草橋地區鉆井技術研究

楊文磊

摘 要：樂安油田是勝利油田目前最大的稠油熱采油田。草4區塊第19號平臺位于濟陽坳陷東營凹陷樂安-純化斷裂鼻狀造帶，本地區地層分層多，地層松軟，并且地層厚度小，下面還有淺氣層，這給鉆井施工帶來了很大的不方便。保證井身質量，保障鉆井施工安全，已經成為鉆井施工的重中之重了。

關鍵詞：草橋定向井防斜打直

一、概述

1、簡介

該區塊井絕大多數屬于水平井施工工藝井，并且是叢林式井組分布，由于井深較淺，大多數井完鉆地層層位為孔店組。本地區地層分層多，地層松軟，并且地層厚度小，下面還有淺氣層，這給鉆井施工帶來了很大的不方便。

2、區塊地層分布情況

該地區目的層地層較淺，但是底層結構很是復雜

3、地層巖性描述

平原組：棕黃色棕紅色粘土、砂質粘土與淺灰色松散砂層不等互層。

明化鎮組：棕黃色、棕紅色泥巖夾灰黃色、淺灰色粉砂巖、泥質粉砂巖。

館陶組：上部為棕紅色、棕黃色泥巖與灰白色含礫砂巖、淺灰色粉砂巖、淺灰色泥之分砂巖不等厚互層；下部為灰白色、淺灰色礫巖、含礫砂巖夾棕黃色、棕紅色泥巖及后層灰黑色玄武巖。

沙一段：淺灰色、棕紅色泥巖、砂質泥巖夾淺灰色粉砂巖、泥質砂巖、薄層灰質砂巖，局部夾淺灰色生物灰巖。

沙二段：淺灰色、棕紅色泥巖、砂質泥巖與灰白色含礫砂巖、淺灰色粉砂巖、淺灰色泥質砂巖、灰質砂巖不等厚互層

沙三段：上部為灰色、棕紅色泥巖、砂質泥巖與灰白色含礫砂巖、淺灰色細砂巖、淺灰色粉砂巖、淺灰色泥質砂巖、灰質砂巖不等厚互層；下部為淺灰色、深灰色泥巖、砂質泥巖夾淺灰色粉砂巖、泥質粉砂巖、泥質粉砂巖、薄層灰質砂巖。

沙四段：為淺灰色泥巖、砂質泥巖與灰白色含礫砂巖、淺灰色細砂巖、淺灰色粉砂巖、淺灰色泥質砂巖、灰質砂巖不等厚互層，頂部夾淺灰色灰巖、淺灰色生物灰巖。

孔店組：灰色、紫色、砂質泥巖為主。

二、地層巖性所造成的施工難點

該區塊地層變化大，巖性變化也很大，差異明顯，而且下面存在淺氣層。

1、地層巖性所造成的施工難點

（1）平原組和明化鎮組多為粘土巖層。泥巖和頁巖一般較軟，鉆速快，但容易產生鉆頭泥包。這種地層極易吸收鉆井液中的自由水而膨脹，導致井徑縮小。隨著浸泡時間的延長，井壁可能會產生垮塌現象，井徑擴大。但是一開后下鋼級為J55的表層套管，已經封固平原組，所以在平原組就是一開時防止井徑縮小，引發起下鉆卡鉆。明化鎮組地層軟，由于產層較淺，地層欠壓實，因此定向造斜不好控制。同時由于造漿特別嚴重，極易出現縮徑的現象。

（2）館陶組主要為礫砂巖夾薄層泥巖，以及后層灰黑色玄武巖。礫砂巖一般來說是較好的滲透層，但在井壁上易形成較厚的濾餅，易引起泥餅粘附卡鉆。另外濾餅對測井也有影響。館陶組有兩套含礫砂巖與泥巖互層，礫巖其下部是玄武巖地層，玄武巖地層以下為館陶組砂礫巖井段。上部的礫砂巖顆粒大，中間基本沒有膠接物，施工中極易垮塌，形成大肚子井眼，直徑大的礫石無法帶出地面。

（3）孔店組地層巖石孔隙度低，滲透率差，屬于低滲儲層。

三、工程技術難點

（1）該地區為叢林式井組分布，防碰撞是最應當注意的。

（2）高造斜點。靶前距小。

（3）有淺氣層，防噴，井控要求嚴格；

（4）上部地層松軟，易坍塌縮徑，容易造成起下鉆困難；

（5）定向點較淺，鉆井液造漿嚴重，性能難以控制；

（6）上部定向增斜段如果處理不好，易出新眼；

（7）砂礫巖和玄武巖上下易剝落坍塌，造成卡鉆；

（8）上部地層較軟，進尺快，改小循環和處理泥漿時間比較緊張，時間掌握不好，容易導致鉆至相關層位后鉆井液性能達不到要求；

（9）由于頻繁起下鉆（起鉆下動力、起鉆下地質導向）造成鉆井液性能難以穩定在一定的范圍；

（10）地層較軟，容易吸水膨脹、造漿、坍塌；

（11）由于淺氣層的存在要求上部形成開放式井眼，而下部需要高粘切鉆井液，容易造成上部糊井眼，上下存在矛盾；

（12）定向井井斜超過50o時不只能靠鉆井液攜巖，還需要工程措施相互結合，利用起下鉆有效破壞巖屑床的形成.

四、鉆井施工措施

1、一開鉆進技術措施

一開鉆具組合選擇：Φ346.1mm3A+Φ177.8mmDC×6柱+Φ127mmDP

一開鉆具組合的選擇采用大直徑高強度鉆鋌，主要考慮的是保證直井段的，鉆遇軟硬交錯地層時，要注意減壓吊打；送鉆要均勻，嚴禁切菜式送鉆。

本地區上部井眼成巖性差，膠結疏松極易坍塌掉塊，施工中加強井眼的穩定護理。同時控制鉆具在井內活動力度，防止機械坍塌。

2、二開鉆進技術措施

（1）二開鉆具組合選擇：

Φ241.3mm3A+動力鉆具×7.92m+止回閥+無磁DC×1柱

+Φ177.8mmDC×3柱+Φ127mmDP

（2）二開直井段鉆進

直井段可以采用小鉆壓、低排量，小循環的形式鉆進，但是必須充分利用好固控設備，保證上部形成開放型井眼，保證起下鉆順利；如果造斜點在700米左右，可以考慮采用大循環鉆進。該井段在明化鎮組，地層成巖性較差，泥巖性較軟且砂層發育，注意防止上部坍塌卡鉆，注意疏松砂巖地層防止井漏，注意提高鉆井液的攜帶和懸浮能力，防止泥巖縮徑。

堅持井斜不清不打鉆的原則，每進尺50～100米投測一次，發現井斜及時糾正，保證直井段的合格，為下一步造斜打下堅實基礎。

（3）斜井段鉆進

下鉆遇阻不能劃眼，及時活動好鉆具防粘卡。由于井斜較大，容易形成巖屑床，及時通過短起下和分段循環的方法改變巖屑的沉積狀態和位置，提鉆井液高屈服值，增強鉆井液的攜巖能力，達到減少巖屑床厚度，清洗井眼的目的。

進入斜井段，提前加入潤滑劑，保證含量在5%以上，有良好的潤滑性能，如果混油必須保證原油含量在10%以上。

鉆至淺氣層上方50米時，調整鉆井液

玄武巖上部，鉆井液粘切不必太高，能滿足攜巖和井壁穩定要求即可，進行短起下鉆，將上部井眼搞暢通，保證下部施工安全。

進入玄武巖前50米左右，進行鉆井液提粘處理，合理控制參數，確保泥漿的密度、粘度、PH達到合理。

鉆開礫石層，要求每隔5～6小時采用配制高粘切鉆井液5m3進行打塞子攜帶的方法，循環一周，并觀察振動篩返砂情況，根據返砂情況確定下一步的施工方案；每次起鉆必須充分循環洗井，保證井眼清潔，并用高粘切鉆井液進行封井，根據實際情況先進行短起，防止礫石集中造成起鉆困難；同時起下鉆嚴禁硬拔硬壓，防止鉆具卡死，可采取輕提慢放配合旋轉，將礫石逐漸疏通開，加密進行短起下可以保證安全施工；

完鉆后，再配制高粘切鉆井液打一段稠泥漿塞，并大排量循環洗井，最后再用高粘切鉆井液封井后再起鉆通井電測。