大古33—2井鉆井技術難點分析及對策

左豐芹

（勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司 山東東營 257000）

摘 要：大王莊中部潛山帶高產油氣流的獲得，使古潛山油氣藏成為重要的油氣勘探領域之一，同時也帶動了古潛山鉆井技術同時邁上了一個新臺階。大古33-2井主要含油系為沙二段和中部古潛山帶，所鉆層位多，地質巖性復雜，給鉆井施工帶來了巨大困難。針對該區塊的地層特點，各層位巖性特點，現場施工及時采取相應措施，重點做好多套低壓層的防漏工作，解決沙河街及中生界泥巖縮頸問題，防止了上古生界煤層及碳質泥巖坍塌、下古生界惡性井漏等復雜及鉆井故障發生，同時為加快該區塊的施工速度提供了參考依據。

關鍵詞：直螺桿；鉆井參數；防塌；防漏

1.地質概況及地層特點

大33-2井構造位置濟陽坳陷車鎮凹陷中部大王莊油田中部潛山帶大古33斷塊高部位。鉆井過程中，上部中生界孔店組地層，棕紅色含膏泥巖造漿嚴重，易污染鉆井液，易縮徑；棕紅色粉砂巖紫紅色砂巖滲漏；上古生界二迭系和石炭系，巖性主要以碳質泥巖為主，存有煤層，井壁失穩嚴重，下部的潛山地層奧陶系灰巖漏層，易引起井下事故或復雜情況；根據該地區的地質特點，現場制定了一套適應該地區的鉆井施工模式，在維持井壁穩定、預防復雜事故、保證施工安全及加快本區塊施工速度等方面，取得了良好的效果。

2.鉆井的主要難點

2.1 地層巖性復雜 ，地質情況不明

大王莊油田石炭-二疊系地層斷裂非常發育，構造復雜。所鉆地層從新生界→上古生界→下古生界，地層巖性差別大，鄰井資料可供參考值較低。

2.2存有多套低壓漏失層

同一裸眼井段有多套套低壓漏失層，分別為沙一段底部生物灰巖裂縫井漏、中生界孔店組紫紅色細砂巖滲透性漏失、二迭系和石炭系煤層裂縫漏失、奧陶系灰巖漏層。

2.3 巖性復雜鉆井液處理較繁瑣

地層巖性差別大，鉆井液處理不能盲目化，應根據所鉆地層巖性特點及時調整。

2.4 上古生界井壁穩定性差

上古生界主要巖性為深灰色、灰黑色泥巖和碳質泥巖煤層，巖性復雜化，鉆井液性能要求較高；如果小井段發生失穩井塌，將導致大井段的坍塌，劃眼困難，劃眼期間進一步導致井下復雜化及鉆井故障。

2.5 機械鉆速低，鉆井周期長

因鉆地層巖性復雜，可鉆性差，鉆頭選型困難，施工周期通常為1-1.5鉆機月。

2.6 地質構造原因，井身質量要求高

沙河街組以下地層受燕山中期、末期造山，地層侵角大10-17°不等，甲方為取得區域性資料，直井水平位移小于25m，受地層侵角、斷層等因素影響較大，井身軌跡控制較難。

3.鉆井施工模式

3.1 提高機械鉆速，鉆頭選型

3.1.1 沙一段以上地層鉆頭選型

大古區塊東營組、沙一段地層發育，成巖性差，缺失段長，通常300m以內，巖性可鉆性高，使用HAT127同比PDC鉆頭，可以取得較高的機械鉆速，避免PDC鉆頭在東營組地層易“泥包”現象。

3.1.2 沙一段至下古生界鉆頭選型

二迭系由暗色石英砂巖、泥巖、薄煤層組成的多旋迥韻律層組成，底部厚層石英砂巖與石炭系太原組呈假整合接觸；地層厚度變化較大，一般為400米，以“砂包泥”的巖性組合特征為主，因此，鉆頭選型主要以二迭系巖性特點來選型，在現場試驗中，選用研磨性好雙排齒五刀翼PDC鉆頭，有效的避免了礫石對鉆頭沖擊破壞。

3.2細化防漏堵漏措施優化，減少非生產時間

按潛山所處構造的相對位置分類：潛山屬坡上山，潛山發育主要受是燕山運動晚期強烈的掀斜和造山作用形成的，其構造裂縫發育，井漏頻繁，平均漏速大，漏失量大，堵漏難度大、堵漏周期長，漏失類型主要有滲透性漏失、裂縫性漏失，鉆井時需根據不同構造位置、不同層位的地質特征，有針對性地制訂防漏堵漏措施。

針對陸相地層滲透性井漏，主要采用隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料；海相地層常規裂縫性井漏采取隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料；若規模較大的裂縫性漏失，則采用鉆井液堵漏+復合堵漏劑堵漏等措施，針對目的層，宜采用屏蔽暫堵技術堵漏，有利于保護油氣層。

3.3優化鉆井液性能，提高防塌、潤滑效果

地層巖性差別大，鉆井液處理不能盲目化，應根據所鉆地層巖性特點及時調整；重點沙河街組以下鉆井液處理思路。

中生界地層以碳質泥巖為主，含煤系地層，水敏性較差，易發生硬脆性垮塌，特別是上部是主要垮塌區。鉆井液施工主要以防塌為主，針對該段地層的特點，鉆井液著重做好以下幾方面的工作。

（1）嚴格控制鉆井液的濾失量。由于中生界泥巖地層微裂縫較發育，鉆井液濾液進入后，泥巖表面水化進一步降低了巖石的強度，加劇了井壁的垮塌。為保證井壁穩定，對鉆井液濾失量的要求更加嚴格，通常聚合物防塌鉆井液的高溫高壓濾失量要求小于15ml。

（2）以封堵防塌的辦法為主，使用瀝青等具有封堵防塌作用的處理劑，加強對泥巖微裂縫的封堵。封堵層理、微裂縫，提高地層巖石的強度，防止井壁垮塌。

（3）鉆井液中保持合理的粘土含量和粘土顆粒粒度分布，是穩定井壁的關鍵。合理的粘土含量，可增強對泥巖微裂縫的封堵，同時是有效控制鉆井液高溫高壓濾失量、調整鉆井液流變性的關鍵。

（4）適當提高鉆井液的抑制性，PAM加量達到0.5%，白油潤滑劑的加入形成良好的油膜，降低巖石表面水化膜的厚度，減輕因巖石水化不均導致的井壁垮塌，預防孔店組紅泥巖縮頸。

（5）對于破碎嚴重的石炭二迭系泥巖或煤系地層，合理的鉆井液流變參數是穩定井壁的關鍵。主要是通過提高鉆井液的切力，在近井壁形成滯流層，減輕鉆井液對井壁的沖刷和鉆具對井壁的撞擊，同時可以穩定大井徑井眼處的鉆屑和掉塊，保證起下鉆等作業順利。

3.4 優化鉆具組合，加強井身軌跡控制

本井二開303-2437米全井段，使用直螺桿+鐘擺鉆具組合，通過優化鉆井參數，小鉆壓吊打控制井身質量，同時沙河街組以下地層充分發揮PDC高轉速下高效破巖機理，取得高的機械鉆速。

4.結論

（1）優化鉆頭選型加快本區塊施工速度；

（2）直螺桿+鐘擺鉆具組合在大古區塊直井施工井中的應用，滿足現場防斜、提速等施工需要；

（3）大古地區井漏處理基本思路、處理措施，加快大古區塊的井漏處理時效，同時減少人力、物力的投入；鉆開漏層前加入隨鉆堵漏、非滲透承壓封堵材料，提高承壓能力，有利于減少上部井眼失穩坍塌程度；

（4）大古區塊鉆井液的處理，應根據現場施工中所鉆巖性特點及時調整，有利于避免井下復雜情況發生。

5.建議

（1）HAT127鉆頭使用中在沙一段以上地層，壽命取決于軸承的壽命，因此，HAT127在原有的技術基礎上，軸承采用金屬密封圈；

（2）大古區塊推廣垂直鉆井防斜技術，進一步完善防斜打直技術；

參考文獻：

[1]張 斌，黃進軍.隨鉆防漏堵漏技術的研究與應用[J]. 重慶科技學院學報（自然科學版）；2010年05期

[2] 謝又新， 王新海.帶直螺桿的復合鐘擺鉆井防斜快鉆技術研究 .《石油天然氣學報（江漢石油學院學報）》 2005年05期 期刊