1、塔河油田 TK684 井优快钻井技术摘 要：TK684 井位于塔河油田六区，储层埋藏深，钻遇地层层序多而复杂，施工难度较大。在施工过程中，从钻井工程技术和钻井液措施两方面入手，成功运用 PDC+螺杆钻具钻进技术，安全优质高效地完成了钻井施工任务。 关键词：塔河油田 优快钻井 PDC+螺杆 钻井液 一、TK684 井基本情况 TK684 井是西北油田分公司部署在塔河油田六区的一口开发井，位于库车县境内，井口位于 TK661 井南西 2541815.69，平距1597m；TK670CH 井口北西 315302.15，平距 726m。2011 年 7 月 18日开始设备搬迁安装，7 月 23 日 7
2、：00 第一次开钻，9 月 18 日 17：00全井完钻，完钻井深 5684.26 米。纯钻时间 393：25 台时，平均机械钻速 14.32m/h，台月效率 2944.22m/台月。井身结构表见表 1。 二、钻井技术难点 本井钻遇地层从上至下依次为库车组、康村组、吉迪克组、苏维依组、巴什基奇克、巴西盖组、舒善河组、亚格列木组、侏罗系、哈拉哈塘组、阿克库勒组、柯吐尔组、卡拉沙依组、巴楚组、鹰山组。钻遇的地层层序多，地层岩性复杂，主要表现为：康村组以上地层成岩性较差，易发生缩径或垮塌卡钻；吉迪克组富含石膏，易造成钻井液发生石膏浸，使钻井液性能变差，含膏泥岩吸水后发生缩径。库姆格列木群一巴什基奇克
3、组砂岩发育，易形成虚厚泥饼而缩径，且施工过程中钻速快，细砂颗粒分散在钻井液中造成固相污染，钻井液性能维护困难。石炭系地层压力偏高，泥页岩吸水后易失稳，发生井壁掉块导致井径扩大。奥陶系碳酸岩地层溶洞、裂缝发育，易发生井漏、井涌等复杂情况。井身质量要求高，工程设计要求最大井斜角3，水平位移60m，全角变化率2.75/25m，井径扩大率20%。 三、优快钻进技术 1. 钻井工程技术措施 1.1 优化钻具组合及钻进参数。开钻时钻压由小到大，先轻压吊打，根据钻铤出导管鞋数量增加逐步增加钻压，保证井眼开直。一开井段444.5mm 井眼正常钻进参数：钻压 80200kN，转盘转速 60-90rpm；钻头出导
4、管鞋 30 米后，排量逐步增大到最大值，保证钻井液的携岩和水力辅助破岩效果。 1.2 优选 PDC+螺杆。PDC 钻头高转速、低钻压的要求，充分发挥 PDC钻头剪切破岩机理，获得较高的机械钻速，并且可以降低转盘转速，减少钻具承受的扭矩，延长钻具寿命。在 TK684 井的钻进施工过程中，先后 2 次使用该项技术。第一次在二开井段 1214-3900m，使用百施特 12-1/4“MS1952SS 钻头（水眼 7*17.5mm） ，5LZ244.57.0 型天津立林生产的螺杆，进尺 2686m，纯钻时间 80.5 小时，机械钻速 33.37m/h。第二次在三开井段 3900-5576m，使用百施特
5、8-1/2“MS1952SS 钻头（水眼5*17.5mm） ，5LZ1727.0 型大港中成生产的预轮廓等壁厚螺杆，仅用时12 天完成三开井段的钻进任务，比钻井工程设计工期提前 17 天，创造了塔河油田同种型号（8 1/2“MS1952SS）单只 PDC 钻头进尺 1676 米的新纪录，最高日进尺 364m，平均机械钻速 6.9m/h。在 TK684 井中使用 PDC+螺杆钻井工艺，与在同区块采用转盘钻进方式相比，机械钻速可提高 10%-30%（视地层不同） 。 （3）合理的施工进尺安排。二开井段先用 12 1/4牙轮钻头钻进，使用江汉 HAT127 型钢齿牙轮钻头，进尺 708.11m，牙轮
6、钻头进尺不必太多也不能太少。在库车组以后，PDC 钻头优势明显，传统钻头进尺太多，浪费时间，若进尺太少，井底不干净，不能给 PDC 钻头良好的井底环境，牙轮钻头主要用于扫塞，将井底清洗干净，在保证一定进尺的情况下，为 PDC 入井确保一个好的井底条件。 2. 钻井液措施 2.1 一开井段。基本配方：基浆 7%8%土粉+0.4%0.6%Na2CO3+ 0.1%0.2%NaOH 水化 24 小时；混合胶液 0.4%0.15% NH4HPAN +0.2%KPAM 混合基浆后，使性能达到设计要求后钻进。钻进过程中主要以等浓度胶液维护，强化体系的强抑制性，以 0.5%-1%KPAM 胶液大量补充泥浆量，
7、补充大分子包被剂提高粘度，防止上部交接疏松地层发生垮塌，同时提高钻井液的携岩清洁效果。 2.2 二开井段。钻井液工作的重点是提高钻井液的抑制性，抑制泥页岩水化膨胀，降低钻井液失水，常温常压失水控制在 8-6ml 左右，以确保形成的泥饼薄而韧，防止渗透性好的砂岩段形成厚泥饼，因此采用低固相聚合物钻井液体系。在钻进过程中，钻井液处理剂的使用以 DBF-2，KPAM，PMHC、铵盐等为主，保证包被与抑制并举，又可降低失水，形成良好的泥饼，加入 0.2%的 RH-4，以防止钻头泥包。该井段钻井液的主要工作是严格控制钻井液固相含量，把钻井液的无用固相含量控制在 8%以内，保证低固相、低密度是该井段钻井液
8、的中心任务。 2.3 三开井段。三开井段是本井的重点也是难点所在。该井段钻遇地层为白垩系、侏罗系、三叠系、石炭系，其中白垩系地层泥岩易水化膨胀，三叠系、石炭系中的泥页岩地层易吸水失稳，发生掉块、坍塌；白垩系、侏罗系地层中砂岩具有较高的渗透性，易形成厚泥饼导致缩径阻卡。采用聚磺防塌钻井液体系能有效解决此类问题。 四、结论与认识 1.采用合理的钻具组合和钻井参数、钻井液性能和适当短起下钻，解决了中上部地层起下钻过程中的严重遇阻问题。 2.使用螺杆+PDC 钻头复合钻井技术，大幅度提高了钻井效率。在TK684 井的钻井施工中，成功运用此项技术，快速优质地完成施工任务。 3.优选钻井液体系和采取井壁稳定技术措施解决了三叠系、石炭系地层钻进中存在的严重井壁失稳问题。 作者简介：李广，2007 年 7 月毕业于西南石油大学石油工程专业，现从事石油钻井相关工作。
