塔河主體區(qū)塊新三開(kāi)結(jié)構(gòu)井優(yōu)快鉆井技術(shù)

楊恩友

摘要：塔里木盆地塔河油田主要勘探開(kāi)發(fā)區(qū)塊位于塔里木盆地北緣、天山南坳，地處新疆輪臺(tái)縣和庫(kù)車縣境內(nèi)，構(gòu)造位置為塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克庫(kù)勒凸起西北部。主力油藏為奧陶系碳酸鹽巖油藏，埋藏深度一般在5500 m以上，為了加快開(kāi)發(fā)施工進(jìn)度，井身結(jié)構(gòu)由以往的四開(kāi)改為新三開(kāi)結(jié)構(gòu)井，增加二開(kāi)裸眼段，鉆遇多套壓力體系地層。本文以新三開(kāi)結(jié)構(gòu)井為例，主要從工程技術(shù)、鉆井液技術(shù)等方面，介紹河南鉆井分公司在塔河主體區(qū)塊的優(yōu)快鉆井技術(shù)，為類似區(qū)塊鉆井施工提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：塔河油田;新三開(kāi)結(jié)構(gòu)井;優(yōu)快鉆井

塔河油田主體區(qū)塊新三開(kāi)結(jié)構(gòu)井井身結(jié)構(gòu)為：一開(kāi)346.1mm井眼，下273.1mm套管，二開(kāi)250.88mm井眼，下193.7mm套管，三開(kāi)165.1mm井眼，裸眼完井。影響提質(zhì)、提速、提效鉆井施工的主要原因是：一開(kāi)深表層（1200m）使用PDC常規(guī)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速低;二開(kāi)長(zhǎng)裸眼段，施工排量大、泵壓高，PDC鉆頭全地層適應(yīng)性不夠、螺桿壽命有限;通過(guò)常規(guī)鉆具防斜影響井身質(zhì)量控制及施工速度，二疊系易漏、易垮，且底部含黑色玄武巖，可鉆性差;亞格列木組、阿克庫(kù)勒組等部分地層發(fā)育含礫不等粒砂巖和石英砂巖導(dǎo)致鉆頭先期損壞;康村組底部和吉迪克組富含石膏，易吸水膨脹產(chǎn)生縮徑，哈拉哈塘砂泥互層縮徑嚴(yán)重及影響后期中完電測(cè);二開(kāi)中完井深鉆進(jìn)至奧陶系，裂縫發(fā)育，易出現(xiàn)放空、井漏，井涌及井噴;三開(kāi)小井眼施工，提速空間有限，且目的層地層壓力高，富含硫化氫和可燃?xì)怏w，井控風(fēng)險(xiǎn)高;鉆遇裂縫、斷層施工過(guò)程中易發(fā)生卡鉆或鉆具故障。針對(duì)以上施工難點(diǎn)，通過(guò)鉆頭選型和螺桿優(yōu)化、合理調(diào)整鉆井參數(shù)、優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化施工人員操作，針對(duì)不同的地層選擇不同的鉆井參數(shù)，最大限度地保護(hù)螺桿和鉆頭、優(yōu)化鉆井液體系、加強(qiáng)地層巖性對(duì)比，制定具有針對(duì)性的防斜、防垮、防漏措施及優(yōu)快鉆井施工方案、強(qiáng)化井控安全，進(jìn)一步縮短鉆井周期。

1.優(yōu)化鉆具組合及鉆井參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一開(kāi)井段提速提效

1.1優(yōu)化鉆具組合

原鉆具組合為 346.1mm3A+228.6mmDC × 2 根+344mm扶正器+228.6mmDC×1 根+203.2mmDC×2 根+177.8mmDC×9 根+139.7mmDP

一開(kāi)地層所需鉆壓不宜過(guò)大，鉆鋌數(shù)量過(guò)多，轉(zhuǎn)換接頭容易存在疲勞損傷，且地層傾角不大，易控制等特點(diǎn)。

現(xiàn)鉆具組合為 346.1mmPDC+244.5螺桿+228.6mmDC × 1 根+344mm扶正器+228.6mmDC × 1 根+203.2mmDC×6 根+139.7mmDP。

該鉆具組合滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，同時(shí)簡(jiǎn)化后減少現(xiàn)場(chǎng)的鉆具連接時(shí)效，增加動(dòng)力鉆具，加快施工速度。

1.2選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)和水力參數(shù)

根據(jù) PDC 鉆頭的破巖原理，一開(kāi)鉆進(jìn)期間一般采用大排量、低鉆壓。我們優(yōu)選一開(kāi)井段全程排量保持在60-70L/s 以上，充分水利破巖、沖刷井壁和凈化井眼。采用高轉(zhuǎn)速、低鉆壓的思路，控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60r/min +螺桿轉(zhuǎn)速，鉆壓 4t左右，不僅提高了機(jī)械鉆速， 同時(shí)能保證井身質(zhì)量。

2.優(yōu)選鉆頭及螺桿，實(shí)現(xiàn)二開(kāi)井段安全優(yōu)質(zhì)鉆井

二開(kāi)裸眼段長(zhǎng)、地層跨度大、巖性差別大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，鉆進(jìn)過(guò)程中極易出現(xiàn)井壁垮塌、縮徑、井涌、井漏等復(fù)雜情況。

根據(jù)地層巖性特征及二開(kāi)所鉆深度，有針對(duì)性優(yōu)選 PDC 鉆頭。目前塔河主體區(qū)塊二開(kāi)長(zhǎng)裸眼井段使用的 PDC 鉆頭主要有江漢鉆頭的 KS1953 與 KS1653SGR 鉆頭、百施特生產(chǎn)的TS1952 與TS1653 鉆頭、盛輝生產(chǎn)的 MQ519、MQ516鉆頭。二開(kāi)要求排量大、泵壓高，螺桿壽命有限，很難達(dá)到使用效果，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，螺桿主要選擇高溫5*6頭螺桿，埋深較深的選擇等壁厚大功率螺桿。根據(jù)不同地層選擇不同的鉆進(jìn)參數(shù)，樹(shù)立保護(hù)鉆頭和螺桿為目的多鉆進(jìn)尺。

優(yōu)化后的鉆具組合為：250.88mmPDC+197mm*1°單彎螺桿+203.2mmDC × 1 根+248mm扶正器+177.8mmDC × 12 根+127mmHWDP×9 根+139.7mmDP。

3.優(yōu)化泥漿性能，細(xì)化技術(shù)措施，強(qiáng)化施工操作，實(shí)現(xiàn)安全高效施工

優(yōu)選鉆井液體系，確保施工安全。

一開(kāi)針對(duì)地層易垮塌，采用高粘度膨潤(rùn)土-聚合物體系，保持井眼穩(wěn)定。二開(kāi)針對(duì)上部地層泥巖易水化膨脹造成縮徑，砂巖滲透性強(qiáng)，易形成厚泥餅造成縮徑，選用KCL+聚合物體系，強(qiáng)化鉆井液抑制封堵性能;對(duì)于三疊系、志留系泥頁(yè)巖易剝蝕掉塊，造成起下鉆阻卡、電測(cè)下套管阻卡，影響固井質(zhì)量的問(wèn)題，加強(qiáng)鉆井液抑制封堵、防塌潤(rùn)滑性能，采用聚合物混油防塌鉆井液體系，進(jìn)一步減少長(zhǎng)裸眼井段摩阻，另一方面鉆井液密度走上限，確保井壁穩(wěn)定;起下鉆過(guò)程加強(qiáng)坐崗觀察和按標(biāo)準(zhǔn)灌漿，控制起下鉆速度，減少波動(dòng)壓力。三開(kāi)主要選擇聚合物混油防塌鉆井液體系。

4.強(qiáng)化井控、井下安全，確保三開(kāi)安全施工

三開(kāi)Φ165.1mm 井眼目的層為奧陶系一間房組或鷹山組， 碳酸鹽巖裂縫、溶洞發(fā)育，易發(fā)生井漏、溢流;同時(shí)目的層壓力高，大部分區(qū)塊高含硫化氫，井控風(fēng)險(xiǎn)高;加強(qiáng)坐崗觀察，同時(shí)密切關(guān)注鉆井參數(shù)的變化，判斷井下情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)井漏并能準(zhǔn)確提供漏失情況和漏失量大小，根據(jù)漏速情況采取處理措施。

奧陶系目的層鉆進(jìn)確保 PH 值在 10 以上。加強(qiáng)井控坐崗，開(kāi)發(fā)井從鉆開(kāi)目的層前100m，實(shí)行三崗聯(lián)坐，直至進(jìn)入后期試油階段結(jié)束。強(qiáng)化班組單獨(dú)作戰(zhàn)能力，要求現(xiàn)場(chǎng)必須做到早發(fā)現(xiàn)、早關(guān)井、早處理，牢固樹(shù)立發(fā)現(xiàn)溢流立即關(guān)井，疑似溢流關(guān)井觀察理念，針對(duì)稠油井和稀油井制定不同的預(yù)案，同時(shí)強(qiáng)化演練和重漿儲(chǔ)備，出現(xiàn)特殊情況，第一時(shí)間控制井口，并盡快調(diào)整鉆井液密度壓井，確保井控安全。

5.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

該技術(shù)通過(guò)在塔河主體區(qū)塊4區(qū)、7區(qū)、12區(qū)等三口井應(yīng)用，取得較好效果，具體情況如下：

6.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）持續(xù)加強(qiáng)鉆頭選型與高溫螺桿選型，達(dá)到匹配最優(yōu)化，以提高機(jī)械速度;

（2）加強(qiáng)轉(zhuǎn)換接頭強(qiáng)度，尤其是井口接頭受力最大，避免斷裂，防止出現(xiàn)井下故障;

（3）地層壓力高，富含硫化氫，加強(qiáng)井控意識(shí)及井控配套裝置、檢測(cè)設(shè)備投入，確保井控安全和人身安全;

（4）分井段加強(qiáng)鉆井液技術(shù)措施優(yōu)化，進(jìn)一步保證井下安全，節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔祥.塔河主體區(qū)塊長(zhǎng)裸眼優(yōu)快鉆井技術(shù).中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)-工業(yè) A，2016，12：281-282.

[2]趙金州.張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊(cè).中國(guó)石化出版設(shè)：P404-450.