龍志平， 王彥祺， 周玉倉(cāng)

(中國(guó)石化華東油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇南京 210031)

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隆頁(yè)1HF頁(yè)巖氣井鉆井關(guān)鍵技術(shù)

龍志平， 王彥祺， 周玉倉(cāng)

(中國(guó)石化華東油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇南京 210031)

摘要：隆頁(yè)1HF井是位于彭水區(qū)塊的一口頁(yè)巖氣預(yù)探井，鉆遇地層具有縫洞發(fā)育、傾角大、可鉆性差等特點(diǎn)，鉆井過(guò)程中面臨易漏失、易井斜、頁(yè)巖層易坍塌、機(jī)械鉆速低等難點(diǎn)。通過(guò)綜合應(yīng)用近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、油基鉆井液、雙凝雙密度水泥漿等，并對(duì)井眼軌道、鉆頭和鉆具組合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了安全、優(yōu)快鉆進(jìn)。隆頁(yè)1HF井全井未發(fā)生惡性漏失，大斜度井段機(jī)械鉆速比相鄰地區(qū)頁(yè)巖氣井提高32%，儲(chǔ)層穿遇率達(dá)100%，鉆井周期縮短25.68%，固井質(zhì)量?jī)?yōu)秀。該井采用的鉆井關(guān)鍵技術(shù)能夠進(jìn)一步降低彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)成本。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣井；大斜度井；井身結(jié)構(gòu)；井眼軌跡；鉆井液密度；隆頁(yè)1HF井

彭水區(qū)塊武隆向斜處于川東南-湘鄂西“槽-擋”過(guò)渡區(qū)，構(gòu)造形態(tài)以北東向復(fù)向斜和復(fù)背斜相間分布為主，同時(shí)在背斜構(gòu)造發(fā)育一系列北北東向或近北西向斷裂構(gòu)造，區(qū)內(nèi)向斜構(gòu)造相對(duì)寬緩，有利于頁(yè)巖氣成藏。自該區(qū)塊的第一口頁(yè)巖氣參數(shù)井彭頁(yè)1井獲得良好的頁(yè)巖氣顯示后，按照“直井取參數(shù)，水平井求產(chǎn)能”的評(píng)價(jià)部署思路，在構(gòu)造的不同位置先后部署實(shí)施了彭頁(yè)HF-1井、彭頁(yè)2HF井、彭頁(yè)3HF井、彭頁(yè)4HF井等4口頁(yè)巖氣水平井。這4口井在鉆進(jìn)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：地層裂縫、溶洞發(fā)育，導(dǎo)致惡性漏失多發(fā)；地層傾角大，造成上部井段井斜難以控制；淺部地層普遍含水，有些同時(shí)含有淺層氣，造成泡沫/氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用受限，影響鉆井速度；中下部地層井漏、井壁垮塌等井下復(fù)雜情況時(shí)有發(fā)生[1-5]，造成鉆井成本居高不下，影響了開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

隆頁(yè)1HF井是在實(shí)施導(dǎo)眼井的基礎(chǔ)上進(jìn)行側(cè)鉆的一口大斜度井。導(dǎo)眼井為武隆向斜的一口區(qū)域探井，井型為直井，主要是為了獲取武隆向斜頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)、落實(shí)頁(yè)巖氣勘探潛力，同時(shí)探索武隆向斜具有鼻狀構(gòu)造背景目標(biāo)頁(yè)巖含氣性，進(jìn)行工程工藝降本方案現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)盆外頁(yè)巖氣勘探突破。導(dǎo)眼井采用φ406.4 mm鉆頭進(jìn)行一開(kāi)鉆進(jìn)，鉆至井深1 400.00 m；二開(kāi)采用φ311.1 mm鉆頭鉆至井深2 736.00 m，換φ215.9 mm鉆頭鉆至井深2 872.00 m完鉆(含取心段鉆進(jìn))。鉆井周期為45 d(含取心時(shí)間)，相比設(shè)計(jì)提前7 d完鉆，平均機(jī)械鉆速為4.87 m/h。導(dǎo)眼井在目的層獲得厚度超過(guò)90 m的連續(xù)氣測(cè)異常井段。為了進(jìn)一步探明武隆向斜頁(yè)巖氣勘探潛力，部署了隆頁(yè)1HF井。筆者在對(duì)彭水區(qū)塊鉆井完井遇到的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，從井身結(jié)構(gòu)、井眼軌跡控制、鉆頭優(yōu)選、鉆井液技術(shù)和長(zhǎng)水平段固井技術(shù)等方面對(duì)隆頁(yè)1HF井所用鉆頭進(jìn)行優(yōu)選，對(duì)鉆具組合鉆井參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，確保該井順利完鉆，達(dá)到地質(zhì)目的。

1鉆井完井技術(shù)難點(diǎn)

隆頁(yè)1HF井鉆遇地層自上而下依次為：第四系淺表層，下三疊統(tǒng)嘉陵江組、飛仙關(guān)組，上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組、龍?zhí)督M，下二疊統(tǒng)茅口組、棲霞組、梁山組，中上志留統(tǒng)韓家店組，下志留統(tǒng)小河壩組、龍馬溪組，上奧陶統(tǒng)五峰組、臨湘組和中奧陶統(tǒng)寶塔組。該井主要目的層為龍馬溪組和五峰組，巖性以黑色碳質(zhì)泥巖、頁(yè)巖為主，黏土礦物、石英等脆性礦物含量適中。該井設(shè)計(jì)采用三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，設(shè)計(jì)井深4 227.19 m。

圖1　隆頁(yè)1HF井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果Fig.1　The casing program design of Well Longye 1HF

隆頁(yè)1HF井鉆井完井技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：

1) 機(jī)械鉆速低。根據(jù)隆頁(yè)1HF井導(dǎo)眼井的實(shí)鉆情況，導(dǎo)眼井全井平均機(jī)械達(dá)到了4.87 m/h，但在鉆進(jìn)下部志留系地層時(shí)平均機(jī)械鉆速僅為1.99 m/h(不含取心)，說(shuō)明武隆向斜下部志留系地層巖石可鉆性較差，給水平井三開(kāi)造斜段及穩(wěn)斜段的提速帶來(lái)了一定難度。

2) 井眼軌跡控制難。隆頁(yè)1HF井導(dǎo)眼井實(shí)鉆過(guò)程中，因地層傾角較大(25°～30°)，井斜不易控制，雖然采取了多種控制措施，但該井最大井斜仍然達(dá)到17.37°，井底位移為168.05 m。隆頁(yè)1HF井大斜度井段設(shè)計(jì)方位與導(dǎo)眼井實(shí)際軌跡方位相反，扭方位工作量大。因此，在鉆井過(guò)程中要求所選擇的鉆具組合能夠同時(shí)克服地層不易定向以及地層位置不確定所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，井眼軌跡控制難度較大。

3) 井眼清潔難度大。隆頁(yè)1HF井設(shè)計(jì)大斜度段井斜角在70°左右，根據(jù)巖屑床堆積原理[6-9]，在井斜角為45°～60°井段最易形成巖屑床；且由于重力作用，鉆具在井眼中始終靠向下井壁，極易形成偏心環(huán)空。特別是在鉆井液停止循環(huán)或大斜度井段后期鉆進(jìn)時(shí)，巖屑會(huì)快速聚集在下井壁處，加速了巖屑床的形成，嚴(yán)重影響了大斜度井井下作業(yè)安全。

4) 大斜度井段漏失風(fēng)險(xiǎn)大。彭水區(qū)塊武隆向斜泥頁(yè)巖地層的非均質(zhì)性及各向異性較強(qiáng)，具有顯著的層理裂縫特征。從該區(qū)塊前期幾口井及鄰近焦石壩區(qū)塊頁(yè)巖氣井的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看[10-13]，目的層漏失概率達(dá)到20%左右。雖然隆頁(yè)1HF井導(dǎo)眼井鉆井過(guò)程中未發(fā)生漏失，但不能保證在大斜度井段鉆井過(guò)程中也不發(fā)生漏失；同時(shí)，大斜度井段越長(zhǎng)，頁(yè)巖脆性垮塌和破裂的風(fēng)險(xiǎn)越大。因此，需要做好三開(kāi)鉆進(jìn)時(shí)的防漏堵漏工作。

5) 固井難度大。一是導(dǎo)眼井鉆井過(guò)程中目的層氣測(cè)顯示全烴含量較高，最高達(dá)28.8%，固井時(shí)易發(fā)生氣竄；二是大斜度井段漏失風(fēng)險(xiǎn)大，固井防漏堵漏難度大[14]；三是大斜度井段套管受重力影響不易居中，影響頂替效率；四是采用油基鉆井液鉆進(jìn)時(shí)，易在井壁上形成油膜，第二界面膠結(jié)質(zhì)量難以保證。

2關(guān)鍵技術(shù)措施

針對(duì)隆頁(yè)1HF井鉆井過(guò)程中可能存在的施工難點(diǎn)，探索性地應(yīng)用了近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向、國(guó)產(chǎn)油基鉆井液、雙凝雙密度水泥漿等技術(shù)；同時(shí)根據(jù)井眼軌道設(shè)計(jì)特點(diǎn)優(yōu)化鉆具組合和優(yōu)選鉆頭，合理控制鉆井液密度，達(dá)到安全、快速鉆進(jìn)的目的。

2.1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是利用近鉆頭隨鉆測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行井眼軌跡控制。近鉆頭隨鉆測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)高度集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，將自然伽馬測(cè)井儀、電阻率儀和井斜儀等測(cè)量?jī)x器集成于長(zhǎng)1.0～2.0 m的短鉆鋌上，安裝在動(dòng)力鉆具馬達(dá)和傳動(dòng)軸之間，使各參數(shù)測(cè)點(diǎn)極大地靠近了鉆頭。近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可提高探井發(fā)現(xiàn)率和開(kāi)發(fā)井的儲(chǔ)層鉆遇率，尤其適用于復(fù)雜地層、薄目的層水平井鉆井。與傳統(tǒng)LWD導(dǎo)向鉆井相比，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)要更加精確、及時(shí)，能夠大大提高井眼軌跡的控制精度，與國(guó)外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)相比具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。

隆頁(yè)1HF井三開(kāi)井段設(shè)計(jì)采用近鉆頭隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，各參數(shù)測(cè)量零長(zhǎng)控制在3.0～4.0 m，其中電阻率測(cè)量零長(zhǎng)為3.1 m，井斜角測(cè)量零長(zhǎng)為3.5 m，伽馬測(cè)量零長(zhǎng)為3.8 m。

2.2井眼軌道設(shè)計(jì)及井眼軌跡控制技術(shù)

2.2.1井眼軌道設(shè)計(jì)

為了保證φ311.1 mm井眼內(nèi)側(cè)鉆的成功率，對(duì)比不同造斜點(diǎn)、不同造斜率下各井眼軌道設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定隆頁(yè)1HF井采用“增—穩(wěn)—增—穩(wěn)—增—穩(wěn)”六段制井眼軌道。該井眼軌道充分利用導(dǎo)眼井產(chǎn)生的反向位移，使設(shè)計(jì)靶前位移控制在200 m以內(nèi)，增大了大斜度井段的有效長(zhǎng)度，在一定程度上降低了鉆井成本。

該井設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)井深2 430.00 m，采用φ311.1 mm鉆頭側(cè)鉆，完成第一增斜段、進(jìn)入第一穩(wěn)斜段10.00～20.00 m后(預(yù)計(jì)進(jìn)入龍馬溪組地層60.00 m，測(cè)深2 610.00 m)下入φ244.5 mm技術(shù)套管，三開(kāi)采用φ215.9 mm鉆頭進(jìn)行后續(xù)“增—穩(wěn)—增—穩(wěn)”段鉆進(jìn)，最大限度地預(yù)留安全空間。隆頁(yè)1HF井井眼軌道設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　隆頁(yè)1HF井井眼軌道設(shè)計(jì)結(jié)果

2.2.2井眼軌跡控制技術(shù)

隆頁(yè)1HF井為預(yù)探井，附近沒(méi)有可參考的鄰井，導(dǎo)眼井的施工為該井大斜度井段井眼軌跡的精確控制起到了重要的借鑒作用。在側(cè)鉆造斜段，根據(jù)設(shè)計(jì)大斜度井段方位與導(dǎo)眼井實(shí)鉆井眼方位的關(guān)系，優(yōu)化最佳扭方位施工方案，充分利用導(dǎo)眼井的反向位移，縮減了靶前位移。應(yīng)用國(guó)產(chǎn)大功率等壁厚單彎螺桿，配合近鉆頭隨鉆測(cè)量?jī)x器，利用隨鉆測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)到的儲(chǔ)層伽馬值、電阻率等參數(shù)來(lái)調(diào)整井眼軌跡，確保井眼在儲(chǔ)層內(nèi)穿行。另外，根據(jù)綜合錄井儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的鉆時(shí)和返出巖屑，可以進(jìn)一步判斷鉆頭的準(zhǔn)確位置。

2.3鉆頭優(yōu)選

隆頁(yè)1HF井側(cè)鉆井段鉆遇地層主要為志留系小河壩組和龍馬溪組地層。根據(jù)導(dǎo)眼井鉆井情況，小河壩組上部地層巖性以灰色、灰綠色泥巖為主，下部地層巖性以灰色、灰綠色粉砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層為主，可鉆性級(jí)值為4.8～6.0，考慮該地層主要采取定向鉆進(jìn)，推薦采用HJT537型三牙輪鉆頭及五刀翼T1655B型PDC鉆頭。龍馬溪組地層巖性以灰黑色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾灰色粉砂巖為主，可鉆性級(jí)值為4.5～5.5，該地層主要采取復(fù)合鉆進(jìn)，為大斜度井段，推薦采用五刀翼T1655B型PDC鉆頭，以提高機(jī)械鉆速。

2.4鉆具組合優(yōu)化

大斜度井鉆井中，需根據(jù)不同施工井段的特點(diǎn)采用不同的鉆具組合。結(jié)合前期已鉆井的鉆進(jìn)情況，隆頁(yè)1HF井各井段鉆具組合優(yōu)化結(jié)果為：側(cè)鉆鉆具組合采用φ311.1 mm牙輪鉆頭+1.75°彎接頭+直螺桿；二開(kāi)造斜段采用φ311.1 mm PDC/牙輪鉆頭+1.25°單彎螺桿+LWD鉆具組合；三開(kāi)造斜段及大斜度井段采用PDC+近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆具組合，保證井眼軌跡的精確控制。

三開(kāi)造斜段及大斜度井段鉆具組合為：φ215.9 mm PDC鉆頭+近鉆頭測(cè)量系統(tǒng)(1.25°×φ172.0 mm單彎螺桿)+鉆具止回閥+φ172.0 mm接收短節(jié)+φ172.0 mm懸掛短節(jié)+φ127.0 mm無(wú)磁承壓鉆桿×1根+φ127.0 mm加重鉆桿×29根+φ127.0 mm斜坡鉆桿×若干根。

2.5油基鉆井液

與水基鉆井液相比，油基鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性，同時(shí)具有抗高溫、有利于井壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑性好和對(duì)儲(chǔ)層損害程度較小等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于水敏性頁(yè)巖地層[15-18]。

彭水區(qū)塊前期頁(yè)巖氣水平井鉆井過(guò)程中多采用國(guó)外技術(shù)服務(wù)公司的油基鉆井液，成本相對(duì)較高。為進(jìn)一步降低鉆井成本，隆頁(yè)1HF井三開(kāi)井段設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)公司自主研發(fā)的油基鉆井液，其配方為：80.00%柴油+3.50%膨潤(rùn)土+3.50%乳化劑+3.50%潤(rùn)濕劑+4.30%油基降濾失劑+4.30%乳化封堵劑+2.14%氧化瀝青+CaCl2溶液；主要性能：漏斗黏度為50～80 s，塑性黏度小于40 mPa·s，固相含量小于25%，破乳電壓大于400 V，油水比為80/20～85/15。其主要特點(diǎn)是成本低、性能穩(wěn)定和配制簡(jiǎn)單。

彭水區(qū)塊前期所鉆4口井三開(kāi)井段龍馬溪組地層實(shí)測(cè)壓力系數(shù)為0.95～1.10，但實(shí)鉆鉆井液密度控制在1.25～1.35 kg/L，要高于氣井鉆井液密度上限，這也是造成水平段漏失頻繁和機(jī)械鉆速較低的主要原因之一[19]。隆頁(yè)1HF井大斜度井段方位是沿最小水平主應(yīng)力方向，防止井壁坍塌所需要的鉆井液密度要小于直井，但發(fā)生井漏的可能性要大于直井。因此，為降低三開(kāi)井段鉆井過(guò)程中的漏失風(fēng)險(xiǎn)，參考導(dǎo)眼井實(shí)鉆情況，控制鉆井液密度小于導(dǎo)眼井鉆進(jìn)時(shí)的鉆井液密度。隆頁(yè)1HF井實(shí)鉆過(guò)程中未發(fā)生井漏和井壁掉塊情況。

2.6固井技術(shù)

為了滿足后期壓裂作業(yè)的要求[20-21]，同時(shí)防止固井施工中漏失和氣竄現(xiàn)象的發(fā)生，隆頁(yè)1HF井設(shè)計(jì)應(yīng)用雙凝雙密度水泥漿，領(lǐng)漿采用低密度水泥漿，尾漿采用彈性防氣竄水泥漿，雙凝分界點(diǎn)在井深2 400.00 m左右。領(lǐng)漿配方為嘉華G級(jí)水泥+5.0%DZJ-Y+0.6%G33S+1.0%DZX+62.0%水，密度1.50 kg/L，API濾失量38 mL，稠化時(shí)間236 min，72 h頂部抗壓強(qiáng)度9.0 MPa。尾漿配方為嘉華G級(jí)水泥+4.0%SFP-1+2.0%DZP+4.0%DZJ-Y+1.0%H+1.0%消泡劑+40.0%水，密度1.90 kg/L，API濾失量47 mL，稠化時(shí)間155 min，72 h頂部抗壓強(qiáng)度15.2 MPa。

為提高大斜度井段套管串居中度，整體式穩(wěn)定器和樹(shù)脂旋流穩(wěn)定器配合使用，并優(yōu)化穩(wěn)定器安放位置，以提高頂替效率和封固質(zhì)量。為了有效清除油基鉆井液在套管和井壁上形成的油膜，采用柴油、加重沖洗液和沖洗水泥漿的三級(jí)沖洗工藝。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

隆頁(yè)1HF井側(cè)鉆點(diǎn)位于井深2 430.50 m處，為保證側(cè)鉆的成功率，應(yīng)用2.25°彎接頭配合直螺桿進(jìn)行側(cè)鉆。采用控時(shí)側(cè)鉆，側(cè)鉆開(kāi)始時(shí)鉆時(shí)控制在1.5～2.0 h/m，之后根據(jù)巖屑返出情況逐漸縮短控時(shí)時(shí)間，提高機(jī)械鉆速。鉆至井深2 443.97 m側(cè)鉆成功，起鉆更換常規(guī)定向鉆具組合，鉆至井深2 679.00 m二開(kāi)中完(進(jìn)入龍馬溪組地層60.00 m)，井斜角為17.36°，方位角由側(cè)鉆點(diǎn)的162.18°扭轉(zhuǎn)為341.23°，整個(gè)過(guò)程以扭方位増斜為主，隆頁(yè)1HF井實(shí)鉆井眼軌跡垂直投影及水平投影如圖2所示。

圖2　隆頁(yè)1HF井實(shí)鉆井眼軌跡投影示意Fig.2　The drilled trajectory of Well Longye 1HF

三開(kāi)鉆進(jìn)選用T1655B型PDC鉆頭配合近鉆頭測(cè)量系統(tǒng)，提速效果較為明顯，期間因儀器故障原因起鉆3趟，同時(shí)對(duì)鉆具組合進(jìn)行了優(yōu)化，以達(dá)到快速、精確控制井眼軌跡的目的。固井時(shí)先后泵入柴油、加重沖洗液和沖洗水泥漿進(jìn)行三級(jí)沖洗，然后泵入低密度領(lǐng)漿和高密度尾漿，用清水頂替，水泥漿返出地面，碰壓23 MPa。

3.1鉆井時(shí)效分析

隆頁(yè)1HF井設(shè)計(jì)鉆井周期37.00 d，實(shí)際鉆井周期36.77 d。因二開(kāi)加深以及三開(kāi)加深鉆進(jìn)額外耗時(shí)1.50 d，折算后鉆井周期35.27 d。二開(kāi)鉆遇小

河壩組地層，受滑動(dòng)扭方位鉆進(jìn)及鉆頭選型的影響，鉆時(shí)較長(zhǎng)，總進(jìn)尺為248.50 m，平均機(jī)械鉆速僅為1.01 m/h。三開(kāi)鉆時(shí)較短，鉆井進(jìn)尺為1 699.00 m，平均機(jī)械鉆速達(dá)7.23 m/h。該井與彭水區(qū)塊前期4口井水平段鉆進(jìn)時(shí)效的對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2，可以看出隆頁(yè)1HF井大斜度井段機(jī)械鉆速最高，比前期4口井平均機(jī)械鉆速提高了32%，鉆井周期縮短了25.68%，說(shuō)明該井鉆頭選型及鉆井提速技術(shù)措施較為合理。

表2　各井三開(kāi)大斜度(水平)井段鉆井時(shí)效對(duì)比

3.2井眼質(zhì)量分析

從井眼軌跡控制、固井質(zhì)量和儲(chǔ)層穿遇率等方面分析隆頁(yè)1HF井的實(shí)鉆井眼質(zhì)量：造斜段(2 680.00～3 061.00 m)最大狗腿度小于6.0°/30m，井徑擴(kuò)大率1.85%；大斜度井段(3 061.00～4 378.00 m)最大狗腿度小于3.0°/30m，井徑擴(kuò)大率2.22%。固井質(zhì)量評(píng)價(jià)表明，二開(kāi)井段(1 399.60～2 679.00 m)和三開(kāi)井段(2 679.00～4 378.00 m)的第一、二膠結(jié)面質(zhì)量均為優(yōu)。3 061.00～4 378.00 m井段的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖鉆遇率為100%。可以看出，該井完井井眼質(zhì)量較好，不僅能夠滿足工程質(zhì)量要求，也滿足地質(zhì)質(zhì)量要求。

4認(rèn)識(shí)與建議

1) 隆頁(yè)1HF井鉆井過(guò)程中通過(guò)對(duì)井身結(jié)構(gòu)、鉆頭、鉆具組合進(jìn)行優(yōu)化或優(yōu)選，并應(yīng)用了近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、油基鉆井液體系等，有效提高了機(jī)械鉆速、縮短了鉆井周期，可以在相鄰區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井鉆井中推廣應(yīng)用。

2) 導(dǎo)眼井的施工為隆頁(yè)1HF井側(cè)鉆施工的安全、快速實(shí)施發(fā)揮了重要借鑒作用。建議先期進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，充分利用導(dǎo)眼井地層造斜趨勢(shì)有意識(shí)地控制井斜角和方位角，為側(cè)鉆水平井(大斜度井)做好充分準(zhǔn)備。

3) 采用雙凝雙密度水泥漿、樹(shù)脂旋流穩(wěn)定器等特色固井技術(shù)保證了頂替效率和套管的居中度，固井過(guò)程中未發(fā)生漏失，水泥漿正常返至地面，固井質(zhì)量較好。

4) 確定頁(yè)巖氣井目的層段的鉆井液密度是大斜度井段或水平段安全鉆進(jìn)的關(guān)鍵。合理的鉆井液密度不僅能夠有效降低漏失發(fā)生的概率，同時(shí)還能夠在一定程度上提高機(jī)械鉆速。建議在未鉆導(dǎo)眼井的情況下進(jìn)一步加強(qiáng)頁(yè)巖層水平井鉆井液密度窗口的理論研究，給鉆井設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工提供理論指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

References

[1]張錦宏.彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2013,41(5):9-15.

ZHANG Jinhong.Key drilling & completion techniques for shale gas horizontal wells in Pengshui Block[J].Petroleum Drilling Techniques,2013,41(5):9-15.

[2]閆聯(lián)國(guó),周玉倉(cāng).彭頁(yè)HF-1頁(yè)巖氣井水平段固井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2012,40(4):47-51.

YAN Lianguo，ZHOU Yucang.Horizontal well cementing technology of shale gas Well Pengye HF-1[J].Petroleum Drilling Techniques,2012,40(4):47-51.

[3]楊力.彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井防漏堵漏技術(shù)探討[J].石油鉆探技術(shù)，2013，41(5)：16-20.

YANG Li.Leak prevention and plugging techniques for shale gas horizontal wells in Pengshui Block[J].Petroleum Drilling Techniques，2013，41(5)：16-20.

[4]姜政華，童勝寶，丁錦鶴.彭頁(yè)HF-1頁(yè)巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2012,40(3)：28-31.

JIANG Zhenghua，TONG Shengbao，DING Jinhe.Key technologies adopted for shale gas horizontal Well Pengye HF-1[J].Petroleum Drilling Techniques，2012，40(3)：28-31.

[5]夏海幫,袁航,岑濤.彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣生產(chǎn)井排采方式研究與應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù),2014,42(4):21-26.

XIA Haibang,YUAN Hang,CEN Tao.Study and application of drainage methods for shale gas wells in Pengshui Block[J].Petroleum Drilling Techniques,2014,42(4):21-26.

[6]陳作，曹紅軍.水平井造斜段待鉆井眼軌跡設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，1998，18(4)：52-54.

CHEN Zuo，CAO Hongjun.The design and application of horizontal deflection section of horizontal well[J].Natural Gas Industry，1998，18(4)：52-54.

[7]祁宏軍，閆振來(lái)，唐志軍，等.金平1 井長(zhǎng)水平段水平井的設(shè)計(jì)與施工[J].中外能源，2010，15(2)：56-57.

QI Hongjun，YAN Zhenlai，TANG Zhijun，et al.The operation of Jinping 1 Well’s long horizontal section[J].Sino-Global Energy，2010，15(2)：56-57.

[8]何龍，胡大梁，朱弘.丁頁(yè)2HF頁(yè)巖氣水平井鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2014，42(4)：125-130.

HE Long，HU Daliang，ZHU Hong.Drilling technologies for shale gas horizontal Well Dingye 2HF[J].Petroleum Drilling Techniques，2014，42(4)：125-130.

[9]唐嘉貴.川南探區(qū)頁(yè)巖氣水平井鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2014，42(5)：47-51.TANG Jiagui.Discussion on shale gas horizontal drilling technology in Southern Sichuan[J].Petroleum Drilling Techniques，2014，42(5)：47-51.

[10]馬慶濤，葛鵬飛，王曉宇，等.涪頁(yè)HF-1頁(yè)巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油機(jī)械，2013，41(8)：107-110.

MA Qingtao，GE Pengfei，WANG Xiaoyu，et al.Key technology of shale gas horizontal drilling in Well HF-1 of Fuye[J].China Petroleum Machinery，2013，41(8)：107-110.

[11]牛新明.涪陵頁(yè)巖氣田鉆井技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策[J].石油鉆探技術(shù),2014,42(4):1-6.

NIU Xinming.Drilling technology challenges and resolutions in Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques,2014,42(4):1-6.

[12]艾軍,張金成,臧艷彬,等.涪陵頁(yè)巖氣田鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2014,42(5):9-15.

AI Jun,ZHANG Jincheng,ZANG Yanbin,et al.The key drilling technologies in Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques,2014,42(5):9-15.

[13]梁玉平,王建波.涪陵區(qū)塊12-4X頁(yè)巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油機(jī)械,2014,42(8):57-61.

LIANG Yuping，WANG Jianbo.Key drilling technologies for horizontal shale gas Well 12-4X in Fuling Block[J].China Petroleum Machinery,2014,42(8):57-61.

[14]馮大鵬，崔璟，童勝寶.彭水頁(yè)巖氣水平井固井工藝技術(shù)[J].鉆采工藝，2014，37(6)：21-23.

FENG Dapeng，CUI Jing，TONG Shengbao.Cementing technologies for horizontal wells in Pengshui Shale Gas Field[J].Drilling & Production Technology，2014，37(6)：21-23.

[15]李雄，王顯光，林永學(xué)，等.彭頁(yè)2HF井油基鉆井液技術(shù)[J].鉆采工藝，2015，38(1)：40-43.

LI Xiong，WANG Xianguang，LIN Yongxue，et al.Oil base drilling fluid technologies for Pengye 2HF Well[J].Drilling & Production Technology，2015，38(1)：40-43.

[16]何振奎.泌頁(yè)HF1井油基鉆井液技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2012，40(4)：32-37.

HE Zhenkui.Oil base drilling fluid technology applied in Well Biye HF 1[J].Petroleum Drilling Techniques，2012，40(4)：32-37.

[17]李培超，李培倫，曹麗杰.斜井坍塌壓力計(jì)算公式的理論研究[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，24(1)：1-4.

LI Peichao，LI Peilun，CAO Lijie.Theoretical study on collapse pressure calculating equation of deviated wellbore[J].Journal of Shanghai University of Engineering Science，2010，24(1)：1-4.

[18]齊從麗,周成華.油基鉆井液在百色油田的應(yīng)用[J].斷塊油氣田,2014,21(6):806-808.

QI Congli,ZHOU Chenghua.Application of oil-based drilling fluid in Baise Oilfield[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2014,21(6):806-808.

[19]袁明進(jìn)，王彥祺.彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井鉆井技術(shù)方案優(yōu)化探討[J].鉆采工藝，2015，38(5)：28-31.

YUAN Mingjin，WANG Yanqi.Optimization of drilling technologies used for shale gas horizontal well in Pengshui Block[J].Drilling & Production Technology，2015，38(5)：28-31.

[20]孫坤忠，陶謙，周仕明，等.丁山區(qū)塊深層頁(yè)巖氣水平井固井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(3)：55-60.

SUN Kunzhong，TAO Qian，ZHOU Shiming，et al.Cementing technology for deep shale gas horizontal well in the Dingshan Block[J].Petroleum Drilling Techniques，2015，43(3)：55-60.

[21]趙常青，譚賓，曾凡坤，等.長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣示范區(qū)水平井固井技術(shù)[J].斷塊油氣田，2014，21(2)：256-258.

ZHAO Changqing，TAN Bin，ZENG Fankun，et al.Cementing technology of horizontal well in Changning-Weiyuan shale gas reservoir[J].Fault-Block Oil & Gas Field，2014，21(2)：256-258.

[編輯滕春鳴]

Key Drilling Technologies for Shale Gas Well Longye 1HF

LONG Zhiping，WANG Yanqi，ZHOU Yucang

(PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstitution，SinopecEastChinaCompany,Nanjing,Jiangsu,210031,China)

Abstract:Well Longye 1HF is a shale gas wildcat well in the Pengshui block and its formations are characterized by well-developed fractures and pores, large dip angles and poor drillability, so the following technical difficulties tended to occur during its drilling, e.g. leakage, deflection, shale collapse and low ROP (rate of penetration). After the well trajectory, bits and drilling assembly were optimized, the drilling was performed safely and quickly by applying comprehensively near-bit geosteering drilling technique, oil-based drilling fluid and double coagulation-double density cement slurry. It was shown in Well Longye 1HF that no serious leakage occured in the whole well interval and its ROP at highly deviated well interval was 32% higher than those of the shale gas wells in its adjacent area. And furthermore, its reservoir penetrating ratio was up to 100%, drilling cycle was shortened by 25.68% and cementing quality was good. Based on these key drilling technologies adopted in this well, the development cost of shale gas in Pengshui Block could be reduced further.

Key words:shale gas well；high angle well；casing program；hole trajectory；drilling fluid density；Well Longye 1HF

中圖分類號(hào)：TE242

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0890(2016)02-0016-06

doi:10.11911/syztjs.201602003

基金項(xiàng)目：中國(guó)石化科技攻關(guān)項(xiàng)目“彭水區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井高效鉆井技術(shù)研究”(編號(hào)：P13025)部分研究?jī)?nèi)容。

作者簡(jiǎn)介：龍志平(1986—)，男，江西廣昌人，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè)，助理研究員，主要從事非常規(guī)油氣鉆井工程工藝技術(shù)研究工作。E-mail：longzphaha@126.com。

收稿日期：2015-11-15；改回日期：2016-01-18。