義50區塊快速鉆井技術

劉克冰

摘 要：義50區塊施工井主要含油層系為新生界古近系沙二段油藏，所鉆地層有新生界平原組、館陶組、東營組、沙河街組，下部地層構造復雜，同垂深不同方位上地層傾向變化較大，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，做好優選鉆頭，合理調配鉆具結構，及時調整鉆井液性能，保證了井身軌跡，減少了東營組以下地層掉塊的產生，預防了復雜情況及鉆井故障發生；同時加快義50區塊鉆井施工速度。

關鍵詞：鉆頭選型；防塌；井身軌跡

1 鉆井的主要難點

1.1 地層構造復雜，地質資料參考性較低

義50區塊總體構造形態以埕南斷層為邊界，發育兩個小型斷鼻構造，一個呈北東-南西走向，一個呈北西-南東走向，整體北高南低，北部構造較緩南部構造變陡，構造幅度較大，地層傾角17°，同時區塊內部發育多條小斷層，其中在義50井區發育一條埕南大斷層的派生斷層，走向為近東西向，斷距在80m左右，鄰井資料可供參考值較低。

1.2 含礫地層多，分布不均勻

同一裸眼井段有多套含礫層，分別為館陶底東營頂部含礫層，沙二段、沙三段含礫層，主要有含礫粗砂巖、含礫細砂巖、含礫泥質細砂巖，含礫量隨井深增加，應合理選用鉆頭。

1.3 東營組井壁穩定性差，加強鉆井液處理

東營組地層穩定性差，對鉆井液性能要求較高，如果該井段發生失穩產生掉塊，后期很難控制，因此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。

1.4 下部井身軌跡控制要求較高

東營組、沙河街組以下地層發育小斷層較多，同時構造幅度較大，地層傾角17°，同垂深不同方位上地層傾向變化無規律，定向井穩斜段受地層侵角、斷層等因素影響較大，井身軌跡控制較難。

2 鉆井施工模式

2.1 鉆頭選型

2.1.1 東營組以上地層鉆頭選型

義50區塊館陶組砂層發育，成巖性差，巖性可鉆性高，館陶底部、東營組頂部有少量礫石層，使用HAT127鉆頭，充分發揮高壓噴射的特點，既可以滿足高轉速，又可以獲得較高的機械鉆速，同時完全可以打穿這套含礫層。

2.1.2 東營組以下鉆頭選型

義50區塊東營組、沙一段、沙二段上部地層可鉆性較高，沙二段下部、沙三段地層，主要由含礫粗砂巖、含礫細砂巖、含礫泥質細砂巖組成，含礫情況隨井深逐漸增加，因此，鉆頭選型主要以沙河街組地層特點來選型，在現場施工過程中，主要以使用不同尺寸復合片PDC和牙輪鉆頭為主。

2.2 優化鉆井液性能，提升鉆井液防塌、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；分段鉆井液處理思路。

2.2.1 東營組以上鉆井液處理思路（井深200～2100m井段）

為滿足上部地層疏松快鉆速情況下的攜砂和防塌的需要，采用聚合物鉆井液體系。使用聚合物PAM的同時，適當添加高分子CMC，起到優勢互補的作用。在進入沙河街組地層前不加重鉆井液，盡量使用低密度鉆井液鉆井，同時用好固控設備，控制鉆井液中的劣質固相含量，通過優化上部地層“一高三低二適當”鉆井液技術，實現鉆速的提高。

2.2.2 東營組以下鉆井液處理思路（井深2100～完鉆3400m左右井段）

鉆至井深2300m左右，開始將井漿轉化為聚磺防塌鉆井液。進入沙三段地層之前，將鉆井液密度提高到設計上限（1.25g/cm3），以達到化學防塌和力學防塌并舉的作用。將API濾失量降到4mL以下，HTHP濾失量15mL以內，使鉆井液具有低的濾失量和好的泥餅質量，保證鉆井液的造壁性和穩定性。在以后的維護中，根據鉆井液的消耗量，定期定量補充各類防塌劑含量。

2.3 優化鉆具組合，加強井身軌跡控制

針對義50區塊東營組以下地層地層傾向變化大，地層傾角通常大于17°，根據不同的井型采用不同的鉆具組合。

2.3.1 直井的井身軌跡控制

①對于東營組以上井段，推廣使用小鐘擺鉆具組合，在高轉盤鉆速下，充分發揮鐘擺鉆具作用，在館陶中下部打吊結合，嚴格控制上部井段井身質量；②東營組以下地層小斷層較多，地層傾角較大，推廣使用“四合一”導向鉆具組合（鉆頭+單彎動力鉆具+無磁鉆鋌9m+扶正器），鉆具組合具備鐘擺鉆具和導向鉆具組合的共同優點，用于防斜和糾斜雙重特性，同時發揮復合鉆進技術，加快施工速度。

2.3.2 定向井井身軌跡控制

①定向段使用欠尺寸扶正器，避免定向過程中扶正器“拖壓”現象，定向期間預算好井身軌跡變化，預留井斜角和方位角“漂移”，減少后期調整量，有助于井身軌跡的控制，提高機械鉆速；②穩斜段使用柔性具組合，隨鉆測量儀實時檢測，依據井斜、方位變化情況及時調整鉆進參數，盡可能少用單彎調整井斜、方位，防止出現“波浪式”井眼，保證良好的井身軌跡。

3 結論

①不同地層優選鉆頭有效加快義50區塊施工速度；②優化導向鉆具組合，合理攜帶使用不同尺寸的扶正器，對井身軌跡的保障起到了良好的效果；③義50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；④該優快鉆井技術基本滿足義50區塊施工要求，可作為該區塊施工模式推廣。

參考文獻：

[1]劉同富，王樹永，李文明，向剛，萬緒新.勝利油田沙河街組及以下地層井壁穩定技術[J].鉆井液與完井液，2003 （5）.