so the core strength was not enough to form a rock, hence blocking the core. Meanwhile, the ROP in soft formation was fast, so it is impossible to determine on surface if the core was blocked or not, hence leading to core grinding. Field analysis shows that roller bit should be run to ream the hole in irregular hole intervals to ensure regular and consistent hole size, When the bit was lowered to the bottom, large blocks of cuttings were broken by the rotary table at high RPM. At the same time, high-viscosity drilling fluid was pumped down to carry the large cuttings out of the hole to ensure hole cleaning. Then through analyzing the coring drilling time, the core-forming rate was improved using such drilling parameters as low WOB, low rpm and low displacement which were suitable for loose formations, so as to reduce the risk of core blocking and core grinding. The above measures were taken in a timely manner, so the overall core recovery rate of this well was up to 90.37%. This technique is applicable to sealed coring in collapsed wells and soft formations in Limau Oilfield of Indonesia.

coring; borehole collapse; soft formation; sealing rate; recovery rate; Limau Oilfield of Indonesia

TE244

B

1000 – 7393（ 2015 ） 04 – 0039 – 03

10.13639/j.odpt.2015.04.011

史成發(fā)，1980年。2004年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事于鉆井技術(shù)管理工作。電話：15945926429。E-mail：shichengfa@126.com。

引用格式：史成發(fā).印尼厘茂油田INJ-02B井密閉取心復(fù)雜情況處理與分析［J］.石油鉆采工藝，2015，37（4）：39-41.