吳小光

[摘 要]研究井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起中拐凸起。在此區(qū)塊部署水平井，鉆井過程中主要存在上部地層承壓能力低、易漏，中部泥巖水敏性強、易垮，下部石地層裂縫發(fā)育易漏溢等問題，常發(fā)生阻卡、劃眼等復(fù)雜，極易引發(fā)惡性事故。本文通過分析井區(qū)以往鉆井情況，開展了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、個性化鉆頭選型、鉆井液性能優(yōu)化、軌跡控制優(yōu)化、安全鉆井等提速技術(shù)試驗，解決了制約區(qū)塊鉆井的施工難題，為后續(xù)施工提供一些借鑒。

[關(guān)鍵詞]水平井；準(zhǔn)噶爾盆地；阻卡劃眼；技術(shù)難題；對策

中圖分類號：TU639 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）14-0023-01

研究井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起中拐凸起，井型多為水平井。該區(qū)塊水平井鉆井過程中，井漏、阻卡頻繁，復(fù)雜時率高、施工周期長，對區(qū)塊規(guī)模上產(chǎn)影響較大。通過分析該區(qū)地質(zhì)、鉆井難點開展技術(shù)試驗，解決了制約井區(qū)水平井的鉆井技術(shù)難題，對加快該區(qū)塊規(guī)模開發(fā)具有一定借鑒意義。

1鉆井概況

1.1 井身結(jié)構(gòu)

1.2 前期鉆井簡況

2016年3口完成井平均工期122.87d，平均機械鉆速4.30m/h，平均復(fù)雜時率17.23%。復(fù)雜主要以井漏、阻卡、漏溢為主，見表1。

2區(qū)塊鉆井難點

（1）砂礫巖發(fā)育，地層承壓能力低；（2）泥巖水敏性強易垮塌，井壁穩(wěn)定性差；（3）石炭系地層以凝灰?guī)r、安山巖為主，地層可鉆性差，地層裂縫發(fā)育含氣，易漏易出，井控風(fēng)險高；（4）二開斜井段鉆遇三疊系、二疊系、石炭系地層，巖性不均質(zhì)，鉆速低，提速難度大。

3鉆井提速技術(shù)

通過對井區(qū)完成井資料分析，主要從井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、個性化鉆頭優(yōu)選、鉆井液性能優(yōu)化、軌跡控制優(yōu)化、防漏堵漏、安全鉆井等方面入手，開展提速工作。

3.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

鑒于前期鉆井過程中主要存在復(fù)雜時率高、定向段鉆速慢等難題，對井身結(jié)構(gòu)和施工方案不斷優(yōu)化。（1）調(diào)整技術(shù)套管下深，鉆至進入石炭系 15～20m中完。原設(shè)計：二開鉆至A點，石炭系同處同一裸眼段，存在漏溢后導(dǎo)致垮塌加劇矛盾；定向段以滑動鉆進為主，鉆速慢、周期長，泥巖浸泡時間長。優(yōu)化方案：快速鉆穿，下技套封隔復(fù)雜層位，為后續(xù)石炭系安全鉆進打下基礎(chǔ)，減少復(fù)雜；（2）上調(diào)造斜點，穩(wěn)斜鉆進。造斜點2800m左右，定向增斜鉆進，下入PDC鉆頭工具面不穩(wěn)、定向機速緩慢（1～1.5m/h），只能使用牙輪鉆頭，滑動鉆進機速低，井眼狗腿度大，井眼失穩(wěn)幾率高。優(yōu)化方案：上調(diào)造斜點至2 730m左右，在地層穩(wěn)斜鉆進，以復(fù)合鉆進為主，使用PDC鉆頭鉆進機速高，井眼軌跡圓滑，井壁穩(wěn)定性好。

3.2 個性化鉆頭優(yōu)選

前期鉆井過程中，機械鉆速較低，主要制約因素為二開定向段以滑動、增斜鉆進為主，一般使用牙輪鉆頭；三開地層以凝灰?guī)r、安山巖為主，巖性不均質(zhì)，研磨性強，鉆頭報廢率高。一般情況下，二開直井段使用2只PDC鉆頭，二開定向段使用7牙輪鉆頭，三開水平段使用5只牙輪鉆頭。通過開展PDC鉆頭優(yōu)選技術(shù)試驗，提高了定向段、水平段鉆頭行程機械鉆速，形成一套適用鉆頭序列。

3.3 鉆井液性能優(yōu)化

二開段原為鉀鈣基聚磺鉆井液體系，因垮塌嚴(yán)重，改為鉀鈣基聚胺鉆井液體系，仍無法抑制系，定向段使用多元協(xié)同有機鹽體系，體系強抑制性有助于抑制泥巖地層水化，提高井壁穩(wěn)定性。性能維護要點：（1）二開上部井段。強化上部地層強抑制，保持包被劑含量0.8%以上，Cl-60000mg/L以上；提高八道灣組地層封堵能力，加1%KZ-2、2%～3%石灰石粉、2%～3%KZ-5、2%磺化瀝青粉，提高泥餅的防透性漏失；（2）二開斜井段。提高鉆井液穩(wěn)定性，瀝青含量3%～15%，隨鉆加入WC-1、QCX-1，API失水<3mL、HTHP/120℃失水<10mL；進入烏爾禾地層前加入1%～2%胺基抑制劑、10%～35%有機鹽，降低鉆井液中的自由水活度，增強抑制性；加入XC調(diào)整鉆井液流變性，進入大斜度前將動塑比上調(diào)至0.32～0.50；（3）三開水平段。重點防漏、防卡、防漏轉(zhuǎn)噴，提高攜帶能力，強化泥漿的潤滑性（摩阻<4度）和失水造壁性（失水<3.5mL）。

3.4 軌跡控制優(yōu)化

（1）軌跡設(shè)計原則。采用“直-增-穩(wěn)”剖面設(shè)計，最大狗腿度小于6°/30m。通過優(yōu)化軌跡設(shè)計，降低井眼軌跡控制難度；（2）加強直井段監(jiān)測。嚴(yán)格保證直井段井身質(zhì)量，為定向施工創(chuàng)造良好的條件；（3）提高造斜點。為消減因直井段位移導(dǎo)致定向段造斜率大等問題，直井段提前下入螺桿與PDC鉆頭，提前扭方位，為定向造斜打好基礎(chǔ)；（4）優(yōu)化軌跡控制。利用地層井斜、方位變化規(guī)律提前預(yù)設(shè)軌跡，增加復(fù)合鉆進時間，提高機械鉆速；（5）選用7頭低轉(zhuǎn)速高扭矩長壽命螺桿，三開水平段井實現(xiàn)1趟。

3.5 防漏堵漏技術(shù)

開展井漏機理研究，進為主，確定堵漏配方：（1）鉆進中若發(fā)生輕微滲漏，集中加入1%KZ-2、2%～3%石灰石粉、2%～3%KZ-5、2%磺化瀝青粉；（2）漏速較快時，配8%～10%堵漏劑橋堵：25～30m3井漿+2%KZ-2+3%～5%KZ-4+2%～3%KZ-5；（3）加入瀝青類材料、WC-1等提高鉆井液造壁封堵能力，瀝青含量達到5%以上，API失水控制在3.5mL以下；（4）石炭系地層。隨鉆堵漏時加入3% KZ-5+3%石灰石粉，濃度維持在3%。

3.6 安全鉆進措施

（1）二開防阻卡措施。制定不同層段鉆井液關(guān)鍵節(jié)點控制措施；上部井段—低粘切、大排量，快速鉆進，強化長短提；下部井段—調(diào)整鉆井參數(shù)，精心操作，鉆穿礫石夾層；（2）二開防井漏措施。上部井段—控制鉆井液密度，降低巖屑濃度；下部井段—提前加入隨鉆堵漏劑、控制下鉆速度，緩慢開泵；中完作業(yè)—嚴(yán)控中途洗井位置、排量及時間；（3）三開防井漏措施。大排量鉆進、定期短提，破壞巖屑床，增強攜巖能力；微裂縫漏失主要降排量、加入隨鉆堵漏劑；裂縫性失返漏失立即起至安全井段配漿堵漏，以細(xì)顆粒堵漏為主，若無效加入綜堵，或起鉆下常規(guī)鉆具堵漏；（4）完井措施。逐次加入扶正器通井，遇阻時以劃眼通過方式處理，通順井眼；增加中途頂通、洗井次數(shù)，防止蹩堵造成井漏；承壓試驗采用重漿、大排量模；（5）井控技術(shù)措施。目的層石炭系地層以先漏后溢為主要特點，高度重視井漏，發(fā)現(xiàn)失返性漏失立即按照1.5～2倍鉆具體積吊灌起鉆，迅速組織人員堵漏；石炭系溢流以氣侵為主，表現(xiàn)為井漏后圈閉壓力釋放，處理原則以節(jié)流循環(huán)排氣為主，緩慢上提密度為輔；強化坐崗制度和干部值班制度；明確匯報程序，按照規(guī)定程序（預(yù)案）處理。

4 認(rèn)識與建議

（1）井區(qū)二開地層穩(wěn)定性差，易發(fā)生垮塌、阻卡，是制約該區(qū)提速的主要因素；（2）通過開展井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、個性化鉆頭優(yōu)選、鉆井液性能優(yōu)化、軌跡控制優(yōu)化和復(fù)雜預(yù)防等技術(shù)試驗，同比鉆井工期縮短26.03%，實現(xiàn)提速增效；（3）通過技術(shù)實踐，采用維持鉆井液密度不變，通過節(jié)流循環(huán)堵漏排氣的方式處理氣侵，實現(xiàn)了溢流可控、安全鉆井；（4）通過逐次加穩(wěn)定器通井方式通順井眼、下套管過程中分井段小排量頂出環(huán)空氣侵污染鉆井液，完井作業(yè)施工順利。

參考文獻

[1]張偉，等.昌吉致密油水平井組工廠化鉆井認(rèn)識及實踐.新疆石油科技，2016，24（1）.