李 彬， 付建紅， 秦富兵， 唐一元

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(西南石油大學(xué))，四川成都 610500；2.中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，四川成都 610051)

威遠區(qū)塊頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)

李 彬1， 付建紅1， 秦富兵2， 唐一元2

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(西南石油大學(xué))，四川成都 610500；2.中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，四川成都 610051)

威遠區(qū)塊地表為低山丘陵地貌，交通運輸不便，增加了鉆井成本，且鉆井平臺周圍有居民散居，導(dǎo)致井場建設(shè)和鉆井過程中在健康、安全和環(huán)保方面面臨巨大挑戰(zhàn)。為此，針對威遠區(qū)塊的地貌特征及該區(qū)塊的頁巖氣開發(fā)特點，開展了山地“井工廠”井網(wǎng)部署和井眼軌道設(shè)計、井眼軌跡控制、叢式井組防碰設(shè)計、TI-350T全液壓深井智能鉆機應(yīng)用和“井工廠”鉆井作業(yè)流程設(shè)計等方面的研究，形成了高效的頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)。該鉆井技術(shù)在威204H11平臺進行了應(yīng)用，平均機械鉆速達到7.13 m/h，鉆機井間運移僅需2.0 h，鉆井液利用率達到80%以上，大大減少了非鉆井作業(yè)時間、降低了鉆井成本。應(yīng)用表明，該“井工廠”鉆井技術(shù)可為國內(nèi)其他類似頁巖氣區(qū)塊的高效開發(fā)提供借鑒。

頁巖氣；山地；井工廠鉆井；智能鉆機；威遠區(qū)塊

威遠區(qū)塊位于四川長寧-威遠國家級頁巖氣示范區(qū)內(nèi)，目前已實現(xiàn)規(guī)模化、效益化開發(fā)，且開發(fā)前景良好。但該區(qū)塊地表的地貌以低山、丘陵為主，交通運輸不便，井場建設(shè)成本高；鉆井平臺周圍往往有居民雜居，鉆井過程中在健康、安全和環(huán)保等方面面臨巨大挑戰(zhàn)。而目前，國內(nèi)頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)雖然已取得很大進步，但仍然存在以下問題：1)水平井采用三維井眼軌道設(shè)計，鉆井過程中鉆柱摩阻、扭矩大，井眼軌跡控制工作量大、成本高[1-4]；2)缺少適合于頁巖氣“井工廠”鉆井的鉆機和相關(guān)配套設(shè)備[5-6]；3)鉆井未完全實現(xiàn)連續(xù)的流水線作業(yè)模式，鉆井過程中使用油基鉆井液存在綜合成本高等問題[7-9]。針對以上問題，筆者借鑒美國Marcellus頁巖氣田和國內(nèi)頁巖氣田的開發(fā)經(jīng)驗和研究成果[10-13]，通過“井工廠”布井方案設(shè)計、水平井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計、叢式井組防碰設(shè)計、智能鉆機的應(yīng)用、鉆井作業(yè)流程優(yōu)化和高性能水基鉆井液應(yīng)用，對威遠區(qū)塊頁巖氣開發(fā)進行了整體部署與工程設(shè)計優(yōu)化，形成了適合該區(qū)塊的頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)，并在威204H11鉆井平臺進行了應(yīng)用?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，平均機械鉆速和鉆井液回收利用率有了很大提高，建井成本大幅降低，實現(xiàn)了“當(dāng)年開發(fā)當(dāng)年見產(chǎn)能”的目標。

1 “井工廠”布井方案

1.1開發(fā)井網(wǎng)

目前，威遠區(qū)塊頁巖氣“井工廠”布井模式基本相同，平臺間采用交叉布井模式，平臺各井采用“米”字形布井模式。以威204井區(qū)為例，其龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖埋深較深，厚度為50.60m，地層傾角為1.0°，最大水平主應(yīng)力方向為東西向，儲層中裂縫主要發(fā)育在龍馬溪組底部層段，近似于最小主應(yīng)力方向。分析巖石力學(xué)參數(shù)和地應(yīng)力參數(shù)可知，當(dāng)水平段方位與最小水平主應(yīng)力方向的夾角約為40.0°時，地層坍塌壓力最小，井壁最穩(wěn)定。因此，為了盡可能動用威204井區(qū)儲量，利用天然裂縫擴大泄氣面積，綜合考慮多級水力壓裂的改造需求和水平井段的防塌要求，設(shè)計水平段方位與最小主應(yīng)力方向、裂縫方向的夾角為30.0°～40.0°。設(shè)計4個鉆井平臺，采用交叉布井模式，布置22口水平井，每個鉆井平臺按“米”字形布井，水平段長度為1500.00和1800.00m，水平段間距為400.00m，水平段垂深均在3500.00m左右。設(shè)計的威204井區(qū)的開發(fā)井網(wǎng)如圖1所示(圖1中，威204井1、威204H4、威204H5和威204H11為鉆井平臺編號，1#，2#，…，6#為布置在威204H11鉆井平臺的6口水平井的編號)。

1.2井場布置

受地面條件的限制，威遠區(qū)塊井場建設(shè)及材料運輸比較困難，成本較高。為了降低頁巖氣開發(fā)成本，要盡可能地在一個鉆井平臺多鉆井，“井工廠”井場布置就是要在滿足工程需要的前提下減小井場面積。威204H11鉆井平臺長120.00m，寬80.00m，平臺布置2排井，每排3口井，井間距為5.00m。該鉆井平臺應(yīng)用的智能鉆機系統(tǒng)高度集成，簡潔、體積小，井排間距可縮小至30.59m，這樣可以在一個鉆井平臺完成6口井，可極大地降低征地費用和井場建設(shè)費用；另外，每排井之間的井口間距小，可以實現(xiàn)鉆機的快速運移與搬遷，縮短建井周期。

圖1 威204井區(qū)開發(fā)井網(wǎng)示意Fig.1 Development wells in the W204 Block

2 井眼軌道優(yōu)化和軌跡控制

威遠區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井面臨著井眼軌跡控制難度大、鄰井碰撞風(fēng)險高、工具面調(diào)整困難、鉆柱摩阻扭矩大和定向鉆進效果差等難題，因此，需要采用優(yōu)化、安全、高效的井眼軌道設(shè)計與井眼軌跡控制方法，確定合理的井身剖面參數(shù)。

2.1井眼軌道設(shè)計

威遠區(qū)塊頁巖氣水平井采用了雙二維井眼軌道設(shè)計(井眼軌道剖面見圖2)，具有以下優(yōu)點[14]：1)在垂直剖面1內(nèi)淺層地層造斜，預(yù)增斜處理，增大降斜后直井段與鄰井的間距，從而降低相鄰井相碰的風(fēng)險；2)雙二維井眼軌道在垂直剖面1和2內(nèi)方位都不發(fā)生改變，可降低彎外殼螺桿鉆具軌跡控制難度；3)雙二維井眼軌道在降斜后進入垂直剖面2，直接在易鉆的龍馬溪組地層調(diào)整方位增斜，可避免常規(guī)三維水平井扭方位的作業(yè)，進一步降低軌跡控制難度并且增大水平井與儲層的接觸面積。另外，研究表明，雙二維水平井在相同工況下與常規(guī)三維水平井相比鉆柱所受摩阻扭矩更小，有利于傳遞鉆壓和井眼軌跡控制，水平段延伸長度更長。

圖2 雙二維井眼軌道剖面Fig.2 Trajectory of the dual 2D wellbore

威遠區(qū)塊頁巖氣水平井在采用雙二維井眼軌道設(shè)計的同時，綜合考慮平臺井位布局情況，并為滿足 地質(zhì)靶區(qū)要求和降低正鉆井與平臺后續(xù)開鉆井的碰撞風(fēng)險，在鉆進第一直井段后開始增斜鉆進，增斜至設(shè)計井斜角后穩(wěn)斜鉆進一定長度，后降斜鉆至井斜角接近0°，此前鉆進一直在垂直剖面1內(nèi)，進入龍馬溪組地層后，調(diào)整方位角定向增斜進入垂直剖面2，然后中靶并穩(wěn)斜鉆完水平段，從而得到“直—增—穩(wěn)—降—增—平”剖面。如威遠區(qū)塊的H2井，其雙二維井眼軌道的設(shè)計數(shù)據(jù)見表1。該井在網(wǎng)格方位角為270.0°的垂直剖面內(nèi)完成“直—增—穩(wěn)—降”，井段后經(jīng)過調(diào)整在網(wǎng)格方位角為315.0°的垂直剖面內(nèi)增斜中靶，并完成水平段鉆進。

表1 威遠區(qū)塊H2井雙二維井眼軌道設(shè)計數(shù)據(jù)Table 1 Design parameters for 2D dual-well trajectory of Well H2 in the Weiyuan Block

2.2井眼軌跡控制

威遠區(qū)塊頁巖氣井在進行雙二維井眼軌道設(shè)計時，增斜段的最大造斜率在6.85°/30m左右，常規(guī)彎外殼螺桿鉆具即可滿足造斜率要求，并且成本較低。而要保證水平段有足夠高的頁巖氣儲層鉆遇率，就需要在增斜段采用彎外殼螺桿鉆具、在水平段采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向配合隨鉆伽馬來進行井眼軌跡的精確控制，以提高鉆遇率。以H2井為例說明威遠區(qū)塊頁巖氣水平井的井眼軌跡控制效果，該井井斜角和井眼曲率隨井深的變化如圖3所示。

圖3 威遠區(qū)塊H2井井斜角和井眼曲率隨井深的變化Fig.3 Changes of well inclinations and curvatures with depths of Well H2 in Weiyuan Block

從圖3可以看出，H2井從井深70.00m左右開始造斜，造斜率在2.0°/30m以內(nèi)，到井深400.00m左右完成初段造斜，井斜角6.0°左右。調(diào)整井段井眼曲率穩(wěn)定，井眼軌跡控制良好。第二增斜段為3200.00～3700.00m，井斜角變化穩(wěn)定，井眼曲率基本處于(4.5°～8.0°)/30m內(nèi)，說明彎外殼螺桿在H2井井眼軌跡控制中起到了良好的作用。另外，通過分析錄井資料和測井資料，該井水平段儲層鉆遇率達到100%，表明旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向配合隨鉆伽馬在頁巖氣儲層水平段鉆進過程中起到了很好的井眼軌跡控制的作用。

2.3叢式井組井眼防碰措施

威遠區(qū)塊頁巖氣開發(fā)井網(wǎng)采用相鄰平臺交叉布井模式(見圖1)，該布井模式在考慮同一平臺上部井眼防碰的同時，要兼顧相鄰平臺交叉大斜度井眼的防碰，因此工程設(shè)計時要使井筒盡快分離，增大分離系數(shù)。采用雙二維井眼軌道設(shè)計方法，淺層地層預(yù)增斜防碰，并優(yōu)化靶前距與閉合方位角，在滿足造斜要求、減小鉆柱摩阻扭矩和充分動用儲量的前提下，盡量增大分離系數(shù)來防碰。

同一平臺叢式水平井組的防碰措施為：1)各排第一口井二開前應(yīng)實測井口坐標及海拔高度，并及時校正相關(guān)數(shù)據(jù)；2)提前在表層進行預(yù)增斜作業(yè)，并確定井口與地下目標的對應(yīng)關(guān)系，避免預(yù)增斜時定錯方向；3)在選擇預(yù)增斜造斜點時應(yīng)適當(dāng)錯開造斜點位置；4)優(yōu)化鉆具組合，直井段采用“MWD+螺桿+PDC鉆頭”鉆具組合，防斜打快，加強井眼軌跡防碰掃描和監(jiān)測，盡量將直井段打直。

相鄰平臺叢式井組的防碰措施：1)優(yōu)選造斜點深度，避免在進入入靶點之前相碰；2)上部井段視相鄰井實鉆井眼軌跡情況進行定向繞障，為叢式井組安全鉆進創(chuàng)造條件；3)加強井眼軌跡監(jiān)測和防碰掃描，若井間距小于4.00m或分離系數(shù)小于2.0，應(yīng)進行防碰繞障作業(yè)。

3 TI-350T全液壓深井智能鉆機

“井工廠”鉆井技術(shù)要求鉆機具有高效搬遷運移、自動化程度高及結(jié)構(gòu)模塊性強等特點,因此，為了滿足威遠區(qū)塊頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)的需要，同時考慮到威遠區(qū)塊的山地特點以及井場周圍居民散居的實際情況，引進了國外TI-350T全液壓深井智能鉆機(簡稱TI-350T智能鉆機)。與普通鉆機相比，該鉆機的整個系統(tǒng)更加簡潔和高度集成，占地面積更小，控制更加精準。該鉆機主要有以下特點：

1) 全液壓智能精確控制，高度自動化、高效，且操作安全。具體表現(xiàn)在：雙立柱井架采用電控液的精確控制模式，操作平穩(wěn)可靠，可節(jié)約能源、降低噪聲；游動液缸可吸收沖擊，減少鉆井作業(yè)時震擊對頂驅(qū)等設(shè)備的損壞，并可滿足超負荷處理井下故障的需求；安裝有自動鉆井模式，設(shè)置參數(shù)后可自動鉆進，可實現(xiàn)“無人接管”的全自動操控，從而減少配備人員數(shù)量；管柱處理器的使用可快速、安全、高效地接單根，接單根時間約為2min，與國內(nèi)常規(guī)鉆機相比，起下鉆效率提高15%～25%。

2) 步進式鉆機，整體運移快。具體表現(xiàn)在：通過液壓導(dǎo)軌式平移裝置、可移動式貓道和電纜絞盤等設(shè)備，根據(jù)叢式井組作業(yè)需求，可實現(xiàn)x軸、y軸雙向移動，移動速度5.00m/h；液壓鉆機的所有軟管和電纜都配備了24.0m延長管線，延長管線存放在一個單獨集裝箱內(nèi)，移動鉆機主體時不需要移動外圍輔助設(shè)備；電機控制中心、鉆井泵、發(fā)電機和固控系統(tǒng)相應(yīng)配備了15.0m延長電纜和管線，不需要移動。

TI-350T智能鉆機在威204H11平臺井口間整體運移最少只需2.0h，大大減少了非鉆井時間。

4 “井工廠”鉆井作業(yè)流程

根據(jù)“鉆遇地層、井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡相似，鉆井液體系相同”的基本原則，結(jié)合威遠區(qū)塊的地質(zhì)特征及開發(fā)需要，采用流水線的“井工廠”鉆井作業(yè)流程。以威204H11鉆井平臺為例，該平臺內(nèi)部署2排共6口雙二維水平井，設(shè)計用雙鉆機鉆井方式，北半支井采用TI-350T智能鉆機(鉆深能力為6000m)，開鉆順序為3#、2#和1#井；南半支井采用ZJ70鉆機，并配備頂部驅(qū)動裝置，開鉆順序為6#、5#和4#井。6口井可實現(xiàn)批量鉆井完井，依次打開地層再固井，并且各開次鉆井液都可以循環(huán)回收使用，采用高性能防塌水基鉆井液鉆進儲層(龍馬溪組地層)，實現(xiàn)“儲層專打”，其鉆機移動順序如圖4所示(圖4中，紅圈內(nèi)為井號)。

一開井段：φ660.4mm井眼采用鐘擺鉆具組合和聚合物無固相鉆井液鉆進，下入φ508.0mm導(dǎo)管至沙溪廟組地層，接著依次固井。

二開井段：φ444.5mm井眼采用“PDC鉆頭+螺桿鉆具+MWD”的鉆具組合和KCl-聚合物鉆井液，下入φ339.7mm套管至須家河組地層頂部，接著依次固井，KCl-聚合物鉆井液可循環(huán)回收使用。

三開井段：φ311.1mm井眼采用“PDC鉆頭+螺桿鉆具+MWD”的鉆具組合，在須2段以淺地層用KCl-聚合物鉆井液，須2段以深地層用鉀胺基-聚磺鉆井液，下入φ244.5mm套管至棲霞組地層頂部，接著依次固井。

四開井段：φ215.9mm井眼采用“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合+地質(zhì)導(dǎo)向工具”和高性能防塌水基鉆井液鉆進，實現(xiàn)儲層鉆遇率95%以上、井眼軌跡平滑的儲層專打目標，鉆至完鉆井深后下入φ139.7mm套管，固井并射孔完井。

圖4 威204H11鉆井平臺“井工廠”鉆井作業(yè)流程Fig.4 Work flow for batch drilling operations in Pad W204H11

一開、二開和三開井段依次鉆開地層并固井后，四開儲層段單獨鉆開，這樣設(shè)計有利于充分認識地層條件、提高機械鉆速，還可以加強每一開次鉆井液的回收和重復(fù)利用。統(tǒng)計表明，采用流水線的“井工廠”鉆井作業(yè)流程后，威204H11鉆井平臺鉆井液的回收利用率達到80%以上，大幅降低了鉆井成本。另外，整個鉆井過程中全部使用水基鉆井液，尤其是四開井段是國內(nèi)首次采用高性能防塌水基鉆井液鉆開頁巖氣層，與使用油基鉆井液相比，進一步降低了鉆井成本并減小了對環(huán)境的污染[15]，提高了水平段固井質(zhì)量，有利于后期的壓裂改造[16]。

5 應(yīng)用效果分析

威204H11鉆井平臺的6口井采用“井工廠”鉆井技術(shù)于2015年開鉆，TI-350T智能鉆機和ZJ70鉆機同時鉆進，各開次鉆井液均回收循環(huán)利用。其中，四開井段采用高性能水基防塌鉆井液鉆開龍馬溪組頁巖氣儲層，鉆進過程中該鉆井液的抑制性和潤滑性同油基鉆井液相當(dāng)[15]，井眼穩(wěn)定，機械鉆速最高達到了7.17m/h，實現(xiàn)了快速、環(huán)保、安全和高效的目的。表2為威204H11平臺2口井與相鄰平臺某井的鉆井技術(shù)指標對比情況。

表2 威204H11平臺與相鄰平臺鉆井技術(shù)指標對比Table2 Technical performances of drilling operations in Pad W204H11 and adjacent pads

從表2可以看出：1)采用“井工廠”鉆井技術(shù)的單井鉆井周期比常規(guī)鉆井縮短了14.5%；2)采用TI-350T智能鉆機后平均機械鉆速達到7.13 m/h，與采用普通鉆機(ZJ70鉆機)相比提高了9.9%，并且四開水平段提速明顯，為儲層段安全鉆進以及后續(xù)完井施工創(chuàng)造了條件；3)采用TI-350T智能鉆機鉆井周期最短為55.09 d，比采用常規(guī)鉆機鉆井周期縮短約30%，極大地減少了非鉆井作業(yè)時間，降低了鉆井成本，提高了鉆井效率，為實現(xiàn)“當(dāng)年開發(fā)當(dāng)年見產(chǎn)能”的目標提供了技術(shù)支持。

6 結(jié)論與建議

1) 研究形成了適用于威遠區(qū)塊的TI-350T智能鉆機“井工廠”鉆井技術(shù)，達到了快速開發(fā)頁巖氣的目的，優(yōu)化形成的“井工廠”鉆井作業(yè)流程有利于鉆井液的回收重復(fù)利用，減小環(huán)境污染、降低鉆井成本，為國內(nèi)其他類似頁巖氣區(qū)塊的高效開發(fā)提供了借鑒。

2) 合理的井場布置和叢式水平井鉆井設(shè)計可以減少土地征用、縮短鉆井平臺搬遷時間，降低建井成本。采用雙二維水平井設(shè)計可以降低摩阻扭矩和井間相碰風(fēng)險，有利于“井工廠”鉆井技術(shù)的實施。

3) 建議參考TI-350T智能鉆機，為國產(chǎn)鉆機配備鉆機運移裝置、管柱處理系統(tǒng)和鐵鉆工等自動化程度高的鉆井技術(shù)設(shè)備，以實現(xiàn)高效接單根和井間快速搬遷，減少非鉆井作業(yè)時間。

References

[1] POEDJONO B,PHILLIPS W J,LOMBARDO G J.Anti-collision risk management standard for well placement[R].SPE 121040,2009.

[2] POEDJONO B,ZABALDANO J P,SHEVCHENKO I,et al.Case studies in the application of pad design drilling in the marcellus shale[R].SPE 139045,2010.

[3] 梁奇敏，何俊才，董文濤，等.“井工廠”作業(yè)時直井段防碰設(shè)計與控制探討[J].石油鉆采工藝，2016，38(3)：302-306.

LIANG Qimin,HE Juncai,DONG Wentao,et al.Anti-collision design and control of vertical section in“well plant”mode[J].Oil Drilling & Production Technology,2016,38(3):302-306.

[4] 王萬慶，石仲元，付仟騫.G0-7三維水平井井組工廠化鉆井工藝[J].石油鉆采工藝,2015,37(2):27-31.

WANG Wanqing,SHI Zhongyuan,FU Qianqian.Factory drilling technology for G0-7 3D horizontal well group[J].OIL Drilling & Production Technology,2015,37(2):27-31.

[5] 徐軍，高迅，陳文征，等.鉆機步進式移運裝置的研制與應(yīng)用[J].石油機械，2015，43(8)：37-40.

XU Jun,GAO Xun,CHEN Wenzheng,et al.Development and application of drilling rig walking system[J].China Petroleum Machinery,2015,43(8):37-40.

[6] 陳新龍，徐軍，高迅，等.涪陵頁巖氣開發(fā)“井工廠”鉆機現(xiàn)狀及發(fā)展[J].石油機械，2015，43(9)：32-36.

CHEN Xinlong,XU Jun,GAO Xun,et al.Status and prospect of multi-well pad drilling rig for shale gas development in fuling[J].China Petroleum Machinery,2015,43(9):32-36.

[7] 艾軍，張金成，臧艷彬，等.涪陵頁巖氣田鉆井關(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.

[8] 周賢海，臧艷彬.涪陵地區(qū)頁巖氣山地“井工廠”鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(3)：45-49.

ZHOU Xianhai,ZANG Yanbin.Application of“well factory” drilling technology in the Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques,2015,43(3):45-49.

[9] 張金成，艾軍，臧艷彬，等.涪陵頁巖氣田“井工廠”技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2016，44(3)：9-15.

ZHANG Jincheng,AI Jun,ZANG Yanbin,et al.Multi-well pad technology in the Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques,2016,44(3):9-15.

[10] BELVALKAR R,OYEWOLE S.Development of Marcellus Shale in Pennsylvania[R].SPE 134852，2010.

[11] MANDA A K,HEATH J L,KLEIN W A,et al.Evolution of multi-well pad development and influence of well pads on environmental violations and wastewater volumes in the Marcellus shale (USA)[J].Journal of Environmental Management,2014,142:36-45.

[12] 陳平，劉陽，馬天壽.頁巖氣“井工廠”鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].石油鉆探技術(shù)，2014，42(3)：1-7.

CHEN Ping,LIU Yang,MA Tianshou.Status and prospect of multi-well pad drilling technology in shale gas[J].Petroleum Drilling Techniques,2014,42(3):1-7.

[13] 張金成，孫連忠，王甲昌，等.“井工廠”技術(shù)在我國非常規(guī)油氣開發(fā)中的應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2014，42(1)：20-25.

ZHANG Jincheng,SUN Lianzhong,WANG Jiachang,et al.Application of multi-well pad in unconventional oil and gas development in China[J].Petroleum Drilling Techniques,2014,42(1):20-25.

[14] 劉茂森，付建紅，白璟.頁巖氣雙二維水平井軌跡優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用[J].特種油氣藏，2016，23(2)：147-150.

LIU Maosen,FU Jianhong,BAI Jing.Optimal design and application of two dimensional horizontal well trajectory for shale gas[J].Special Oil & Gas Reservoirs,2016,23(2):147-150.

[15] 劉斌.威遠頁巖氣水基鉆井液研究與應(yīng)用[D].大慶：東北石油大學(xué)，2016.

LIU Bin.The research and application of water-based drilling fluid for shale gas in Weiyuan[D].Daqing:Northeast Petroleum University,2016.

[16] 彭碧強，周峰，李茂森，等.用于頁巖氣水平井的防塌水基鉆井液體系的優(yōu)選與評價：以長寧-威遠國家級頁巖氣示范區(qū)為例[J].天然氣工業(yè)，2017，37(3)：89-94.

PENG Biqiang,ZHOU Feng,LI Maosen,et al.Optimization and evaluation of anti-collapse water-based drilling fluids for shale gas horizontal wells:a case study of the Changning-Weiyuan National Shale Gas Demonstration Area[J].Natural Gas Industry,2017,37(3):89-94.

[編輯 令文學(xué)]

WellPadDrillingTechnologyintheWeiyuanShaleGasBlock

LIBin1,FUJianhong1,QINFubing2,TANGYiyuan2

(StateKeyLaboratoryofOil&GasReservoirGeologyandExploitation(SouthwestPetroleumUniversity),Chengdu,Sichuan，610500,China;CNPCChuanqingDrillingEngineeringCo.Ltd.,Chengdu,Sichuan，610051,China)

Due to its mountainous topography,the Weiyuan Shale Gas Block suffers from unfavorable transportation conditions and high costs for drilling operations.Drilling operations in the sparsely populated area face significant challenges in logistics,health,safety and environmental protection.To cope with specific features in topography and shale gas development in the Weiyuan Block,research well pattern design in mountainous regions,well trajectory design,trajectory control,collision-proof cluster wells and application of the TI-350T hydraulic smart rig were conducted to establish the “well pad” drilling processes for high-efficiency development of shale gas.Applications of the drilling mode in Pad W204H11 reached the technical index:an average ROP of 7.13 m/h,inter-well mobilization time of 2.0 h and drilling fluid utilization rates over 80%.It can be seen that application of the technique can effectively minimize down time and cut drilling cost.Research results show the “well pad” drilling mode in mountainous regions may provide guides and form an example for high-efficiency development of shale gas in similar blocks in China.

shale gas;mountainous region;well pad;drilling;smart rig;Weiyuan Block

TE249

A

1001-0890(2017)05-0013-06

10.11911/syztjs.201705003

2017-04-21；改回日期2017-08-19。

李彬(1991—)，男，河南南陽人，2015年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，油氣井工程專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事特殊結(jié)構(gòu)井鉆井工藝方面的研究。E-mail：15982482912@163.com。

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973”計劃)項目“頁巖氣水平井井眼軌跡優(yōu)化設(shè)計與地質(zhì)導(dǎo)向理論研究”(編號：2013CB228003)、四川省科技支撐計劃項目“頁巖氣鉆完井工程技術(shù)研究”(編號：2015SZ0003)部分研究內(nèi)容。