陸為綱，李茂生

（中原石油工程有限公司，河南 濮陽 457000）

1 概述

長深D 平12井位于松遼盆地南部長嶺斷陷中部凸起帶哈爾金構(gòu)造上，是一口小井眼長水平段水平井，井設(shè)計井深5322m，目的層位為水平段橫穿對應(yīng)長深1-1井登婁庫組Ⅲ砂組氣層，完鉆層位為登婁庫組。該井實鉆井身結(jié)構(gòu)見表1，地層巖性描述見表2。

表1 長深D 平12井井身結(jié)構(gòu)

該井造斜點井深3200m，A 點井深3821.82m，垂深3590.02m，B 點井深5321.84m，垂深3597.02m，水平段在登婁庫組，水平段長1500.02m。

2 鉆井難點分析

（1）摩阻扭矩大，影響水平段的延伸。由于地層硬、研磨性強，且三開裸眼段長，水平段鉆具扭矩增長快，所帶來的影響是一方面轉(zhuǎn)盤扭矩接近或達到鉆桿額定承載能力，造成水平段進一步延伸鉆進困難，并導致鉆井安全問題，另一方面，摩阻扭矩高造成鉆具托壓，導致機械鉆速低、鉆井周期長。

（2）井眼充分凈化難度大。由于水平段長，鉆柱緊貼下井壁，環(huán)空條件差，影響了鉆井液流態(tài)，更易形成巖屑床，同時井底循環(huán)溫度高，增加了水平井鉆井液抗溫凈化難度，從而導致摩阻扭矩進一步增大，限制了水平段的進一步延伸。

（3）井眼軌跡控制難度大。使用常規(guī)倒裝鉆具組合進行水平段鉆進，復合鉆進時自然增斜快，需要頻繁定向，導致施工效率低。

（4）地層復雜，地層變化大，井壁穩(wěn)定問題比較突出，井壁掉塊現(xiàn)象嚴重，鄰井出現(xiàn)過由于地層掉塊導致PDC鉆頭斷刀翼的情況。

（5）鉆頭選型困難。進入登婁庫地層后，鄰井多次出現(xiàn)卡PDC鉆頭的孕鑲金剛石鉆頭的現(xiàn)象，導致在水平井段PDC鉆頭不敢使用，只能選用牙輪鉆頭，牙輪鉆頭使用壽命短，易掉牙輪，且機械鉆速低。

表2 地層巖性描述

3 技術(shù)對策

長深D 平8井和長深D 平12井井身結(jié)構(gòu)和施工過程相類似，這兩口井都由鉆井二公司50722井隊所施工。本文以長深D 平8井和長深D 平12井的對比分析為例，介紹長深D 平12井鉆井過程中所采用的一些技術(shù)。

表3 長深D 平8井一、二開鉆頭使用

3.1 鉆頭數(shù)量分析

從表3及表4可以看出，長深D 平8井中使用了14只鉆頭，其中8只PDC鉆頭，6只牙輪鉆頭。長深D 平12井使用8只鉆頭，其中PDC鉆頭7只，牙輪鉆頭1只。長深D 平12井比長深D 平8井少使用5只鉆頭，在降低鉆頭使用成本的同時也有效的縮短了鉆井周期。

長深D 平8井在2340～3200m 井段，牙輪鉆頭使用的數(shù)量較多，在該井段總體來說，牙輪鉆頭的使用效果也好于PDC鉆頭，PDC鉆頭在該層位沒有發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)勢。主要原因為PDC鉆頭崩齒、掉齒現(xiàn)象嚴重，導致了PDC 鉆頭的先期損壞，嚴重影響了PDC 鉆頭在二開井段的使用壽命和鉆井速度；同時也增加了牙輪鉆頭的使用數(shù)量和起下鉆次數(shù)。

在長深D 平12井的施工過程中，通過分析PDC鉆頭在D 平8井使用不成功的原因，結(jié)合地層巖性描述和現(xiàn)場撈砂的情況，認為導致PDC 鉆頭先期損壞的一個主要原因為井壁掉塊。較大的掉塊撞擊PDC復合片是導致PDC鉆頭先期損壞的主要原因。通過控制鉆井液的失水量，將鉆井液的失水量由長深D 平8井的3.8ml降低到長深D 平12井3.0ml，有效地抑制了地層的掉塊現(xiàn)象，為同井段PDC 鉆頭的使用提供了條件。分析長深D 平12井在2340～3200m 井段鉆頭的使用情況可以發(fā)現(xiàn)，在該井段PDC 鉆頭的使用效果遠遠好于牙輪鉆頭。由于增強了鉆井液的抑制性，為PDC 鉆頭提供一個良好的使用環(huán)境，D 平12井在2340～3200m 井段PDC鉆頭的使用效果遠好于D 平8井在該井段PDC鉆頭的使用效果，大幅度縮短了二開的鉆井周期。二開鉆頭使用鉆頭數(shù)量由D 平8井的13只鉆頭降低到D 平12井的8只鉆頭，減少起下鉆次數(shù)。

表4 長深D 平12井鉆頭使用情況

3.2 機械鉆速對比分析

長深D 平8井一開和二開的總進尺為3572米，總純鉆時間1215小時，平均機械鉆速2.94米／小時；同期長深D 平12井總進尺3500米，總純鉆時間574.37小時，平均機械鉆速6.09米／小時。

從長深D 平8井鉆頭使用情況來看，機械鉆速不太理想，尤其是牙輪鉆頭的使用不太理想，二開鉆進使用13只鉆頭。相對來說，長深D 平12井機械鉆速比較理想，PDC鉆頭使用選型正確，鉆頭基本都用到家了，基本上能保證用8只鉆頭打完二開。

長深D 平8井造斜點在3140米，受以前觀念的影響在造斜點之前一直使用常規(guī)鉆具組合，而長深D平12井造斜點在3185米，在進入二開井段一直使用螺桿復合鉆進。可見，復合鉆進有助于提高機械鉆速，縮短鉆井周期。可以復合鉆進技術(shù)在長嶺地區(qū)可有效提高機械鉆速。

二開鉆進，長深D 平12井采用了高轉(zhuǎn)速大排量鉆進，充分利用水力破巖原理，在易斜井段和軟硬地層交接面都采用了小鉆壓吊打，在其他井段相應(yīng)的加大鉆壓，同時PDC鉆頭配螺桿鉆具，大大的提高了鉆進速度，同時保證了井身質(zhì)量。

3.3 三開鉆頭使用分析

長深D 平8井在三開井段鉆至井深4116m 時出現(xiàn)了一次孕鑲金剛石鉆頭卡鉆現(xiàn)象，在同一時期鄰井也出現(xiàn)了多起PDC鉆頭的卡鉆現(xiàn)象，因此得出一個結(jié)論：在該地區(qū)登婁庫組地層不適合使用PDC 鉆頭和孕鑲金剛石鉆頭。在長深D 平12井的施工中，由于提速增效的需要，沒有采用“該地區(qū)登婁庫地層無法使用PDC鉆進的經(jīng)驗”，對該地區(qū)PDC 鉆頭和孕鑲金剛石鉆頭卡鉆現(xiàn)象進行了一次深入分析，分析的重點為PDC鉆頭卡鉆的一些關(guān)鍵性的細節(jié)。

從地層巖性描述和現(xiàn)場撈砂情況發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)地層極為穩(wěn)定，導致井徑幾乎沒有擴大率。鉆頭卡鉆的原因應(yīng)為地層收到外部地應(yīng)力的作用變形從而卡住鉆頭。分析該處幾起鉆頭卡鉆現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，卡鉆前后該地區(qū)附近有大型的壓裂作業(yè)。遠處的地應(yīng)力作用導致井眼附近巖石變形，由于變形量較小，所以只能卡住鉆頭。井隊技術(shù)人員通過分析認為，隨著壓裂數(shù)量的增加，地應(yīng)力存在較大的釋放，再出現(xiàn)卡鉆頭的概率將會大幅度降低；同時通過加強臨井的調(diào)研，在進行大型壓裂時可提前將鉆具提至安全井段內(nèi)。得出結(jié)論，D 平12井三開井段可以采用PDC鉆頭鉆進。D 平8井在4116～4530m 的水平井段使用了14只進口牙輪鉆頭，純鉆時間510小時，平均機械鉆速0.82m／h；D 平12井在相類似井段3987～4600m 只使用了3只PDC鉆頭，純鉆時間342.6小時，平均機械鉆速1.78m／h?？梢娿@頭選型的重要性。

4 對比結(jié)論

（1）長嶺地區(qū)鉆頭選型的首要任務(wù)是PDC鉆頭和牙輪鉆頭的選擇，只有確定了使用哪種類型鉆頭，才談得上進一步的鉆頭參數(shù)優(yōu)選。通過優(yōu)化鉆井液性能，降低失水，長深D 平12井PDC鉆頭在青山口—泉頭組地層取得了較好的使用效果，大幅度降低了二開鉆頭使用數(shù)量，縮短了鉆井周期。三開水平井段通過使用PDC鉆頭代替牙輪鉆頭，消除了掉牙輪的風險，提高了機械鉆速降低了鉆頭使用數(shù)量和成本。

（2）鉆井過程除了使用“經(jīng)驗”來指導當前的鉆井生產(chǎn)外，更應(yīng)使用“經(jīng)驗中總結(jié)出來的規(guī)律”來指導生產(chǎn)。井隊的施工方案的基礎(chǔ)應(yīng)該建立在該井隊井下情況的一些關(guān)鍵性的細節(jié)上。

（3）復合鉆進技術(shù)依然是該地區(qū)提速的有效手段。

（4）長嶺地區(qū)，井下情況允許的情況下，盡量考慮PDC鉆頭+螺桿鉆具復合鉆進。全井段必須做好泥漿性能維護，上部井段控制好失水，同時確保鉆井液的潤滑性，減小摩阻。

（5）本區(qū)塊青山口—泉頭組地層，井壁穩(wěn)定性差，下鉆到此要控制速度并避開在此段循環(huán)。

［1］蔣希文.鉆井事故與復雜問題［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001.

［2］李軍.也門ALRIZQ-1井施工難點及對策分析［R］.鉆井工程，2011.