錦州25-1 南油田鉆井難點(diǎn)分析及對(duì)策

王克洋 李進(jìn) 唐啟勝 林家昱 王桂萍(.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300459；.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

為了實(shí)現(xiàn)渤海油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標(biāo)，渤海油田的開(kāi)發(fā)井項(xiàng)目及調(diào)整井項(xiàng)目意義重大。錦州25-1 南油田位于渤海灣遼東海域，是規(guī)模較大的海上油田，有較高的油氣儲(chǔ)量。但該區(qū)塊在二開(kāi)鉆井作業(yè)中，Φ311mm 井眼部分井段會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜情況，非生產(chǎn)時(shí)間影響了作業(yè)時(shí)效，制約著渤海油田鉆井提速提效[1-3]，亟需對(duì)錦州25-1 南油田的鉆井難點(diǎn)進(jìn)行分析，形成針對(duì)性的技術(shù)對(duì)策，對(duì)渤海油田鉆井提效具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

錦州25-1 南油氣田區(qū)域構(gòu)造上位于遼西低凸起中北段，西側(cè)以遼西大斷層為界緊鄰遼西凹陷中洼，東南呈緩坡向凹陷過(guò)渡，毗鄰遼中凹陷中北洼，處于油氣富集的有利位置。錦州25-1 南油氣田鉆遇的地層自上而下有：第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營(yíng)組和沙河街組及太古界。含油層系為沙河街組和太古界。

2 鉆井作業(yè)難點(diǎn)分析

結(jié)合錦州25-1 南油田地質(zhì)概況，分析存在的鉆井作業(yè)難點(diǎn)如下：

(1)上部地層疏松，井眼擴(kuò)大率高：區(qū)域內(nèi)平原組底深為垂深400m 左右，地層疏松，容易擴(kuò)徑和坍塌。該區(qū)域內(nèi)表層作業(yè)采用海水及膨潤(rùn)土漿開(kāi)路鉆進(jìn)，鉆井液沖刷能力強(qiáng)，作業(yè)排量高，容易形成“大肚子”，在起下鉆及下表層套管時(shí)，容易出現(xiàn)新井眼、套管遇阻等復(fù)雜情況。

(2)館陶組底部礫巖厚度大，耐研磨性強(qiáng)，機(jī)械鉆速低：館陶組下部地層含有粗砂巖及砂礫巖，特別是底礫巖對(duì)PDC 鉆頭的損壞極為嚴(yán)重，且機(jī)械鉆速(5～15m/h)較慢。

(3)東營(yíng)組地層易垮塌：東營(yíng)組地層為大段的泥巖夾薄層砂巖。泥巖厚度大，易垮塌，導(dǎo)致起下鉆困難、下套管困難、電纜測(cè)井困難。

(4)沙河街組地層機(jī)械鉆速較慢：本套地層為砂泥巖，其中均含有灰質(zhì)及高嶺土成分，機(jī)械鉆速較低(15～40m/h)，且鉆頭、扶正器容易被泥包。

(5)太古界地層容易發(fā)生漏失：潛山地層屬于太古界，地層為正常壓力，鉆井液密度安全窗口窄，因此，鉆井過(guò)程中容易發(fā)生井漏。

3 應(yīng)對(duì)措施及對(duì)策

3.1 預(yù)防井徑擴(kuò)大的措施

為降低上部松軟地層的井眼擴(kuò)大率，采取如下措施：Φ311mm 井眼在一開(kāi)井段采用海水膨潤(rùn)土漿鉆進(jìn)，控制排量在3300～3600L/min，正常情況下，每柱鉆完后，不進(jìn)行倒劃眼作業(yè)，直接接立柱。為防止巖屑下沉，接立柱時(shí)晚停泵、早開(kāi)泵，每鉆進(jìn)1～2 柱掃6～8m3稠漿攜砂。轉(zhuǎn)速控制在70r/min 以內(nèi)，減少機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力對(duì)井壁的破壞。鉆壓要跟上，但不控制鉆速，以減少水力作用對(duì)松軟地層井壁的沖刷。增強(qiáng)鉆井液的攜帶性，若鉆井液具有良好的攜砂能力，就不需要大排量(高的環(huán)空返速)便可以將大顆粒巖屑帶出井筒，可減輕鉆井液對(duì)井壁的沖刷。

3.2 底礫巖鉆井措施

由于該區(qū)塊館陶組底部礫巖較厚，一般厚度達(dá)70～80m，再考慮到井斜因素，所以實(shí)際需要破碎的底礫巖厚度會(huì)更大。優(yōu)化設(shè)計(jì)PDC 鉆頭，首創(chuàng)了雙排齒七刀翼的PDC 鉆頭。在距離預(yù)測(cè)的底礫巖頂測(cè)深50～60m 時(shí)，開(kāi)始降低參數(shù)保護(hù)鉆頭，降低轉(zhuǎn)速至30r/min，排量2900～3000L/min，鉆壓3t。若機(jī)械鉆速可觀，參數(shù)控制上可不必過(guò)于保守。值得注意的是，使用PDC 鉆頭確認(rèn)鉆穿底礫巖后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)提高鉆井參數(shù)。

3.3 井壁穩(wěn)定技術(shù)措施

該區(qū)塊在東下段至沙河街組出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的井壁坍塌和起下鉆阻卡問(wèn)題，部分井段劃眼異常困難，頻繁憋壓蹩扭矩，返出的巖屑既有粘軟巖屑又有硬質(zhì)碎屑。循環(huán)、倒劃眼所占的非生產(chǎn)時(shí)間占到了鉆井總時(shí)間的10%～15%。資料顯示：該區(qū)塊A 平臺(tái)某井在1850m 左右井段處粘土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60%以上，說(shuō)明該處泥巖易水化分散，不利于井壁穩(wěn)定。為解決這一現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆井液密度：東營(yíng)組1.32～1.35g/cm3，沙河街組1.35～1.38 g/cm3。鉆進(jìn)過(guò)程中要隨時(shí)觀察返出巖屑情況，是否有掉塊和掉片。采用抑制性較強(qiáng)的綜合陽(yáng)離子體系鉆井液，抑制粘土水化膨脹、分散。同時(shí)，嚴(yán)格控制鉆井液失水在3.6mL 以下，增強(qiáng)泥巖段穩(wěn)定性，防止井塌。

3.4 預(yù)防起下鉆阻卡的對(duì)策

針對(duì)起下鉆過(guò)程中的鉆具阻卡問(wèn)題，采取如下技術(shù)措施：(1)在鉆井液中加入包被劑。加入后，巖屑一經(jīng)形成就處于包被劑的包裹中，尤其是長(zhǎng)鏈高分子包被劑，吸附在巖屑上，形成覆蓋整個(gè)巖屑的水化層。(2)降失水。綜合陽(yáng)離子體系采用CPA 作為降失水劑，盡量保證鉆井液體系的陽(yáng)離子環(huán)境，降低鉆井液的濾失量。(3)保證充足的循環(huán)時(shí)間。循環(huán)可以減少巖屑因在鉆井液中浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成的粘土水化、膨脹和分散，有利于巖屑被固控設(shè)備清除。由于巖屑在上行的過(guò)程中會(huì)發(fā)生不同程度的沉降，所以在掃稠漿或循環(huán)時(shí)，循環(huán)時(shí)間在1.5～2 個(gè)遲到時(shí)間為宜。(4)短起下鉆，拉順井眼。當(dāng)井壁上堆積的“雜物”過(guò)多、過(guò)厚之前，及時(shí)拉順井眼，防患于未然。由于鉆具對(duì)井壁反復(fù)刮拉、擠壓、摩擦，在井壁上就可以形成薄而韌的新泥餅，新泥餅的粘附力大大降低，不易粘附巖屑。(5)高效固控，最大程度清潔鉆井液。提高固控設(shè)備的清除效率，最大程度地清除無(wú)用固相、確保入井鉆井液的清潔是解決阻卡的關(guān)鍵。

3.5 預(yù)防井漏的技術(shù)措施

數(shù)據(jù)分析表明，該區(qū)塊在鉆進(jìn)、起下鉆、下套管、固井作業(yè)中多次發(fā)生井漏。主要原因有：井身結(jié)構(gòu)不合理、地層中存在斷層或尖滅、鉆井液密度不合理等。為防止發(fā)生井漏，有以下措施：

(1)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，對(duì)于進(jìn)潛山的井，原則為進(jìn)山3m 或見(jiàn)坡積砂中完，上層套管下至潛山頂，需要準(zhǔn)確卡層。在潛山中采用低密度無(wú)固相鉆井液鉆進(jìn)，在鉆井作業(yè)中保持輕微過(guò)平衡的狀態(tài)。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)較高的井，二開(kāi)最后一趟鉆可采用簡(jiǎn)易鉆具，既降低了經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)，在緊急情況下又便于堵漏。

(2)對(duì)于有斷層的井，確認(rèn)斷層的深度、斷距系斷層的發(fā)育情況，分析對(duì)鉆井作業(yè)的影響。可在鉆井液中加入堵漏材料，提前預(yù)防。

(3)下套管前保證井眼順暢，調(diào)整鉆井液性能，做到“三低一高”。下套管過(guò)程中應(yīng)注意泥漿池液面變化，實(shí)際減小量應(yīng)為套管的開(kāi)端排代量，注意返出流量，保證連續(xù)灌漿等。

(4)固井前循環(huán)時(shí)采用小排量開(kāi)泵打通，階梯式逐級(jí)提高排量，不得猛提排量。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合錦州25-1 南油田地質(zhì)概況，深入分析了該區(qū)鉆井作業(yè)存在的技術(shù)難點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)。研究形成針對(duì)性的技術(shù)對(duì)策，包括預(yù)防井徑擴(kuò)大的措施、底礫巖鉆井措施、井壁穩(wěn)定技術(shù)措施、預(yù)防起下鉆阻卡和鉆井漏失的措施。研究結(jié)論對(duì)錦州25-1 南油田提速提效具有重要指導(dǎo)作用，助力實(shí)現(xiàn)渤海油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標(biāo)。