小井眼優(yōu)快鉆井技術(shù)在渤海油田探井中的實(shí)踐

李亞亮　楊保健　耿立軍　戴杰　蘇建　王賀寧

【摘 要】近期石油企業(yè)寒冬大背景下，各石油企業(yè)尋求降低生產(chǎn)成本提高生產(chǎn)效率的有效措施。渤海灣探井作業(yè)在調(diào)研了國(guó)內(nèi)外同行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后，采取了非常規(guī)小尺寸井眼鉆進(jìn)，既取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效果，又滿足了勘探地質(zhì)方面的要求，本文對(duì)該套鉆井技術(shù)進(jìn)行了論述。

【關(guān)鍵詞】小井眼；鉆井工藝；提速；探井

2015年國(guó)際油價(jià)大幅下跌，石油企業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，如何降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益成為各油田企業(yè)的工作重點(diǎn)。鉆井是油氣田勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，鉆井成本占上游領(lǐng)域總成本的30%-50%，是降本增效的關(guān)鍵部分。渤海灣探井通過(guò)井身結(jié)構(gòu)、鉆井液、固井、工程措施等優(yōu)化的研究，取得了良好的效果，保證了安全、低成本鉆井的目的。

1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐渤海灣已形成適應(yīng)海洋自然環(huán)境的成熟的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。在探井作業(yè)中主要采用海洋油氣井鉆井設(shè)計(jì)中常用的“？準(zhǔn)914.4mm井眼×？準(zhǔn)762mm隔水導(dǎo)管+？準(zhǔn)660.4mm井眼×？準(zhǔn)508mm表層套管+？準(zhǔn)444.5mm井眼×？準(zhǔn)339.7mm技術(shù)套管+？準(zhǔn)311.2mm井眼×？準(zhǔn)244.5mm技術(shù)套管+？準(zhǔn)215.9mm井眼×？準(zhǔn)177.8mm尾管”五層次井身結(jié)構(gòu)，該井身結(jié)構(gòu)能夠有效封隔淺部疏松地層以及深部易漏易垮和異常高壓地層，并可抵御海上風(fēng)浪、冰的沖擊，確保安全順利鉆達(dá)目的層。[1]但是，采用這種井身結(jié)構(gòu)泥漿、套管及固井材料耗用量大、作業(yè)費(fèi)用高昂，不利于在勘探作業(yè)中進(jìn)一步縮短建井周期和控制成本。對(duì)此，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外同行的調(diào)研、理論論證及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)踐，摸索了一套新的井身結(jié)構(gòu)“？準(zhǔn)660.4mm井眼×？準(zhǔn)508mm隔水導(dǎo)管+？準(zhǔn)311.2mm井眼×？準(zhǔn)273.1mm技術(shù)套管+？準(zhǔn)241.3mm井眼×？準(zhǔn)197.7mm套管”，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐該井身結(jié)構(gòu)能夠滿足為該地區(qū)探井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了新的思路。

2 鉆井液性能優(yōu)化

小井眼所用鉆具直徑小，井眼環(huán)空小，環(huán)空返速高，在現(xiàn)場(chǎng)注意調(diào)整鉆井液的流變性，鉆井液的粘度、切力不能太低，若粘度太低，在井眼內(nèi)形成紊流，對(duì)井壁的沖刷力較大，容易造成井壁坍塌，同時(shí)鉆井液的攜砂能力和懸浮能力也會(huì)相應(yīng)的減弱；粘度太高，鉆井液形成的結(jié)構(gòu)力太強(qiáng)，在活動(dòng)鉆具或者起下鉆時(shí)易造成較大的壓力波動(dòng)，易壓漏地層或者誘發(fā)井涌，造成較大的安全隱患。

鉆井液應(yīng)具有良好的造壁性和封堵性。井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化后有可能一開(kāi)井眼穿過(guò)多套地層，地層之間的壓力矛盾可能存在，因此要求鉆井液能形成薄而韌的泥餅，并且具有良好的封堵性，把滲透性高的上部地層井壁形成致密的保護(hù)層，從而減少鉆井液濾液進(jìn)入地層，增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性。

鉆井液應(yīng)有良好的流變性和潤(rùn)滑性，能提高低剪切速度下的粘度，防止開(kāi)泵壓力太大而壓漏地層，并具有使鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)扭矩小和良好的攜帶鉆屑能力。

3 固井工藝優(yōu)化

小井眼因井身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)空間隙小、套管尺寸小、強(qiáng)度低，固井設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題。

為有效地支撐管柱，防止套管柱通熱膨脹彎曲，通常管外水泥應(yīng)盡可能返高，管內(nèi)要留較長(zhǎng)水泥塞。為使套管柱居中，并防止管柱彎曲，可在套管柱上多加扶正器等。

在設(shè)計(jì)水泥漿時(shí)著重考慮其流變性，應(yīng)選擇流動(dòng)性好，觸變性能強(qiáng)和低失水的水泥漿。

固井施工時(shí)要嚴(yán)格控制泵壓和排量，以免因環(huán)空流動(dòng)阻力過(guò)大而壓漏地層，頂替泥漿時(shí)多采用塞流或平板流。

4 工程技術(shù)措施

（1）鉆具組合優(yōu)選。通過(guò)理論計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，φ241.3mmPDC+φ184.2mmPDM（0°）+φ177.8mm鉆鋌1+φ241.3mm穩(wěn)定器+φ177.8mm鉆鋌1+φ241.3mm穩(wěn)定器+φ165.1mm浮閥+ φ177.8mm鉆鋌10+φ165.1mm震擊器+撓性短接+φ127mm加重鉆桿14，該組合在探井近20多口井的鉆井中取得了良好的穩(wěn)斜打快的效果，小井眼相對(duì)于相比于傳統(tǒng)井眼提速達(dá)到21%左右。

（2）鉆井時(shí)采用合理的排量及轉(zhuǎn)速等鉆井參數(shù)，減輕鉆井液紊流對(duì)井壁的沖刷及碰撞，防止出現(xiàn)“大肚子”井眼，影響后續(xù)的測(cè)井及測(cè)試作業(yè)。鉆井參數(shù)：鉆壓10-30kN，排量控制在30-52L/s。

（3）控制API濾失量小于等于5ml，保證鉆井液中有最低限度的膨潤(rùn)土含量，并開(kāi)啟離心機(jī)及振動(dòng)篩等固控措施，降低有害固相。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)施效果

目前，渤海灣已經(jīng)鉆了22口小井眼的探井，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，相比于傳統(tǒng)的井身結(jié)構(gòu)的井，提高鉆井效率，單井可節(jié)約16h左右，綜合日費(fèi)按150萬(wàn)元/天，可節(jié)約100萬(wàn)元左右。此外，巖屑回收還可節(jié)約少量費(fèi)用。膨潤(rùn)土、重晶石等大宗散料可節(jié)約2萬(wàn)元左右，鉆井液添加劑可節(jié)約25萬(wàn)元左右，節(jié)約水泥65噸， 6萬(wàn)元左右，節(jié)約添加劑7噸，25萬(wàn)元左右 探井棄井還可節(jié)約部分費(fèi)用 優(yōu)化后井身結(jié)構(gòu)單井可節(jié)約鉆井費(fèi)用200萬(wàn)元以上，并且可有效降低鉆機(jī)負(fù)荷，這樣在后邊的鉆修機(jī)等作業(yè)能力較小的平臺(tái)也可同樣的作業(yè)深井，這樣又可減小動(dòng)用鉆井平臺(tái)所產(chǎn)生的高額的費(fèi)用。

6 結(jié)論及建議

（1）小井眼鉆井技術(shù)在探井作業(yè)中顯現(xiàn)了其價(jià)值，單井成本可降低200萬(wàn)元，對(duì)單井產(chǎn)能影響很小，并且優(yōu)化后井身結(jié)構(gòu)鉆完井及測(cè)試作業(yè)均可實(shí)施，可以在后續(xù)的探井及生產(chǎn)井中逐步推廣。

（2）井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需地質(zhì)油藏、鉆完井、采油生產(chǎn)各專(zhuān)業(yè)取得統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，甲乙方共同推動(dòng)（下套管、完井、測(cè)試、打撈、套銑工具等）

（3）小井眼鉆頭、套管及附件、套管頭等鉆井材料均為標(biāo)準(zhǔn)材料，可直接從市場(chǎng)購(gòu)得，但防砂封隔器、充填工具、洗井刮管器等材料需特殊設(shè)計(jì)。

（4）小井眼井后期側(cè)鉆受井眼尺寸限制，井型比較單一。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉穎彪，朱忠喜，劉彪，等.西湖1井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].