趙志國(guó)， 白彬珍， 何世明， 劉 彪

(1.西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川成都 610500；2.中國(guó)石化西北油田分公司工程技術(shù)管理部，新疆烏魯木齊 830011；3.中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101;4.中國(guó)石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊 830011)

自順北1-1H井實(shí)現(xiàn)油氣突破后，順北油田成為中國(guó)石化西部資源戰(zhàn)略接替的重要陣地。順北油田位于塔里木盆地，油層埋藏深、復(fù)雜地層多，因?yàn)閷?duì)復(fù)雜地層井漏、井壁失穩(wěn)機(jī)理不明確，引發(fā)諸多工程技術(shù)難題，導(dǎo)致技術(shù)措施針對(duì)性較差，井下故障處理周期長(zhǎng)，大大影響了油田高效勘探開發(fā)的順利進(jìn)行[1]。由于區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)不清，順北1井將弱承壓的泥盆系、志留系與高坍塌應(yīng)力的桑塔木組輝綠巖侵入體同開次揭開，導(dǎo)致裸眼段上漏下塌，被迫采用備用方案對(duì)輝綠巖專打?qū)７狻ｍ槺?-1H井二疊系地層裂縫發(fā)育特征認(rèn)識(shí)不到位，漏失鉆井液2 876.0 m3，進(jìn)行了27次堵漏作業(yè)，耗時(shí)39.8 d[2]。

筆者在進(jìn)行地層壓力剖面分析、井漏與井壁失穩(wěn)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，開展了鉆井技術(shù)攻關(guān)研究，形成了以井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、防漏堵漏與井壁穩(wěn)定技術(shù)、復(fù)雜地層安全鉆進(jìn)技術(shù)和超深小井眼定向技術(shù)為核心的順北油田超深井優(yōu)快鉆井技術(shù)，并在5口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了較好的效果。

1 主要鉆井難點(diǎn)

1.1 地質(zhì)和工程必封點(diǎn)多，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大

順北油田儲(chǔ)層埋深超過(guò)7 500.00 m，地質(zhì)層序完整[2]，復(fù)雜地層多，主要表現(xiàn)在：1)二疊系火成巖發(fā)育微裂縫，安全鉆井密度窗口窄，順北1井、順北1-1H井的鉆井施工結(jié)果顯示，鉆井液密度超過(guò)1.26 kg/L即發(fā)生漏失，低于1.22 kg/L則不能有效抑制火成巖掉塊；2)志留系砂泥巖發(fā)育，地層承壓能力低，順北1井曾多次采取承壓堵漏措施，但提高地層承壓能力的效果不明顯；3)桑塔木組輝綠巖侵入體坍塌應(yīng)力高，巖屑密度大(實(shí)驗(yàn)室測(cè)定為3.05 kg/L)，需較高鉆井液密度維持井壁穩(wěn)定和井眼清潔，順北1井鉆井結(jié)果顯示輝綠巖與泥盆系、志留系同開次揭開難度大。

順北油田存在二疊系火成巖、志留系弱承壓層、桑塔木組輝綠巖侵入體和目的層儲(chǔ)層保護(hù)等多個(gè)地質(zhì)和工程必封點(diǎn)，導(dǎo)致井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，順北1井實(shí)鉆采用了六級(jí)井身結(jié)構(gòu)。

1.2 復(fù)雜地層井漏、井壁失穩(wěn)嚴(yán)重

二疊系火成巖易井漏、掉塊，桑塔木組輝綠巖易掉塊，是順北油田超深井鉆井保持井眼穩(wěn)定的最大難題。

二疊系火成巖平均厚度超過(guò)400.00 m，巖性以硬脆性英安巖、凝灰?guī)r為主，內(nèi)部裂縫發(fā)育，極易漏失。鄰區(qū)金躍和躍滿地區(qū)平均單井漏失量分別為464.5和854.9 m3。順北1-1H井處理惡性井漏耗時(shí)39.8 d，導(dǎo)致火成巖及鄰近砂泥巖段在鉆井液浸泡下發(fā)生剝蝕掉塊。

桑塔木組輝綠巖侵入體硬脆性強(qiáng)，坍塌壓力高，極易發(fā)生應(yīng)力性垮塌掉塊，且掉塊硬度高、密度大，攜帶困難，對(duì)鉆頭磨損大。順北1井輝綠巖掉塊嚴(yán)重，井徑擴(kuò)大率達(dá)50.54%，鉆進(jìn)過(guò)程中扭矩波動(dòng)大，MD517HX型牙輪鉆頭純鉆時(shí)間23.3 h，劃眼耗時(shí)27.7 h，鉆進(jìn)輝綠巖29.00 m后鉆頭完全報(bào)廢，軸承燒結(jié)、鉆齒和保徑齒全部磨平，外徑由241.3 mm磨損為227.0 mm。

1.3 超深井小井眼定向配套技術(shù)難度大

順北油田超深水平井靶點(diǎn)垂深超過(guò)7 500.00 m，井溫達(dá)170 ℃，壓力達(dá)100 MPa?？紤]地層穩(wěn)定，造斜點(diǎn)多在井深7 300.00 m左右，定向段垂距短、造斜率高。

目的層采用φ120.6 mm小井眼定向鉆進(jìn)，常規(guī)國(guó)產(chǎn)高溫MWD儀器和φ95.0 mm螺桿鉆具性能不穩(wěn)定，工作壽命短；常規(guī)φ88.9 mm鉆桿柔性強(qiáng)，易發(fā)生螺旋屈曲，且受超深井排量限制，巖屑易堆積，井眼軌跡控制難度大。

目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)超深井φ120.6 mm小井眼定向鉆進(jìn)的先例，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)鉆井經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，增加了小井眼定向鉆井技術(shù)配套的難度。

2 優(yōu)快鉆井技術(shù)研究

隨著順北油田步入開發(fā)階段，油井原有六級(jí)井身結(jié)構(gòu)的鉆井周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益差；復(fù)雜地層井漏和井壁失穩(wěn)，既影響了鉆井安全，也限制了優(yōu)快鉆井的實(shí)施，急需研究相關(guān)技術(shù)措施。

2.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

順北油田原有六級(jí)井身結(jié)構(gòu)為[3]：一開，φ660.4 mm鉆頭×300.00 m，φ508.0 mm套管×300.00 m；二開，φ444.5 mm鉆頭×2 600.00 m，φ339.7 mm套管×2 598.00 m，為三開二疊系堵漏創(chuàng)造條件；三開,φ311.1 mm鉆頭×5 082.00 m，φ273.1 mm套管×5 081.00 m，封隔二疊系及以上地層；四開,φ241.3 mm鉆頭×6 895.00 m，φ193.7 mm尾管封隔輝綠巖侵入體以上地層；五開,φ165.1 mm鉆頭×7 271.00 m，φ142.8 mm尾管封隔輝綠巖至目的層頂部地層；六開,φ114.3 mm鉆頭×7 446.00 m，揭開目的層。該井身結(jié)構(gòu)對(duì)二疊系、桑塔木組輝綠巖侵入體等復(fù)雜地層單獨(dú)揭開，有利于保障井下安全，但套管層次多，鉆井周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，無(wú)法推廣應(yīng)用。

測(cè)井資料分析表明，該油田地層壓力系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：1)白堊系之上的孔隙壓力當(dāng)量密度小于1.19 kg/L，侏羅系至泥盆系小于1.25 kg/L，志留系至奧陶系恰爾巴克組小于1.20 kg/L，而目的層一間房組和鷹山組為1.08～1.16 kg/L；二疊系和志留系為地層薄弱點(diǎn)，坍塌壓力當(dāng)量密度分別為1.22～1.24和1.21～1.27 kg/L，而桑塔木組輝綠巖坍塌壓力當(dāng)量密度達(dá)1.83 kg/L；3)桑塔木組之上的泥巖地層破裂壓力當(dāng)量密度1.91～2.09 kg/L，桑塔木組之下泥巖破裂壓力當(dāng)量密度為1.98～2.03 kg/L(見(jiàn)圖1)。

圖1 順北油田三壓力剖面Fig.1 Pressure profile of the Shunbei Oilfield

從圖1可以看出，志留系和桑塔木組輝綠體侵入體不適宜同開次揭開；通過(guò)采取防漏堵漏技術(shù)強(qiáng)化井筒，二疊系與泥盆系、志留系存在同開次揭開的可行性；為避免“壓死”縫洞型油藏，目的層一間房組、鷹山組不宜與上部桑塔木組同開次揭開[4-5]。

計(jì)算表明，二疊系采用1.60 kg/L低密度水泥漿固井時(shí)井底壓力當(dāng)量密度最大1.80 kg/L，井深1 500.00 m處破裂壓力當(dāng)量密度1.78～1.83 kg/L，因此套管下深不能小于1 500.00 m，以防止固井時(shí)壓漏套管鞋處地層。

為此，明確順北油田井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)存在以下必封點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：1)2個(gè)地質(zhì)必封點(diǎn)，即目的層頂界和桑塔木組輝綠巖侵入體頂界；2)一個(gè)工程必封點(diǎn)，即表層套管下深不能低于1 500.00 m；3)一個(gè)施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，即二疊系、石炭系和志留系地層同開次揭開。

優(yōu)化后的四級(jí)井身結(jié)構(gòu)為：一開,φ346.1 mm鉆頭×2 000.00 m，φ273.1 mm套管×1 999.00 m；二開,φ250.9 mm鉆頭×6 895.00 m，φ193.7 mm套管×6 893.00 m，封隔桑塔木組輝綠巖侵入體以上地層；三開,φ165.1 mm鉆頭×7 271.00 m，φ139.7 mm尾管封隔桑塔木組輝綠巖侵入體至目的層頂部地層；四開,φ120.6 mm鉆頭鉆至設(shè)計(jì)井深，裸眼完井。

優(yōu)化后井身結(jié)構(gòu)減少了2層套管，縮短了中完周期；開眼直徑由660.4 mm縮小至346.1 mm，減少套管使用量的同時(shí)有利于提高機(jī)械鉆速；完井井眼直徑由114.3 mm擴(kuò)大至120.6 mm，有利于后續(xù)采油和改造作業(yè)。但二疊系至志留系地層同開次揭開，裸眼段長(zhǎng)近5 000.00 m，工程風(fēng)險(xiǎn)大，需采取防漏堵漏技術(shù)和井壁穩(wěn)定技術(shù)確保施工安全。

2.2 防漏堵漏與井壁穩(wěn)定技術(shù)

采用優(yōu)化后的井身結(jié)構(gòu)，施工關(guān)鍵在于二開防止二疊系火成巖井漏、避免井壁失穩(wěn)，三開抑制桑塔木組輝綠巖掉塊、優(yōu)化鉆井液性能和確保井眼清潔。

2.2.1 井漏與井壁失穩(wěn)機(jī)理分析

研究表明，二疊系火成巖中長(zhǎng)石含量較高，脆性強(qiáng)，平均黏土含量16.17%，黏土以蒙脫石為主[6]，礦物晶間微裂縫發(fā)育。鉆井液濾液極易沿微裂縫侵入，與黏土礦物作用使水敏性蒙脫石吸水膨脹，產(chǎn)生水化應(yīng)力引發(fā)掉塊[7]。成像測(cè)井顯示，裂縫走向雜亂、連通性好，極易發(fā)生井漏，井漏后鉆井液大量侵入巖石內(nèi)部，導(dǎo)致火成巖井段大面積坍塌掉塊。

桑塔木組輝綠巖內(nèi)部破碎，不同尺度的裂縫共存，存在填充黏土的閉合縫，同時(shí)發(fā)育有層狀、片狀橄欖石和鐵礦，顯示出破碎、具有磁性和質(zhì)地不均的特點(diǎn)。水化膨脹試驗(yàn)表明，輝綠巖水化膨脹效應(yīng)不明顯，其失穩(wěn)的主要原因是巖石所承受的剪切力克服了其剪切強(qiáng)度和作用于剪切面上的摩阻力[8]。

2.2.2 鉆井液性能優(yōu)化

依據(jù)二疊系火成巖井漏和井壁失穩(wěn)機(jī)理，預(yù)防措施為：1)選擇較低的鉆井液密度，以減小液柱壓力，避免溝通更多微裂縫引發(fā)井漏；2)強(qiáng)化鉆井液封堵性能，封堵濾液進(jìn)入巖石的裂縫通道；3)降低濾失量，形成更致密的濾餅[9-10]。

桑塔木組輝綠巖需依靠較高密度鉆井液維持其力學(xué)穩(wěn)定，同時(shí)強(qiáng)化黏切性能，提高攜巖效率，以便將掉塊及時(shí)攜帶出井眼。順北1井鉆井實(shí)踐表明，密度1.40 kg/L左右的鉆井液可以有效攜帶井下巖屑，出井巖屑呈細(xì)、碎、圓滑狀，表明巖屑在井下經(jīng)過(guò)了反復(fù)擠壓等二次破碎。若要完全攜帶出未經(jīng)二次破碎的較大掉塊，鉆井液密度需提高至1.80 kg/L左右。

通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，優(yōu)選了PLF-2包被抑制劑、SPNH降濾失劑、SMNA-1封堵防塌劑等主劑，優(yōu)化形成了強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液，其配方為：3.0%～4.0%膨潤(rùn)土+0.2%～0.4%NaOH+2.0%～4.0%SPNH+0.6%～1.0%CMC-LV+1.0%～2.0%SMJA+0.2%～0.4%PFL-2+ 4.0%～6.0%KCl+2.0%～4.0%QS-2+1.0%～3.0%PB-1+2.0%～4.0%SMNA-1+1.0%～2.0% SMJH-1+3.0%～5.0%納米乳液。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可引入聚合物凝膠和竹纖維來(lái)改善“封堵墻”和堵漏漿中的“拉筋”作用，強(qiáng)化鉆井液隨鉆防漏性能，加強(qiáng)對(duì)裂縫的封堵[11-12]。

2.2.3 鉆井液維護(hù)處理措施

為維護(hù)井壁穩(wěn)定要求，確保既滿足防塌的需要，又避免溝通內(nèi)部裂縫,鉆進(jìn)二疊系火成巖時(shí)鉆井液密度選擇為1.23～1.25 kg/L，并控制鉆井液性能參數(shù)滿足以下要求：API濾失量小于4 mL，高溫高壓濾失量不大于10 mL，漏斗黏度控制在45～55 s，塑性黏度控制在20～30 mPa·s，動(dòng)切力控制在8～12 Pa，使鉆井液動(dòng)塑比控制在0.40～0.50。鉆進(jìn)過(guò)程中，按照2.0%SMJH-1+2.0%PB-1+3.0%SMNA-1的基礎(chǔ)配方加足封堵防塌劑，對(duì)二疊系地層進(jìn)行及時(shí)封堵[13]。

鉆進(jìn)桑塔木組輝綠巖侵入體時(shí)，調(diào)整鉆井液API濾失量小于3 mL，高溫高壓濾失量不大于10 mL；使用PFL-2調(diào)整高溫鉆井液流變性，將漏斗黏度、塑性黏度和動(dòng)切力分別控制在60～70 s，30～40 mPa·s和10～15 Pa，動(dòng)塑比控制在0.45～0.55；定期補(bǔ)充160～180 ℃高軟化點(diǎn)瀝青類防塌劑SMNA-2、PB-1和QS-2，增強(qiáng)鉆井液封堵微裂縫的能力。

2.3 安全快速鉆井配套技術(shù)

二疊系火成巖和桑塔木組輝綠巖侵入體等復(fù)雜地層以安全鉆穿為主，砂泥巖地層以提高機(jī)械鉆速、縮短鉆井周期為主要目的。

2.3.1 二疊系火成巖

二疊系火成巖抗壓強(qiáng)度55～110 MPa，泊松比0.30～0.40，內(nèi)聚力7～9 MPa，內(nèi)摩擦角30°～40°，楊氏模量20～45 GPa，可鉆性級(jí)值3.2～7.1，優(yōu)選五刀翼φ13.0 mm切削齒的PDC鉆頭。

為減少鉆具擾動(dòng)對(duì)井壁穩(wěn)定的影響并配合隨鉆堵漏材料的應(yīng)用，優(yōu)選沖擊器代替螺桿鉆具提高機(jī)械鉆速[14]，并優(yōu)化沖擊器結(jié)構(gòu)，采用中空設(shè)計(jì)，使得粒徑小于1.5 cm的堵漏顆?？梢皂樌ㄟ^(guò)，實(shí)現(xiàn)有效隨鉆堵漏。沖擊器產(chǎn)生的軸向沖擊與周向高頻剪切在有效提高機(jī)械鉆速的同時(shí)，還可解決PDC鉆頭的黏滑效應(yīng)，為PDC鉆頭提供了平穩(wěn)的工作環(huán)境。

在鉆進(jìn)至二疊系火成巖前，提前調(diào)整好鉆井液性能，補(bǔ)充足量封堵劑；起鉆前用堵漏漿封閉二疊系地層，控制起下鉆速度和開泵速度，減輕井內(nèi)壓力激動(dòng)；下鉆時(shí)采取分段循環(huán)措施，防止開泵困難、憋漏地層。

2.3.2 桑塔木組輝綠巖侵入體

桑塔木組輝綠巖泊松比0.208～0.267，彈性模量29.3～37.9 GPa，抗壓強(qiáng)度普遍高于300.0 MPa，最高達(dá)392.8 MPa，體現(xiàn)出硬脆性巖石、強(qiáng)度高而彈塑性差的力學(xué)特征。室內(nèi)三軸力學(xué)參數(shù)測(cè)試表明其硬度范圍為500～1 900 MPa，極高的硬度和內(nèi)部含有的鐵礦石成分對(duì)鉆頭造成了嚴(yán)重的損傷。為此，優(yōu)選進(jìn)口牙輪鉆頭，配鑲硬質(zhì)合金勺形齒或圓頂楔形齒，并強(qiáng)化金剛石保徑和掌背扶正塊，以增強(qiáng)鉆頭的抗磨損能力。

鉆進(jìn)桑塔木組輝綠巖侵入體前，將鉆井液密度調(diào)整至設(shè)計(jì)值，充分發(fā)揮力學(xué)穩(wěn)定井壁的作用；簡(jiǎn)化鉆具組合，不使用井下動(dòng)力鉆具；每鉆進(jìn)一定進(jìn)尺后，及時(shí)采用高黏度稠漿清掃井底，將輝綠巖巖屑帶離井筒，確保井眼內(nèi)清潔。

2.3.3 砂泥巖地層

砂泥巖地層抗壓強(qiáng)度均低于150 MPa，泊松比小于0.38，內(nèi)聚力小于9 MPa，內(nèi)摩擦角小于44°，楊氏模量30～65 GPa，可鉆性級(jí)值最高為7.5，適合采用PDC鉆頭快速鉆穿。

1) 二疊系以上地層為軟—中硬地層，巖石可鉆性好，采用PDC鉆頭+螺桿鉆具快速鉆進(jìn)，優(yōu)選五刀翼φ19.0 mm切削齒，具備防泥包設(shè)計(jì)。

2) 二疊系泥巖至桑塔木組輝綠巖之間地層巖石硬度較高，可鉆性較差，使用五刀翼φ16.0 mm或φ13.0 mm切削齒的PDC鉆頭，配合沖擊器鉆進(jìn)。

3) 輝綠巖侵入體以下地層巖石可鉆性級(jí)值高，使用五刀翼或六刀翼φ13.0 mm切削齒PDC鉆頭加抗高溫螺桿鉆進(jìn)。

2.4 超深井小井眼定向鉆井技術(shù)

2.4.1 鉆具優(yōu)選及鉆頭優(yōu)化設(shè)計(jì)

為提高鉆具抗拉強(qiáng)度和水力攜巖效果，定向鉆具組合選用了非標(biāo)φ88.9 mm與非標(biāo)φ101.6 mm鉆桿。φ88.9 mm鉆桿接箍外徑108.0 mm，抗拉強(qiáng)度達(dá)2 175 kN；φ101.6 mm鉆桿的抗拉強(qiáng)度比常規(guī)鉆桿提高13.6%。

優(yōu)化定向PDC鉆頭結(jié)構(gòu)，冠部結(jié)構(gòu)采用中等深度內(nèi)錐和短平式外錐設(shè)計(jì)，提高鉆頭定向穩(wěn)定性；保徑齒采用螺旋分布，增大鉆頭與井壁的點(diǎn)接觸面積，減小摩阻。

2.4.2 螺桿及MWD儀器優(yōu)選

φ95.0 mm螺桿穩(wěn)定器外徑優(yōu)化為110.0 mm，彎點(diǎn)處距離鉆頭975.0 mm，理論計(jì)算2.50°螺桿造斜率最高可達(dá)30°/30m，滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。

優(yōu)選耐溫175 ℃的APS高溫MWD儀器，該儀器采用閥式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脈沖，內(nèi)部無(wú)橡膠件，提高了儀器的耐溫性能和井下使用壽命。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

順北油田超深井優(yōu)快鉆井技術(shù)在順北1-2H井、順北1-3H井和順北1-6H井等5口超深水平井進(jìn)行了應(yīng)用，平均鉆井周期173.42 d，較順北1-1H井縮短29.95 d，鉆井周期縮短達(dá)14.73%。

3.1 二疊系防漏堵漏和井壁穩(wěn)定技術(shù)

通過(guò)優(yōu)化鉆井液密度，配套隨鉆堵漏技術(shù)，使用聚合物凝膠和竹纖維來(lái)強(qiáng)化裂縫封堵性能[15]，二疊系的井漏問(wèn)題有明顯緩解，順北1-5H井和順北1-6H井未發(fā)生井漏，順北1-2H井和順北1-4H井平均漏失量191.0 m3，比鄰區(qū)大大減少。

試驗(yàn)井井徑擴(kuò)大率11.5%～16.5%，較前期已鉆井的井徑擴(kuò)大率45.6%大幅度減小，表明強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵性鉆井液有效抑制了井壁失穩(wěn)情況。

3.2 二疊系火成巖安全鉆進(jìn)技術(shù)

在二疊系火成巖地層鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)用“沖擊器+PDC鉆頭”技術(shù)，順利鉆穿了二疊系火成巖，平均進(jìn)尺473.50 m，機(jī)械鉆速3.02 m/h，與采用常規(guī)鉆井技術(shù)的鄰井相比，平均機(jī)械鉆速提高了65.0%(見(jiàn)表1)。

表1 二疊系火成巖鉆進(jìn)情況Table 1 Drilling of Permian igneous rocks

3.3 桑塔木組輝綠巖安全鉆進(jìn)技術(shù)

桑塔木組輝綠巖采用強(qiáng)保徑牙輪鉆頭鉆進(jìn)，優(yōu)化鉆井液防塌和攜巖性能，定期使用稠漿塞清掃井底，順北1-3H井和順北1-6H井順利鉆穿了40.00 m輝綠巖侵入體(見(jiàn)表2),其他井未鉆遇輝綠巖侵入體。

表2 輝綠巖侵入體鉆進(jìn)情況Table 2 Drilling of an ophiolite intrusive mass

3.4 超深小井眼軌跡控制技術(shù)

優(yōu)化設(shè)計(jì)后的PDC定向鉆頭和φ95.0 mm單彎螺桿鉆具工作平穩(wěn)，螺桿平均純鉆時(shí)間達(dá)45 h，造斜能力滿足設(shè)計(jì)要求。

5口水平井均實(shí)現(xiàn)了井眼軌跡控制目標(biāo)，順北1-4H井、順北1-5H井分別創(chuàng)造了φ120.6 mm井眼水平井完鉆井深8 049.63 m、完鉆垂深7 576.19 m最深的世界紀(jì)錄。

4 結(jié)論與建議

1) 通過(guò)地層壓力剖面分析和實(shí)鉆井分析，在明確地質(zhì)必封點(diǎn)、工程必封點(diǎn)和施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將順北油田井身結(jié)構(gòu)由六級(jí)優(yōu)化為四級(jí)。

2) 按照“防漏為主，兼顧井壁穩(wěn)定”的思路，二疊系火成巖采用較低密度鉆井液鉆進(jìn)，并強(qiáng)化鉆井液封堵性能、降低API濾失量，解決了井漏和井壁失穩(wěn)問(wèn)題。

3) 桑塔木組輝綠巖易發(fā)生應(yīng)力性失穩(wěn)，硬度高、含鐵礦成分，對(duì)鉆頭磨損嚴(yán)重，在以高密度鉆井液維持井壁力學(xué)穩(wěn)定、強(qiáng)化攜巖性能保障井眼清潔的同時(shí)，需配套高抗研磨性、強(qiáng)化保徑的鉆頭，實(shí)現(xiàn)安全鉆進(jìn)。

4) 優(yōu)化后的φ120.6 mm定向PDC鉆頭和φ95.0 mm螺桿鉆具能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，但壽命較短，建議繼續(xù)加強(qiáng)研究，提高螺桿鉆具的使用壽命。

5) 順北油田5口超深水平井雖然取得了較好的優(yōu)快鉆井效果，但二開裸眼段長(zhǎng)度近5 000.00 m，φ120.6 mm完鉆井眼也增大了后續(xù)改造的難度，因此，仍需進(jìn)一步優(yōu)化和完善順北油田超深井井身結(jié)構(gòu)。

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