鉆井提速技術分析研究與應用

摘要：受地層巖性、壓力系數及儲層性質等因素影響，L區塊鉆井速度處于較低水平，為此在對鉆速影響因素分析基礎上，開展技術對策研究，包括優化鉆井技術及水力參數、強化井眼軌跡控制、優選鉆頭等，指導完鉆井數38口，平均機械鉆速提高6個百分點，井眼實鉆軌跡符合率99.2%，油層鉆遇率97.5%，常規射孔投產，生產效果較好，累產油14萬噸，提高采收率1.5%。

關鍵詞： 鉆井提度? 影響因素? ?機械鉆速? 分析研究

1.概況

L區塊為復雜斷塊油藏，儲層埋深2500～3500m，2014年滾動勘探發現，2015～2019年，每年完鉆新井20～35口，平均機械鉆速9.3m/h，處于較低水平（圖1），主要受地層巖性、壓力系數及儲層性質等因素影響。鉆井速度大小直接影響鉆井周期和鉆井成本，有必要開展鉆井提速技術研究，縮短建井周期，提高經濟效益。

2.影響鉆速因素分析

2.1淺層地層破裂壓裂系數低

L區塊上部淺層儲層巖性以砂巖、砂礫巖為主，主要膠結物為泥巖，膠結作用差，鉆井過程中井眼易擴徑。另外，某些層位為存在流沙層的深水地層，地層壓力系數小于1.0，鉆井液密度過大時，易發生井漏，處理難度大。

2.2深部地層存在異常壓力

L區塊深部地層存在大段泥巖層，沉積過程中吸水膨脹導致排水不暢，加上構造應力影響，形成異常高壓力層，鉆井過程中需要液柱壓力大。當鉆井液液柱壓力小于地層壓力時，井壁穩定性變差，出現井壁縮經、剝落、坍塌等現象。

2.3深部油層巖石可鉆性差

深部地層巖石為石英巖、玄武巖等，可鉆性差，機械鉆速低，進尺少，對鉆頭的選型影響較大。

3.技術對策研究

3.1采用高壓噴射鉆井技術，優化水力參數

針對上部淺層地層膠結性差、可鉆性好特點，采用高壓噴射鉆井，淺層井段中上部強化水力輔助破巖作用，下部以強化水力凈化作用為主，實現最大沖擊力的破巖方式與鉆頭磨巖方式相結合，大幅度提高機械鉆速，同時對鉆井參數、水力參數進行合理匹配，最大程度挖掘設備的潛力。以L305井為例，采用127mm鉆具時大部分循環壓耗消耗在鉆具內，鉆頭壓降低，根據經濟水馬力進行優化水力參數，鉆頭比水馬力控制在0.32-0.57 kw/cm2，在保證安全鉆井同時，又能達到清洗效果最佳。

3.2加強井身軌跡控制，確保后期順利施工

井身軌跡控制的好壞直接影響到后序鉆井安全施工，井身軌跡不規則易造成各種復雜情況和井下事故的發生，給后期施工帶來較大的難度和被動性，為此在井身軌跡控制方面，在常規技術應用的基礎上，采用了于LWD、MWD和導向技術，有效指導大位移井和水平井鉆井軌跡控制及優化。以L128井為例，其為雙靶心大位移井，設計靶心半徑分別為20和25m。在鉆井過程中，為了能較好的發揮導向鉆井的技術優勢，在不同井段采用不同的導向鉆具組合，避免中途井斜角變化大，即使調整井斜，降低全角變化率，實際靶心半徑11.0m、18.0m，達到設計要求。

3.3優選鉆頭類型，提高機械鉆速

對于深部大段泥巖層，地層硬，厚度800～1000m，易發生泥巖剝落、井壁坍塌等問題，進而造成各種復雜事故。對于牙輪鉆頭，泥巖層段適應性差，易發生泥包鉆頭問題，影響機械鉆速，而PDC鉆頭對泥巖層段可鉆性強，通過優化水力參數，采用合理的排量和噴嘴直徑，提高鉆頭水功率比，調整PDC鉆頭的切削復合片角度、鉆頭冠部形狀的設計、刀翼數目等，可大幅度提高機械鉆速。

3.4實施效果

依據上述技術對策，2020年共完鉆新井數38口，平均單井鉆井進尺3450m，平均機械鉆速16.5m/h，相比2019年，提高6個百分點，井眼實鉆軌跡符合率99.2%，油層鉆遇率97.5%，采用常規射孔方式投產，平均單井日產油8.5噸，階段累產油4.5萬噸，預計全生命周期累產油14萬噸，提高采收率1.5%。

4、結論

（1）受地層巖性、壓力系數及儲層性質等因素影響，L區塊鉆井速度處于較低水平。

（2）在對鉆速影響因素分析基礎上，開展技術對策研究，包括優化鉆井技術及水力參數、強化井眼軌跡控制、優選鉆頭等，現場應用效果顯著。

（3）本文在提高鉆井速度方面取得成果及認識，可為同行提供借鑒經驗。

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作者簡介：付堯，男，1988年4月出生，盤錦，漢族，工程師，2010年畢業于遼寧大學，現于中國石油遼河油田分公司鉆采工程技術部從事井控與壓裂管理工作。