AWOBA-NW井施工分析

趙鵬

摘 要：AWOBA NW井是勝利四號平臺在尼日利亞鉆井施工的第一口井，完鉆井深4200米，井眼直徑大，排量大，泥漿泵泵壓高達4400psi，后采用雙油管完井作業，完成該井施工，為后續鉆井施工作業積累了經驗。

關鍵詞：鉆進;泵壓;鉆速

該井位于尼日利亞AWOBA NW區塊，一開17 1/2”井眼，設計井深2286米，垂深2283米，井斜11.77°，方位69.76°;實際完鉆井深2163米，未定向成功;該層下13 3/8”表層套管，下深2161米;二開12 1/4”井眼，設計井深4267米，垂深3625米，井斜61.48°，方位11.30°;實際完鉆井深4200米，垂深3585米，井斜61.30°，方位10.08°。完鉆之后卡鉆事故，報廢井深473米，損失旋轉導向工具及部分鉆具，最終井深3726米，下9 5/8”套管，下深3725米。

一、17 1/2”井眼施工

1、地層情況

該井17 1/2井段前期（388ft-5000ft）以白色石英礫巖、砂巖為主，摻雜少量灰色、淺灰色泥巖;5000ft-5600ft主要以泥巖為主，并開始出現粉砂巖;5600ft-6480ft再次以石英砂巖為主，最后井段則以頁巖為主。

2、鉆進參數及鉆頭選擇

前期地層以石英礫巖、砂巖為主，膠結度差，且為直井段，故鉆壓選擇在0-10klb之間;受固控設備泥漿處理能力不足的影響，排量較大時，跑漿嚴重，因此泵速基本控制在120-140沖之間。隨著井深增加，礫巖消失，地層巖性以砂巖為主，并開始出現粉砂巖，地層膠結越來越好，壓實緊密，銑齒鉆頭不再適合此類地層，機械鉆速更是從56ft/hr降至26ft/hr，故起鉆更換為鑲齒鉆頭，鉆壓也逐步增加至20-28klb。

鉆進至5100ft后，地層巖性發生改變，砂巖減少，泥巖增多，地層主要以淺灰色、灰色泥巖為主，摻雜少量砂巖、粉砂巖，因此依靠沖擊壓碎作用滑動剪切作用來破碎巖石的鑲齒牙輪鉆頭已不適合，機械鉆速更是最低降至8.6ft/hr，故起鉆更換為PDC鉆頭。

更換鉆頭后，機械鉆速明顯提高，但因排量小，返砂慢，因此采取控速鉆進，機械鉆速控制在100ft/hr，鉆壓控制在0-10klb之間。從6200ft開始定向鉆進，但因排量受限，鉆壓控制較小，且PDC鉆頭鉆速較快，鉆壓無法有效加至鉆頭，導致定向未能達預期效果。

二、12 1/4”井眼施工

1、地層情況

該井12 1/4”井段7090ft-10900ft以砂巖較多，摻有少量泥頁巖;10900ft-13300ft主要砂巖和頁巖交替出現;13300ft-13778ft為純泥頁巖：? 灰色，中等硬度，塊狀，扁平，非鈣質。

2、鉆進參數及鉆頭選擇

該井段主要難度在于，前段7096ft-11590ft保證造斜率，順利中靶，后段11590ft-13778ft保證穩斜，保持井斜61°，快速優質復合鉆進。為保證造斜率并結合地層巖性，在7096ft-7507ft使用了一只三牙輪鉆頭，鉆壓1-3klb排量600gpm，泵壓16.1MPa，鉆頭進尺411ft，機械鉆速達到31.09ft/hr，由于鉆速降低，故起鉆換新的鉆頭，起出的鉆頭，牙齒明顯磨損，有個別脫落;

在7508-8047ft使用了新的牙輪鉆頭，鉆壓4-10klb排量600gpm，泵壓19.6MPa，鉆頭進尺540ft，機械鉆速達到26.73ft/hr;兩只牙輪鉆頭機械鉆速降低，主要是地層變化，前段砂巖比重較大，適合牙輪鉆頭破碎滑動的碎巖機理，后半段泥頁巖逐漸增加，牙輪鉆頭高鉆壓低轉速的性能不容易發揮作用，而且使用壽命較短。

直-增-穩的井型，前期造斜困難，選用了兩只牙輪鉆頭，井深8047ft，井斜14.13°。8048-13778ft考慮井斜趨勢已出，而且地層出現大量泥頁巖，換更適合的PDC鉆頭，一是可以保證增斜趨勢，二是提高機械鉆速。

8048-10541ft使用的PDC鉆頭，鉆壓0-6klb，排量610gpm，轉速100-110rpm，泵壓24.5MPa，鉆頭進尺2494ft，機械鉆速達到48.30ft/hr;10542-13778ft使用的PDC鉆頭，鉆壓0-6klb排量620gpm，轉速125rpm，泵壓28.5MPa，鉆頭進尺3237ft，機械鉆速達到59.5ft/hr.通過機械鉆速對比，PDC鉆頭明顯比牙輪更適應該地層，既實現了增斜穩斜也提高了機械鉆速，減少牙輪鉆頭的使用，降低成本。

3、旋轉導向技術應用

12 1/4”井眼完鉆井深13778ft，井斜61.3°，大井眼大斜度井眼，使用了斯倫貝謝RSS旋轉導向技術。該技術的使用，其一是極大的增強了對鉆井軌跡控制的能力，地面可以將導向信號傳遞到井下，井下也可將井下測量信號傳輸到地面，實現地面與井下雙向通訊;無論是幾何導向鉆進方式還是地質導向鉆進方式都可實現鉆頭的連續鉆進;可以避免在使用井下動力鉆具時出現反扭角問題造成軌跡控制不精確的問題，能精確打到靶層。

其二提高了鉆進速度，大幅縮短鉆井周期，降低鉆井成本;克服了滑動鉆井鉆進時無法為鉆頭提供鉆壓的情況破巖效率大幅提高。

其三在導向過程中軌跡的改變是一個漸變的過程，因此鉆頭所受的摩擦阻力與摩擦阻力產生的扭矩較小，該井的井眼軌跡十分光滑無波動，在起下鉆過程中粘鉆現象很少，完井與下套管也容易。該井完井下入12223ft的9 5/8”套管，下至井底，未出現遇阻現象，下套管過程很順利，驗證了井眼軌跡的平滑。

4、油基泥漿體系的應用

本井12 1/4”井眼段泥頁巖為主，頁巖的礦物成分較復雜，黏土礦物極易遇水發生膨脹，而影響正常鉆進，造成井壁垮塌等井下復雜，同時對后期投產造成鉆井液污染而降低產能，這是該井本井段使用油基泥漿的主要原因，油基鉆井液具有抗高溫、抗鹽鈣侵蝕，有利于井壁穩定、潤滑性好、對油氣層損害小等優點。

對比水基泥漿，油基泥漿更適合此地層：

1. 在鉆井過程中采用水基泥漿，頁巖本身是脆性礦物，遇水膨脹，容易引起井眼垮塌，影響鉆井質量;

2. 頁巖的非有機質孔隙可能是水潤濕相，頁巖孔隙中的氣體容易被水驅替，影響后來的測井質量;

3. 水基泥漿容易引起堵塞，頁巖層段本身滲透率就很低，引起產能變化;

4. 油基泥漿可以對頁巖起支撐作用，由于孔隙很小，受到毛管壓力的阻止，油分子很難進入頁巖的有機質和無機質孔隙中。

所以針對本井來說，采用一定比例支撐劑的油基泥漿作為鉆井液，而且針對該井大斜度大井眼特點，旋轉導向、井身軌跡以及后期固井都是十分關鍵。

三、結論及經驗

1、一開初始巖屑量大，振動篩的處理能力很難達到，跑泥漿現象頻繁，需要制作旁通通道;

2、從巖屑barge回收泥漿要做好固相含量的清除工作，防止產生泥漿泵堵塞的現象;

3、在每次打完立柱要及時清理泥漿泵上水濾子，保證泥漿泵正常運轉及定向信號穩定。