新沟区块非常规油藏钻井技术.pdf

第2 5 卷第1 期 2 0 1 5 年3 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P E TR OI UM S C I ENC E AND T E CHNOL 0GY V0 1 ． 2 5 No ． 1 Ma r ． 2 01 5 新 沟 区块非 常规油藏钻 井技术 秦 廷伟 中国石化江汉油 田工程有 限公 司钻井 一公 司 ，湖北潜 江4 3 3 1 2 3 摘要 新 沟区块属于江汉盆地 丫角一 新沟低 凸起晏桥 断块构造 ，目的层为钻探新下 Ⅱ油组油藏。地 质条件复杂 ，广华寺地层 “ 易垮、易塌”，荆 沙组地层 井壁稳定性差，掉块严重 ，容 易造成井下复杂。钻 井施工中，通过优化井身结构、优选钻头、复合钻井技术、轨迹控制技术及钻井液体系、井下复杂故障的 预控技术的应用，提高该 区块钻 井速度，保证安全、高效、优质钻探。 关键词新沟 区块 ；非常规；钻 井技术；应用 新 沟 区块属 于江汉 盆地 丫角一 新 沟低 凸起晏 桥断块构造 ，该 区块致密油藏是江汉油田增储 上 产 的重 要 区块 ，是 油 田 “ 两 稳一 增 大发 展 ” 会 战主 战场 。在新 沟 嘴组 滚动 勘探 研 究 中 ，新 下 Ⅱ油组 纵 向上发 现 三套 油气 显示 丰 富 的产 油 层 ，经 过岩 性 资料 分 析 ，该产 油层 是 以泥层 白 云岩为主的非常规储层。钻井 中面对平原组 、 广 华 寺组 地 层存 在 大段 砾 石层 、流砂 层 ，易造 成堵 水 眼 、沉 砂 卡钻 、下 套 管下 不 到位 。荆 河 镇组 与潜 江 组 地层 缺 失 ，地层 广华 寺 组 直接 进 入荆 沙 组 ，荆 沙组 地层 不 稳定 ，掉块 严重 。新 沟 咀组 下部 地 层较 老 ，研 磨性 强 ，影 响 钻井 周 期 。为 了加 快 钻 探开 发力 度 ，针 对该 地 区施 工 周期 长 ，钻 井 施工 中易发 生 “ 井 垮 、井 塌 、井 壁失 稳 ” 的难 点 ，通 过技 术 攻关 ，优 化 井身 结 构 ，应 用 了钻 头 优选 、轨 迹 控制 、井 壁 稳定 等 技术 ，取得 了很 好 的效果 。 1 钻井技术难点 101 3 0 m 平 原 组 地 层 存 在 大 段 流 砂 层 、砾 石 层 ；广 华寺组 底界6 5 0 m， 地层 为杂 色粘 土 岩 、砾状 砂 岩 ，易 吸水 膨 胀垮 塌 ；荆 沙组 底 界1 0 2 0 m，井 壁不稳定 ，易掉块 。 2 丛式定向井井组 ，井眼轨迹控制要求 严格 ，靶半径低 于企业标 准 ≤2 0 m。稳斜段 长达 7 0 0 8 0 0 m，需 要频繁 调整井 眼轨迹 ，影 响钻井 周期 。 3多 口井防碰 要求 高 ，钻 井液要 具备 防 塌 、防垮 能 力 和 良好 的携带 性 、抑制 性 。特 别 是钻 井 液重 复利 用后 ，固相 含量 的控 制及 钻 井 液性能维护难 。 2 技术措施 2 ． 1 井壁稳定技术 针 对平 原 组 流沙 层不 稳定 ，表层 套 管下 深 以封 隔平原 组砾 石 、流 沙层 为 原则 ，因为是 丛 式 井组 ，考 虑井 下 安全 问题 ，表层 套管 下深 在 1 4 0 ～1 7 0 m之 间错 开下人 。 广 华 寺地 层 易垮 易 塌 ，钻进 中保 持 开泵 平 稳 、起 下钻 控 制速 度 ，以减 小 钻头 、钻 具对 井 壁 的剧 烈撞 击 和井 内激 动 压力 变化 大 ；起钻 时 灌 好钻 井 液 ，防止 井筒 内液柱 压力 降低 不 能稳 定井壁 ，同时应专人观察 ，防止 “ 拔活塞”和 堵水 眼。 荆 沙 组地 层 坚持 划 眼及 短 途旅 行原 则 。在 荆 沙 组井 段钻 进 ，加 强划 眼修 正井 壁 ，复合 钻 进 时划 眼一遍 ，定 向钻 进 时划 眼 两遍 ，同时划 眼控 制好 速度 。钻 穿荆 沙 组短 起 至大 井 眼 ，钻 作者简介 秦廷伟 ，2 0 0 3 年重庆科技学院石油工程 专业毕业 ，工 程师 ，现任钻井一公 司技术 发展部 副主 任 。 3 8 江 汉 石 油 科 技 第2 5 卷 完进 尺后短起至荆沙组后 回下至井底 ，循环 干净 后 起 钻 。 2 ． 2井眼轨迹控制技术 该 丛式井 组所 有井 的靶 区半径 ≤2 0 m，对 轨 迹控制要求更 为严格 。 ． 直井段 使用塔式钻具组合钻进。保持同一 个平台使用同样的钻头 、钻具组合 、钻井参数钻 进 ，每钻进3 0 0 m 使用电子单点测斜进行轨迹跟 踪 ，实现 防碰 ，快 速钻进 。 造斜段 造斜 点选择在 钻穿广华寺组 ，整拖 后 的井 与上一 口井 定 向点错开3 0～5 0 m，造斜 点 由深至浅 ，即避免 了磁干扰 ，又能提前做好 防碰 绕 障工作 。由于荆沙组 上部地层可钻性好 ，定 向 时机 械钻速高 。同时 ，定 向点 的提前 ，还 能减小 全井的平均井斜 ，从而减小定向工作量 ，在提高 全井 的机械钻速 ，有利 于后期增产措施 的实施 。 稳斜 段 轨迹 控制好坏 直接影响到后期起 下 钻 ，完井电测 、下套管等作业的正常施工。在实 钻施工过程中，选择合适的造斜点和钻具组合 ， 准确地 预测井 眼轨迹 的延伸方 向 ，使实钻轨 迹偏 离设计 轨道相稳合 。所 以 ，如何选择合适 的造斜 点和钻具组合 ，就成 了井 眼轨迹控制 的关键 。 ．在钻 具组合 的选 择上 ，由于地层特性导致 钻 头 的不对称 或侧 向切 削 ，引起井斜 的变化 和方位 的漂移 ，根据其规律 ，在施工过程中对于设计井 斜在2 5 。左 右的定 向井 ，将 2 1 0 mm 扶 正器放 置 在 无 磁 钻 铤 上 面 ， 即 2 1 5 ． 9 mmF L1 9 5 4 l 7 2 mm x 1 ． 0 。单 弯 螺 杆 1 58 m mNM DC 21 0mmSTB 1 58mmDC 1 2 7 mmDP，利用 钻 具 组合 的 微 增 斜 能力 缓 解 后 期复合钻 降斜 的趋势 ；对于设计井 斜超过3 0 。的 定 向井 ，采 用不带扶正器 的增斜钻具组合 ，即 2 1 5 ．9 m m F L 1 9 5 4 1 7 2 m m X 1 ．0 。单 弯 螺 杆 1 5 8 mmNMDC 1 5 8 mmD C 中1 2 7 mmDP ，利 用钻具 自身的增斜能力 ，减 少定 向工作量 ，增加 复合井段 长 ，提高机械钻速 。通过对钻具组合 的 合理选择 ，避免 了轨迹 的频 繁调整 ，保证井 眼轨 迹 的控制 良好 ，达到提速效 果 ，缩短钻井周期 的 目的 。 2 ． 3 优选 螺杆钻具 造斜 工 具用 得最 多 的应是 螺 杆井 下 动力 钻 具 ，因此 ，选 择合 适 的螺 杆动力 钻具 ，是关 系 到轨 迹控 制 成败 、井 身质量 、钻 井成 本 的关 键 因素 。依 据 现场 钻井 应用 分析 ，新 沟致 密油 藏 钻 井 增 斜 段、 稳 斜 段 统 一 采 用 江 钻 5 L Z 1 7 27 ． 01 ． 0 。等壁厚螺杆 。 2 ． 4 钻 头选型 通 过 现场 资料 的 收集 与分析 ，优 选 出适 合 该 区块地层 钻头选型系列 3 9 3 ． 7 ram 井 眼使用 S KG1 2 4 钻 头 ； 2 4 1 ． 3 ram井 眼使 用S K G1 2 4 钢 齿 钻头 ；中2 1 5 ． 9 m m井 眼使用F L 1 9 5 4 P DC i 头 。 “ 高 效P DC 螺杆 ”复 合钻井 技术应 用 ，进 一 步确保 了新沟油田高机械钻速 ，其中多 口井 在 荆 沙 组 至 新 沟 嘴 6 5 0 m～1 5 5 0 m 使 用 F L 1 9 5 4 P D C ，单 只 累 计 进 尺 2 5 6 1 13 1 ， 平 均 机 械 钻 速 47 ． 4m／ h。 2 ． 5 钻 井液技术 一 开采 用 正 电胶 钻 井液 ，确 保砾 石 、流砂 的携 带 ，防堵 水 眼 。整拖 井一 开 ，搬 土 粉必 须 水化 好后 开 钻 ，钻进 时要 在循 环罐 做好 隔离 ， 防止钻井 液 被老 浆污 染 。井 口要有 专人 捞砂 ， 及时将 钻 屑清 出井 口 ，防止 方井 中钻 屑 堆积 ； 钻完 进尺 起钻 前要 大排 量 充分循 环 ，保 证井 眼 干净后方可起钻，确保下套管施工顺利。 整拖 井 的二 开采 用 老浆 开钻 ，广 华 寺组 地 层 控 制 密 度 在 1 ． 2 0～ 1 ． 2 5 g ／ c m ，粘 度 4 0 ～ 5 0 s ；荆 沙 组 、新沟 嘴组 地层 控 制密 度在 1 ． 2 5～ 1 ． 2 8 g ／ c m ，粘 度4 5 5 5 s 。二 开钻 进 过 程 中 ，必 须使 用好“ i级 ” 固控 设 备 ，第 一 时 间清 除有 害 固相 ，将 固相 含量控 制在8 ％以 内。老浆 的维 护 以胶液 的 方式进 行 ，补充 胶 液应 细水 长 流地 补充 ，确 保性 能稳 定 ，钻 进 中保 持 钻井 液 的含 盐 量 在 1 5～2 01 0 4 m g ／ L 。完 钻 前 保 持 性 能 稳 定 ，完钻前5 0 m停止补充胶 液 ，钻完进 尺短起下 钻后循环钻井液至振动筛无岩屑后方可起钻 。 3 故障复杂预控 1 选 择合 理钻 头及钻具 组合 ，优选 钻井 参数 ，缩 短钻 井周 期 ，同时保持 轨迹平 滑 ，避 第1 期 秦延伟 新沟区块非常规油藏钻井技术 3 9 免 “ 狗腿 ” 、 “ 大肚 子”井眼产生 。 2钻井 液加 强维 护 ，确保性 能稳 定 ；特 别是钻井液的重复利用后 ，保证固控设备使用 率 达到 1 0 0 ％，在 第一 时间将有 害固相予 以清 除。 3二 开 2 4 1 ． 3 mm井 眼 钻 具组 合 中安 装 浮阀 ，防止下钻堵水 眼 。 4加强 钻具 管理 ，对 入井钻 具清 洗 、丈 量 、检查 工 作 ，并 做好 记 录 ；完 井后 在 现场 对 所 有钻具 、工具进行 探伤 。 5坚持 短起 下制 度 ，做好荆 沙组 定 向井 段井 眼稳定工作 。 4 现场应用效果 新5 8 斜一 3 6 井钻进 至井 深3 2 8 m 堵 钻头水 眼 ， 新 6 2 斜一 3 6 井钻 进 至 1 0 1 2 m时发 生钻 头 泥包 。采 用 以上 钻井 技术 后 ，新 沟 非常 规钻 井提 高 了机 械 钻速 ，缩 短 了钻 井周 期 。平 均钻 井周 期 由前 期 的7 d 8 h 缩短 1] 4 d 8 h，缩短4 2 ． 8 ％， 其 中最快仅为 3 d 2 0 h ；机 械钻 速 由3 0 ． 5 m／ h 提高 到6 5 ． 8 9 m／ h ，提 高 1 1 6 ％，提速效果 明显 见 表1 。 5 认识及建议 1 合 理 的井 身结 构 、良好 的井 眼轨 迹控 制 、优 质 的钻 井液 和科 学 的 管理措 施 是丛 式井 安全施 工的保证 。 2优选 P D C 钻 头配 合螺 杆 一趟 钻完 成施 工 ，提 高机 械钻速 的同时能有效 的节约成本 。 3 选择合适钻井液体系 ，特别是对钻井 液 的重 复 利用 及性 能 的维 护 ，不 仅确 保 了井下 安全 ，还降低 了钻井成本 。 编辑胡素梅