利853區(qū)塊優(yōu)快鉆井模式研究

李緒鋒

摘要：利853區(qū)塊位于濟(jì)陽坳陷東營凹陷濱南-利津斷裂構(gòu)造帶，巖性復(fù)雜多樣，油藏埋深2600～3200m，屬常溫常壓系統(tǒng)。在鉆井成本壓縮的大環(huán)境下，通過對(duì)施工的利853區(qū)塊鉆井施工方案及鄰井相關(guān)資料進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，從鉆井工藝技術(shù)、鉆井工具及過程管理等方面，深入優(yōu)化總結(jié)出一套適合該區(qū)塊的優(yōu)快鉆井施工模式，達(dá)到提速提效的目的，為利853井組后續(xù)井的施工提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 利853區(qū)塊;優(yōu)快鉆井;提速提效;鉆井模式

1 地質(zhì)情況簡介

利853區(qū)塊巖性復(fù)雜多樣，扇中主要以含礫砂巖、礫狀砂巖為主，夾礫巖、細(xì)砂巖、灰質(zhì)砂巖，扇端以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、含礫細(xì)砂巖為主。巖石類型為長石巖屑砂巖，石英含量25%、長石含量29%、巖屑含量46%。儲(chǔ)層以粗粒為主，分選中-差，磨圓度次棱角狀為主，結(jié)構(gòu)成熟度低，膠結(jié)類型為孔隙膠結(jié)。油藏埋深2650～3200m，地層溫度112-120℃，溫度梯度3.32℃/100m;原始油層壓力24.15-34.8MPa，平均壓力為28.6MPa，壓力系數(shù)0.9-1.2，平均1.0，屬常溫常壓系統(tǒng)。根據(jù)利853井樣品分析化驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，沙四中儲(chǔ)層孔隙度平均為11%，滲透率平均為8.6×10-3μm2，碳酸鹽含量較高，平均為22.3%。膠結(jié)致密，屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層。利853塊油層地面原油密度0.8589g/cm3，地面原油粘度為8.29mPa.s（50℃時(shí)），凝固點(diǎn)平均為27.8℃。 沙四段地層水以CaCl2型為主，總礦化度較高，一般為50623-112520mg/l，平均7.3×104mg/l，氯離子含量為4.4-6.9×104mg/l。

2 施工難點(diǎn)分析

利853塊構(gòu)造位置位于濟(jì)陽坳陷東營凹陷濱南-利津斷裂構(gòu)造帶。鉆探目的是完善利853塊主體注采井網(wǎng)，提高儲(chǔ)量控制程度和采收率，主要目的層為沙四段。通過對(duì)該地區(qū)鄰井資料及前期井施工情況分析，該地區(qū)鉆井施工難點(diǎn)如下：

1、利853區(qū)塊造斜點(diǎn)淺，屬于淺層定向，穩(wěn)斜段長，設(shè)計(jì)要求中靶后自然降斜，軌跡控制難度大。

2、該井組井網(wǎng)密集，防碰難度大。

3、該井組沙河街井段長，造漿嚴(yán)重，鉆井液性能維護(hù)困難。

4、進(jìn)入沙三段后，斜深2300-2600m左右，地層偏軟，受地層傾角影響呈降斜趨勢(shì)，最高可達(dá)6°/100m，平均降斜率3°/100m，降斜趨勢(shì)持續(xù)至沙四段中靶，控制井斜存在較大難度。

針對(duì)利853區(qū)塊造斜點(diǎn)淺、穩(wěn)斜段長、沙河街井段長、防碰及軌跡控制難度大等施工難題，從優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選PDC鉆頭及鉆進(jìn)參數(shù)、優(yōu)化泥漿體系三個(gè)方面，優(yōu)化鉆井施工模式，提高每個(gè)環(huán)節(jié)施工效率，達(dá)到整體提速提效的目的。

3 施工模式優(yōu)化

3.1 鉆具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1、一開平均井深410m，采用鐘擺鉆具結(jié)構(gòu)，增加鉆鋌數(shù)量，確保防斜打直，配合PDC鉆頭加雙泵組合，提高機(jī)械鉆速。平均一開純鉆時(shí)間4h，泵壓12MPa。

2、二開先期方案采用PDC+單彎螺桿（1.25°）+無磁鉆鋌+無磁承壓”的鉆具結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際施工時(shí)，在降斜段井斜難以控制，定向困難且效果不好。在2500m處更換牙輪鉆頭，定向鉆進(jìn)200m調(diào)整軌跡，2800m后牙輪鉆頭鉆時(shí)較慢，更換PDC鉆頭完成后300m進(jìn)尺。先期方案使用三個(gè)鉆頭，三趟鉆，進(jìn)尺工作時(shí)間較長。

針對(duì)利853井組地層特點(diǎn)，優(yōu)化鉆具組合，采取PDC鉆頭+單彎螺桿（1.5°）+止回閥+無磁承壓鉆桿+MWD懸掛+加重*8柱+鉆桿的鉆具結(jié)構(gòu)，有效降低了穩(wěn)斜段因地層傾角產(chǎn)生的降斜趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)一趟鉆完鉆，并且減少了滑動(dòng)鉆進(jìn)的比例，提高了機(jī)械鉆速。

3、在鉆具中加入偏心擴(kuò)眼器、扶正器等井下工具，利用短起下作業(yè)，破壞井筒內(nèi)巖屑床，循環(huán)時(shí)提高鉆井泵排量，調(diào)整鉆井液性能增加攜砂能力，達(dá)到清除巖屑床，提高環(huán)空清潔度的目的。

3.2 優(yōu)選PDC鉆頭及鉆進(jìn)參數(shù)

利853區(qū)塊前四口井分別使用三個(gè)廠家的四刀翼PDC鉆頭，根據(jù)地層優(yōu)化水眼及鉆頭齒數(shù)、齒形高度，對(duì)比分析。

通過使用比較，優(yōu)選廠家一的4刀翼PDC，該鉆頭在保證較快機(jī)械鉆速的前提下，能有效調(diào)整井深軌跡，可以實(shí)現(xiàn)二開一趟鉆完鉆。該鉆頭的設(shè)計(jì)采用淺內(nèi)錐角，提高定向鉆進(jìn)時(shí)鉆頭弧頂位置接觸地層的齒數(shù)，增加鉆頭抗沖擊抗研磨能力。同時(shí)相當(dāng)于減少芯部齒吃入地層深度，減少了對(duì)復(fù)合片的沖擊載荷，預(yù)防芯部齒過早損壞出現(xiàn)鉆頭掏心情況。規(guī)徑齒部位復(fù)合片采用小磨邊設(shè)計(jì)，提高鉆頭定向時(shí)支撐點(diǎn)的減震能力，并保持有充足的切削能力提高定向效率。鉆頭采用短保徑設(shè)計(jì)，進(jìn)一步減少鉆頭定向時(shí)保徑面與井壁之間的磨阻以提高機(jī)速。鉆頭復(fù)合片采用14°后傾角設(shè)計(jì)提高機(jī)械鉆速，復(fù)合片選用超深脫鈷耐高抗沖擊與耐研磨異形面復(fù)合片（屋脊齒）。通過以上對(duì)鉆頭的深度優(yōu)化處理，該鉆頭充分匹配該區(qū)塊地層，可實(shí)現(xiàn)高效造斜，有效穩(wěn)斜并保持高機(jī)速。

根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)整、優(yōu)化井眼軌跡，合理調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。針對(duì)該區(qū)塊地層特征，定向施工特點(diǎn)，在鉆時(shí)快的井段多定向鉆進(jìn)，提高造斜率，在鉆時(shí)慢不好定向的井段多使用復(fù)合鉆進(jìn)，通過調(diào)整鉆壓大小和頂驅(qū)轉(zhuǎn)速快慢控制井斜方位變化情況，減少定向時(shí)間，提高了鉆井時(shí)效，

3.3 鉆井液處理優(yōu)化

通過利853井組的施工，鉆井液處理方面總結(jié)出以下幾點(diǎn)優(yōu)化措施：

1、一開井段采用清水鉆進(jìn)，重點(diǎn)控制攜砂和防塌，適當(dāng)增加粘度，配合雙泵大排量保證攜砂。

2、二開上部地層直井段成巖性差，泥巖較軟且砂層發(fā)育，重點(diǎn)抑制地層造漿、防止泥巖縮徑。保證足量的氯化鈣，抑制能力強(qiáng)，可有效抑制巖屑和粘土顆粒在分散，保持在較粗顆粒級(jí)別，易于清除。

3、上部地層采用離心機(jī)輔助絮凝的方式，將膠液直接打入離心機(jī)中，實(shí)現(xiàn)離心機(jī)底流是清水的效果，有效清除有害固相，大大減少了廢液排放，提高了機(jī)械鉆速。

4、至東營組控制好失水，至沙二段提比重，始終保持低粘低切，控制好流型，調(diào)節(jié)好沙河街組斜井段潤滑、屑沙能力。

5、隨著井深、井斜增大，及時(shí)補(bǔ)充潤滑劑。

6、封井漿采用“井漿+液體潤滑劑+塑料小球”配方，要充分循環(huán)，確保井眼干凈暢通。

3.4 生產(chǎn)管理優(yōu)化

發(fā)揮甲乙雙方項(xiàng)目組技術(shù)管理優(yōu)勢(shì)，做到設(shè)計(jì)及合同、搬遷安裝、開工驗(yàn)收、固井施工、物資供應(yīng)“五不等待”，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)高效率。

全面梳理生產(chǎn)流程，銜接好每個(gè)施工節(jié)點(diǎn)，調(diào)整開鉆和鉆開油氣層驗(yàn)收方式，優(yōu)化二開試壓流程，下套管使用與套管尺寸相符合的變扣接頭并做好預(yù)案，減少更換閘板試壓。

堅(jiān)持安全標(biāo)準(zhǔn)化操作，重點(diǎn)對(duì)搬遷整改、起下鉆、配鉆具、接立柱、下套管等工序進(jìn)行跟班監(jiān)管，強(qiáng)化崗位操作與作業(yè)配合，力求“工序零對(duì)接、時(shí)間零損失”。根據(jù)當(dāng)班崗位效率、輔助工作完成情況、安全操作等方面，對(duì)班組人員量化考核，與班組人員績效掛鉤，使工時(shí)分配更加準(zhǔn)確、公正科學(xué)，有效促進(jìn)了班組生產(chǎn)，提升了生產(chǎn)效率。

4 實(shí)施效果及結(jié)論

4.1 方案實(shí)施效果

通過采取有效優(yōu)化措施，使用高效長壽命螺桿鉆具、優(yōu)化鉆頭選型、優(yōu)化鉆井參數(shù)及鉆井液性能參數(shù)，配合離心機(jī)輔助絮凝技術(shù)，形成了“一口井、一趟鉆、一只鉆頭、一套鉆具組合”的施工模式，利853井組基本數(shù)據(jù)如下：

從中可以看出，采用該鉆井模式后，效果如下：

1、一開純鉆時(shí)間縮短到4-5h，下表層套管時(shí)間縮短到3-4h。

2、二開實(shí)現(xiàn)一趟鉆，口井鉆井周期由最初的15.7d減少到最快5.54d

3、口井機(jī)械鉆速由最初的25.73m/h提高到最高45.27m/h，總體提速76%。

4、鉆機(jī)月速由4287.5m/臺(tái)月提高到最快10520.69m/臺(tái)月。

4.2 結(jié)論與建議

1、在利853區(qū)塊實(shí)現(xiàn)了優(yōu)快鉆井模式，大幅提高了鉆井施工速度，節(jié)約了鉆井周期，降低了鉆井成本。

2、利853區(qū)塊優(yōu)快鉆井模式是通過一系列優(yōu)化措施，達(dá)到提速提效目的，可推廣到其他區(qū)塊鉆井施工中。

參考文獻(xiàn)

[1]楊馥蔓等. 利853-斜53井鉆井工程設(shè)計(jì)[M]. 勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，2019.

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