塔里木山前高陡构造钻井技术研究.doc

1、塔里木山前高陡构造钻井技术研究摘 要针对塔里木油田山前高陡构造钻井施工难度大、事故复杂时效高、钻井速度缓慢等问题，开展以垂直钻井、优质高效 PDC 钻头、复合盐层钻井技术等为主要内容的先进技术的探索。 关键词山前高陡构造；提速；盐膏层；防斜；高压井井控 中图分类号：TE254.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01 1.主要研究内容 通过钻井实践及资料研究对大井眼施工难点及提?钻速对策、盐膏层钻井难点对策、山前高陡构造地层倾角大的防斜技术，以及超深超高压气井井控措施等技术难题进行有益的探索并总结，以期很好地解决塔里木山前高陡构造的高速、高效、安全钻井问

2、题，进而提速增效，增储上产。 2.大井眼施工难点与对策 2.1 大井眼施工难点 蹩跳钻严重、井壁不稳定、钻井液漏失严重、钻头与钻具选择余地小。 2.2 大井眼提?钻速对策 （1）研制使用大尺寸钻头 对于大井眼（采用 660. 4 mm、444. 5 mm 钻头） 、长井段砾石的钻进，钻头选型和防止跳钻是关键。目前的钻头型号少，选型单一，制约了钻井速度的提高，建议研制使用大尺寸镶齿钻头和高效大尺寸减震器。 （2）优选钻井参数 砾石层钻进，提高机械钻速的有效途径是优选钻井参数。转盘转速的使用应避开共振现象，排量使用既要考虑环空携砂返速，又要避免对井壁水力冲刷。钻井参数是钻压 40-60 kN，转速

3、 50 -60r/min， 排量 36-44 L/s （3）保持井壁稳定 660. 4 mm 钻头配合 127. 0 mm 钻杆长时间使用，一旦发生井壁垮塌，处理相当复杂，甚至 进尺报废。钻井过程中力求操作平稳，避免定点 循环，勤划眼修复井壁。另外，利用物理化学封堵 原理，钻井液中加入适量防塌剂和 it 土浆，增强 钻井液的抑制性，使井壁具有有效的支撑应力，从 而达到标本兼治、多元协同、解决地层剥落掉块和 巩固井壁的目的。 （4）处理携砂问题 针对以上各种情况，采取大部分时间用 36-44 L/s 排量，保证钻屑有一定的上行速度，每 8-12h 用 50-55 L/s 排量将井筒“清扫”两遍。

4、 既?洁了井底，又保证了井壁稳定。同时，要提高钻井液黏度，增强其携砂能力。 （5）预防钻具事故 砾石层钻进瞥跳严重，使用较新钻具，加强对钻具的出人井检查和定期进行钻具 探伤、倒换等手段，避免钻具事故的发生。 （6）控制井身质量 山前构造地层倾角大、砾石层巨厚、胶结松 散、软硬不均是导致井斜的主要因素。采用 241. 3 mm 钻铤+203. 2 mm 钻铤的塔式钻具 结构和 279. 4 mm 钻挺 +22S. 6 mm 钻挺 +203. 2 mm 钻挺+139. 7 mm 钻杆的塔式钻具 等 2 种钻具组合，可使用较低的钻压，井斜控制效果好。库 1 井中完电测全井段最大井斜为 1，说明了 2

5、 种钻具组合的有效性。 3.盐膏层钻井难点与对策 3.1 盐膏层钻井难点 塔里木山前构造的井多数都有复合盐膏层， 而且埋藏较深。如库 1井的吉迪克组 5 001 -5601 m 井段，迪那 11 井吉迪克组 4188 -5060 m井段都钻遇纯白石膏、复合盐膏层。 3.2 盐膏层钻井对策 优选盐膏层段钻井液体系配方，要求钻井液 体系具有低黏、低切力性能。密度为 2.0-2.37 g/cm3，Cr 含量 15 x 104 mg/L，抗井温度在100-110 度。 钻井液配方为 2.5%坂土浆+1.5%NaOH+0.05%PAC- HV+8%SMP-2+3%SPC+3%PSC-2+2%FT-1+3

6、%YL-100+1%MHR-86+20%NaCl+5% KCl+5%多甲醇+1% K2Si03+BGH-1： Fe203 （ 1：2） ，成分比例因不同的井略有差异。进入盐膏层段前，采用聚合物钻井液体系，具有良好的抑制泥岩造浆性能。遇石膏显示，及时转为聚磺钻井液体系，提高钻井液的抗钙污染能力和抗高温能力。 钻穿盐膏层后，要求钻井液在高密度条件下加入堵漏剂后能满足随钻堵漏要求。其配方为：井浆+4. 5% SQD-98（细）+2.25% SQD-98 （中粗） ；井浆+2.2% SQD-98（细）+2.2%SQD-98（中粗）+2.2% 311）-1；井浆+4.4% SQD-98（细）+2.2%S

7、QD-98（中粗）+1.1%核桃壳（中粗）+1.1%核桃壳（细） 。 4.防斜技术难点与措施 4.1 防斜技术难点 山前高陡构造地层倾角大，各层位倾角大小不同，岩性结构变化大，地层应力高，井斜难以控制，在山前构造钻井，多使用塔式钻具结构和钟摆钻具结构，防斜效果无法保证，机械钻速也比较低。 4.2 防斜技术措施 （1）PDC 钻头+直螺杆钟摆钻具结构 组合为 311.2mm PDC 钻头 +244.5 mm 螺杆+228.6 mm 钻挺 x 2 根+311. 1 mm 螺旋 稳定器 +203.2 mm 钻铤 x 1 根 +311.1 mm螺旋稳定器+203. 2 mm 钻铤 x 14 根+2O3

8、. 2 mm 随钻震击器+203. 2 mm 钻挺 x 2 根+127 mm 加重钻杆+127 mm 钻杆。在山前高陡构造钻进，由依南 2 井、迪那 11 井、克拉 203 井的钻井参数和使用效果得知，该钻具结构具有良好的防斜作用，是较为便捷的防斜打快手段。 （2）偏轴钻具结构 从依南 5 井、克孜 1 井、依南 4 井使用偏轴钻具组合情况看，井斜要比使用钟摆钻具低 1-3，防斜效果较好。 （3）PowerV 垂直钻井技术的应用 斯伦贝谢公司的 PowerV 垂直钻井系统是一种主动防斜技术， 能够很好地解决山前高陡构造，既防斜又打快的矛盾， 目前该技术在国内山前高陡构造地层已成功应用。 5.超

9、深超高压气井井控难点与措施 5.1 超深超高压气井井控难点 该地区气层埋藏深，压力高；裸眼井段长，层间矛盾大；井下温度高，钻井液维护处理难度大；完井作业时井控风险大。 5.2 超深超高压气井井控措施 （1）节流循环排气，合理控制回压 一旦发生溢流要尽快节流循环，处理气侵钻井液。回压的控制应根据溢流发现的早晚和井下 静止时间的长短，合理选择节流阀的开度及循环的排量，保持立管压力基本不变，尽快将气侵钻井液排出井筒。 （2）打封闭塞，减缓气泡滑脱速度 在起下钻、电测、中完作业、完井作业等工况 井下静止时间较长时，在油气层段以上注入一定 量高黏度钻井液形成封闭塞，封闭油气层，降低油 气侵入井筒的速度，

10、增大微气泡与高黏度钻井液 的黏滞力和摩擦力，可以有效地降低气泡的上升 速度。 （3）特别注重小井眼井控问题 有些井小井眼段长达 2000m，又是一口井的主要目的层，与大井眼相比具有环空容积小、起下钻所产生的抽吸与激动压力大等特点，要求操作 者从技术措施、观测及操作方面要严格执行小井 眼井控技术措施。 （4）制定井控工作预案 在钻开油气层前，要根据井况实际制定井控 工作预案，对井控工作进行风险评估，还要制定各 种工况下的应急措施，各班组要认真学习，将井控措施落实到各个岗位，以便发现问题及时有效地处理。 6.应用前景 （1）对于大井眼、长井段砾石的钻进，建议研制大尺寸镶齿钻头和高效大尺寸减震器，降低跳钻，延长钻头寿命。 （2）对于山前高陡构造，使用 PDC 钻头+直螺杆钟摆钻具结构或偏轴钻具结构，是防斜、提高机械钻速的有效途径，可以开展垂直导向系统的深入研究。 （3）根据塔里木山前高陡构造盐岩层的特点，开展针对西部地区盐岩层的蠕变应力与钻井液密度关系的研究，建立盐岩层蠕变特性与钻井液密度关系图版，以此指导深层高压盐膏层的钻井施工。 （4）研究超深超高压井地层压力预测与监测新技术，准确及时地预测地层压力，这是做好井控工作的前提和关键。 作者简介 王智华（1982） ，男，江苏无锡，大学本科，工程师，胜利沙特钻井 SP154 队。