沈630區塊深水平井鉆井的難點分析和對策探討

李強

摘 要：沈630區塊是遼河油田沈陽采油廠的重點上產區塊，部署井位多，工作量大。本文針對該地區的地層特點，不利于鉆井提速的各方面因素，通過前期鉆井實踐，全面系統總結了沈630區塊的鉆井難點，并提出了優化鉆具組合、加強井身軌跡控制、優選鉆頭選型、高性能螺桿選型、鉆井液性能的處理等針對性技術對策，為加快該區塊鉆井施工速度提供了保障。

關鍵詞：鉆井;深水平井;鉆井提速;難點;對策

1 地質概況及地層特點

勝西潛山沈630塊位于遼寧省新民市興隆堡鎮和張家屯鄉境內。勝西潛山鉆井揭露的地層自下而上分別為太古界、下第三系房身泡組、下第三系沙河街組沙四段、沙三段、沙一段、東營組、上第三系和第四系地層，其中太古界是本區主要目的層段。

2 鉆井的主要難點

2.1 受地層構造影響，鉆頭選型較難

沙河街以上地層夾層多，砂泥巖地層相互交錯，鉆頭有待于進一步優化。沙河街組地層使用的鉆頭型號不統一，牙輪鉆頭、不同型號的PDC，機械鉆速相差較多，影響了鉆井速度。

2.2 直井段井斜難以控制，防斜打快難度大

受地質構造影響，上部直井段井斜難以控制，起井斜時采用輕壓吊打，鉆井參數受制嚴重，難以強化，防斜打快問題突出。該區塊增斜段在砂四段，滑動鉆進鉆壓傳遞不到鉆頭，鉆時慢，軌跡控制難度大，這樣滑動定進的鉆速更加下降。

2.3 上部地層松軟，泥巖易縮徑，起下鉆困難

東營組地層疏松可鉆性較好，控制不好鉆井液般土含量容易造成鉆井液粘度、切力急劇升高，機械鉆速大幅度下降，下一步施工中易造成起鉆不好起，甚至卡鉆的井下復雜情況，影響鉆井速度。

2.4 深部地層可鉆性差，井壁失穩問題突出

沙河街組地層井段長，井深受上部覆蓋厚壓實度強，地層巖性硬不利于鉆頭機械破巖鉆速低;泥巖、泥頁巖、砂巖相互交錯，泥巖礦物以伊利石與蒙脫石相互交接為主，不利于井壁穩定，特別是單方面的強調提高鉆速，而忽略了控制鉆井液濾失量，容易導致井壁坍塌，井壁不規則，形成“糖葫蘆”井眼，起下鉆困難，測井遇阻遇卡，甚至造成大面積劃眼及卡鉆等井下復雜情況或事故，最終導致全井建井周期長，鉆速大幅下降等。

2.5 揭開太古界潛山地層易漏失

新生界和太古界屬于不同壓力體系，在揭開太古界潛山低壓層易發生井漏，沈630-1626井在揭開潛山層位時發生井漏。

3 技術思考及對策探討

3.1 提高機械鉆速，鉆頭與高性能螺桿鉆具優選

沙一段以上地層發育，成巖性差，可鉆性高，使用加強鋼齒鉆頭可以取得較高的機械鉆速。沙一段以下至太古界以大段泥巖為主，夾砂巖層，主要以研磨性好五刀翼PDC和牙輪鉆頭效果較好;優選耐高溫高性能螺桿和大扭矩螺桿鉆具，對提高鉆井速度具有很大的影響。通過采用較高的泵壓、適宜的排量，可大幅度提高鉆井速度。

3.2 優化鉆具組合，加強井身軌跡控制

（1）直井段井身軌跡控制 第一趟鉆滿眼的鐘擺鉆具組合，嚴格控制上部井段井身質量;第二趟鉆建議使用鐘擺導向鉆具組合，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，同時復合鉆進，并且能釋放鉆壓，加快施工進度[1]。

（2）定向段井身軌跡控制 首先在開鉆前優化井身軌跡，造斜點在2900米以上，3000米以后盡量以復合鉆進為主，微調為輔的井身軌跡設計，這樣在砂四段穩斜PDC鉆頭能發揮其優勢，加快鉆井速度。

（3）穩斜段使用“四合一”導向鉆具組合（PDC鉆頭+單彎+鉆鋌一根（長度可調）+近滿眼扶正器），此鉆具組合具有較好的穩斜、穩方位的效果，來消除地層傾角大，巖性軟硬交錯對井身軌跡控制的影響[2]。

3.3 優化鉆井液性能，抑制上部地層縮徑，提高下部地層防塌效果

（1）東營組地層，相對來講防塌不是重點，則濾失量相對放開，主要是加強鉆井液的抑制性控制粘土水化分散，充分使用好優質的輕鉆井液，控制鉆井液的般含，控制鉆井液體系中不存在小于1微米的膠體顆粒，充分發揮鉆井液的水馬力破巖作用，并且要保持短起下鉆作業，抑制東營組軟泥巖縮徑，實現機械鉆速的提高。

（2）沙河街組防塌是重點，要求鉆井液的濾失量盡量降低的同時要使其有較高的瞬時濾失量，形成優質致密濾餅。使用瀝青類封堵防塌劑配合充填劑封堵微裂縫和孔隙，確保井眼穩定。

（3）鉆井液良好的潤滑性，有效地降低了鉆井動力的損耗，最大程度的發揮了其功效有利于提高鉆速;良好的潤滑性減少了鉆頭、鉆具和其他設備配件的磨損，更是最大限度的降低了鉆頭的泥包亦有利于鉆速的提高。

3.4 創新應用復合鉆井技術，實現快速鉆井

在完善和優化鉆頭選型基礎上，進一步實驗“PDC鉆頭+高性能螺桿鉆具”復合鉆井技術。同時，要進行實驗新技術、新工具，提高深部地層鉆速，增加復合鉆進，減少滑動鉆進時間。如扭力沖擊器、水力增壓器、撓性鉆鋌等新工具，在沈630-H1626、沈630-H1323、沈630-H1624井實行一體化服務模式在該區塊得到了充分認證，達到了預期效果。

4 結論

（1）通過選擇不同尺寸的扶正器的鉆具組合，達到現場定向、穩斜、提速等施工需要。增斜段在沙三段，在沙四段穩斜，PDC能發揮優勢，提高鉆井速度。

（2）針對該區塊不同井段的地層巖性和礦物成分，優選使用不同的鉆井液體系，有針對性調整鉆井液性能，減少了井下復雜和事故，縮短了鉆井周期，有利于提高鉆井速度。

（3）成熟的復合鉆井技術是該區塊提速的關鍵技術，深部地層需要大膽嘗試新工具、新技術，使該區塊的鉆井速度繼續提高。

參考文獻：

[1]陳紅偉，郝振憲，何漢坤，孫全元，范春.水平井設計應用與展望[J].鉆采工藝，2004（06）.

[2]史玉才，管志川.偏軸鐘擺鉆具組合力學特性分析[J].石油大學學報（自然科學版），2004.28（2）：42-44.48.