大北12—斜29井施工過程及技術難點解析

2017-06-03 08:58:44徐世輝

科學與財富 2017年15期

徐世輝

（中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司山東東營 257200）

摘要：大北12-斜29井主探含油層位為沙河街組沙二段，井身結構為五段制井，造斜點淺、斜井段長和井身結構復雜等突出問題，給鉆井施工帶了巨大困難。針對該地區的地層特點，現場施工針對地層的變化，優選鉆頭選型，做好滲透層防漏工作、鉆井液的處理，優化鉆具組合，加強井身軌跡控制，為加快該井施工速度提供了技術保障。

關鍵詞：五段制；井身結構；優化鉆具；鉆井液

1 地質概況及工程設計

大北12-斜29井地理上位于山東省濱州市無棣縣境內大王北油田，構造上位于濟陽坳陷車鎮凹陷大王北鼻狀構造帶大37斷鼻構造大37塊西北部，鉆探目的為完善大37塊注采井網，提高區塊水驅儲量控制程度和動用程度，提高油藏采收率，埋深一般在2760-3140m。鉆井過程中，館陶組上部地層成巖性差，易坍塌，館陶組底部存有大段白色砂礫巖-滲透層；東營組地層巖性主要以泥巖為主，易縮頸，與館陶祖間有斷層；東營組下部地層構造復雜，地層傾角大，造成軌跡控制難度加大。

2 現場施工

2.1合理鉆頭選型

館陶組底部有礫石層，二開第一只鉆頭使用HAT127鉆頭，鉆完直井段，再用新HAT127鉆頭定向，鉆穿館陶組底礫巖，撈砂無礫石，無蹩跳后，起鉆更換四刀翼易于定向PDC鉆頭。

2.2 防鍵槽卡鉆

（1）防軌跡差造成的鍵槽

優化井身軌跡，嚴格控制增斜段井段全角變化率≤15°/100m，降斜井段全角變化率≤10°/100m。

（2）防斜井段井眼不規則造成的鍵槽

鉆井液具有良好的護壁性和防塌性，嚴格控制井眼擴大率，避免上部地層泥巖與砂層互層段，出現“糖葫蘆”井眼，造成泥巖和砂層的交界面形成鍵槽；

（3）破鍵器的使用

鉆具組合上部加入欠尺寸修壁器，定向施工中，利用旋轉鉆進，有效對上部地層井眼處造斜點及全變化率較大的井眼修整，同時有效修整上部地層泥巖互層段已形成鍵槽，做好鉆具記錄，定期、定井段搞好短起下鉆，調整修壁器位置。

2.3井眼軌跡控制

（1）現場施工鉆具組合

①造斜、增斜段（井段1650-1801.94m）鉆具組合：Φ215.9mm PDC+Φ172mm（1.25°）動力鉆具+Φ177.8mm無磁鉆鋌×1根 +MWD +Φ127mmHWDP×15根+Φ127mmDp

②穩斜段（井段1801.94-2645.98m）鉆具組合：Φ215.9mm PDC+Φ172mm（1.25°）動力鉆具+208mm扶正器+Φ177.8mm無磁鉆鋌×1根 +MWD +Φ127mmHWDP×15根+Φ127mmDp

③降斜段、穩斜段（井段2645.98-3221.80m）Φ215.9mm PDC+Φ177.8mm無磁鉆鋌×1根 +Φ177.8mm鉆鋌×1根 +Φ210mm扶正器+Φ127mmHWDP×15根+Φ127mmDp

（2）井眼軌跡控制注意事項

①優化井身軌跡

通過延長穩斜段，降低全井最大井斜，同時減少了降斜段，降低降斜段的降斜率，有助于井身軌跡圓滑，減少復雜情況發生[1]；

②淺層定向，上部地層松軟，成巖性差，鉆時快，造斜率低。

選用牙輪鉆頭，有助于優化鉆井參數，提高定向效果；

③降斜段軌跡控制

鐘擺鉆具的使用，克服復雜井型鉆具傳壓困難、滑動鉆進機械鉆速等問題；合理選擇鐘擺鉆具中扶正器的尺寸，以保證足夠的鉆頭側向力，實現降斜；定向降斜鉆具選用高轉速牙輪鉆頭，優化鉆井參數，有利于鉆具傳壓，保證降斜效果。

2.4鉆井液技術的現場應用

本井選用強抑制聚合物鉆井液體系，鉆井液體系具備良好的攜巖、防塌、防卡、保護油氣層、防油氣污染等能力。

（1）東營組上部地層鉆井液處理措施

二開直接小循環鉆進，混入一開泥漿鉆出表層套管鞋，防止套管鞋處井徑過大，水泥環脫落，造成后期復雜。利用清水和固控設備控制基漿密度<1.10g/cm3，待鉆井液有一定粘、切（28～30s）后，加入聚合物（0.2～0.3%），控制地層造漿，密度在1.10g/cm3以內、粘度35s左右，第一只鉆頭起鉆前加入（1t～1.5t）增粘降濾失劑，適當降低鉆井液失水量（或提前配膨潤土漿混入）、調整粘度45s左右，造斜點、增斜段鉆井液性能有良好的護壁性，同時優化鉆井液流變性，保證井眼規則，防止松軟地層坍塌，井眼擴大率控制在10-15%。

斜井段加入3%液體潤滑劑提高證鉆井液的潤滑性，隨著井深的增加及時補充潤滑劑，使其含量保持在3%以上，確保斜井段的安全、快速鉆進。

在鉆至館陶組中下部時，逐步控制API濾失量，提高PH至9，加入1-2%天然高分子降濾失劑或LV-CMC，控制在失水10-15ml以內，鉆井液粘度維持在35-40s。

進入東營組之前，加入0.5%鉆井液用胺基聚醇，1～1.5% 鉆井液用天然高分子降濾失劑提高鉆井液的抑制性和防塌能力。進一步降低失水，將API濾失量降至5ml以內，調整性能參數為基漿密度1.12～1.13 g/cm3，鉆井液粘度維持在40-45S，API中壓失水<5ml，PH值（9～9.5），維持鉆井液膨潤土含量在35～45g/L，含砂量在0.3%以內。

沙河街井段（1450～1740）m

（2）沙河街組鉆井液以防塌、潤滑、保護油層為主。

該體系主要材料配方為：上部井段泥漿+0.5%胺基聚醇+（1-1.5）%天然高分子降濾失劑+（1-1.5）%銨鹽+（2-3）%油基潤滑劑。

其他：氫氧化鈉、塑料小球、加重劑等

為確保鉆井液的抑制性及防塌能力，鉆井液維護按體系配方，鉆進中要保持各種處理劑的有效含量，并定期補充，使鉆井液性能符合設計要求。

鉆至目的層井段要密切注意鉆井液性能變化，根據井下實際及時調整鉆井液密度。鉆井液性能：密度1.12～1.15g/cm3、粘度45～50s、APIFL<5ml、塑粘15～20mPa.s、動切8～10Pa、初/終切3～5/8～10Pa、ph9.5

鉆進過程中，要注意觀察井口返漿情況、振動篩上的巖屑返出、巖屑形狀的變化，隨時調節鉆井液性能，提高鉆井液的懸浮、攜帶巖屑能力，確保正常鉆進。

沙二段的紅泥巖造漿較強可加大聚合物濃度，增強鉆井液的抑制性并配合稀釋劑調整鉆井液流變性。

3結論

（1）鉆具組合加入破鍵器和優選鉆井液體系，有效防止鍵槽卡鉆；

（2）降斜段采用“鐘擺鉆具”降斜，合理選擇扶正器的尺寸，來滿足降斜率需要；同是常規鉆具的使用，有效解決了定向鉆具在滑動鉆進中，傳壓困難，井身軌控制能力差等問題；

（3）強抑制聚合物鉆井液體系滿足本區塊施工井的需要；