滨海10×1井安全快速钻井技术.pdf

第 2 8卷 增刊 2 0 1 1 年1 1月 钻井液与完井液 DRI LLI NG FLUI D COM PLET1 0N FLUI D V o 1 ． 2 8 S u p p l e me n t NO V．2 0l l 文章编号 1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 1 S O ． 0 0 4 2 ． 0 3 滨海 1 0 X 1 井安全快速钻井技术 焦卫国， 王贤斯， 王聚英 中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部 ，天津 摘要 滨海 1 0 X 1井是歧口凹陷滨海斜坡区滨海 5岩性圈闭的一口预探定 向井，该井为井控一级风险井。通 过对该井的成功钻探，说明针对滨海区块进行的钻井技术措施是安全、有效的。在施工组织、预防井下复杂、技 术措施等方面提出的针对滨海区块钻探的有效方法，对提高机械钻速、确保井下安全等方面有借鉴作用。 关键词安全 ； 快速 ； 钻井技术 中图分类号 T E 2 4 3 文献标识码 A 1 基本情况 滨海 l 0 1 井完 钻井 深 为 4 8 9 1 m，垂 深 为 4 5 8 3 ． 0 4 m，钻井周期为 4 5 ． 6 7 d ，建井周期为 5 3 ． 5 2 d ， 全井机械钻速为 l 0 ． 2 9 m ／ h ， 钻机台月为 1 ．5 8 台月， 钻机月速为 3 0 9 5 ． 5 6 m／ 台月。 井身结构为 9 1 4 ．4 m mx 1 0 3 ．5 m 西7 6 2 m m x 1 03． 5 m； 444． 5 mm x 803 m 339． 7 m m x 8 01 ． 3 5 m ； 31 1 ． 1 mm x 2 9 0 4 m 2 4 4． 5 mm x 2 9 0 2 ． 5 3 m ；西2 1 5 ． 9mm x4 8 9 1 m。 表 1 滨海 1 01 井与其他 井对 比 井号 井型井深 ／ m 垂深 ／机械钻速 ／ 钻 ／ m m／ h d 导管必需要割至泥面 以下 l 7 ． 5 m，如何保证 固井质 量和控制隔水管外水泥返高是一个较大的难题。 3 该井三开井段为稳斜段 ，设计井斜为 2 4 ． 5 。 。 钻进至设计井深 4 2 4 8 m 井斜为 2 2 ． 6 。 后甲方要求 加深至 4 8 9 1 m。加深后裸眼长度达 1 9 8 7 m，托压 现象严重，而且 4 2 0 0 m以后地层较硬，定向钻进 十分 困难 ，如何保持稳斜钻进 ，保证井身质量是一 个 比较大的难题。 4 井深4 2 4 8 m之后的加深井段没有邻井资料， 无法为下步施工中出现的问题提供参考依据。 3 主要 技 术 措 施 t 建并{ d 3． 1 2 施 工难 点 1 滨海 1 0 X 1 井位于南港工业区主航道上，施 工船舶较多， 低潮时水深为 1 ．2 m， 高潮时为4 ． 0 m， 且只能在高潮时组织上、卸生产物资，因此生产物 料 的组织较为困难。 2 由于该井位于工业区主航道内，弃井时隔水 施工难点解决方案 1 针对生产物资和人员的组织受潮水 限制 的 情况，在每次开钻前都做好生产物资的组织工作， 提前计划、准备 ， 确保所有生产物资都能提前到位。 在该井施工过程中 ，组织停工时间为 0 。 2针对隔水管外水泥返高 问题 ，平 台根据 以 往在滨海区块的施工经验，与甲方协商将隔水管下 深由 8 0 m改为 1 0 0 m以保证固井质量 ； 在充分考 虑钻井参数对井径扩大率影响的基础上，估算井径 扩大率为2 5 ％， 实际水泥返高1 8 m证明了其正确性。 3 针对加深井段定向钻进十分困难的情况， 采 用复合钻进的方式， 通过调整顶驱转速和钻压等钻井 第一作者简介 焦卫国，工程师，2 0 0 4年毕业于中国石油大学 华东 ，现在从事海上钻井施工与技术管理工作。地址 天津市大港油田光明大道北侧 ； 邮政编码 3 0 0 2 8 0；电话 1 5 2 0 3 6 6 0 3 2 7； E - ma i l j i a o we i g u o 2 0 1 6 3 ． c o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 8 卷 增刊 焦卫国等滨海1 0 1 井安全快速钻井技术 4 3 参数来控制井斜方位变化。参数控制不能达到预期 效果时，再通过调整钻具组合的方式进行调整。加 深井段前期，复合钻进降斜较快 0 ．5 。 ～0 ．7 。 ／ 柱 ， 钻进至井深 4 6 9 1 m处井斜降至 1 4 ． 5 9 。 ，为保证井 身质量 ，起钻甩掉扶正器 ，更换成增斜钻具继续钻 进。更换钻具组合后井斜呈微增趋势，使下部井段 井斜控制在 1 6 。 左右。 4 针对没有邻井资料这一情况， 每天召开地层 分析会 ，对照地层岩性制定下一步技术措施。钻进 至井深 4 8 0 0 m 以前钻时均在 8 mi n ／ m左右，钻进 至井深 4 8 0 7 m钻时逐渐增加至 1 5 mi n ／ m，而此 时 P DC钻头在沙一段进尺 已有 1 0 6 1 m，怀疑是钻头 已使 用至后期，考虑是否起钻更换 钻头。与地质师 一 起分析前面返出的岩屑 见 图 1 ，岩性与上部地 层基本一致 ，以泥岩为主 ，岩屑形状较为规则 ，岩 屑的一面褶皱较多 ，另一面非常光滑 ，P D C切削特 征非常明显 ，由此判断是井深 4 8 0 0 m后 的地层发 生了变化 ， 排除 了钻头原因， 继续钻进 。循环 l 周后 ， 返 出的岩屑岩性为 白云质砂岩 ，证明了判断的正确 性 ，节省了一趟起下钻时间 『 1 】 。 a 返出岩屑 b井深 4 8 1 3 m 白云质砂岩 图 1 井下返出岩屑情况 3 ． 2 其他 技术措施 1 加强井眼轨迹控制， 确保井身质量。在滨海 1 0 1 井增斜段， 应用定向和复合钻进相结合的方式 钻进 ，以提高机械钻速。尤其在三开稳斜段以复合 钻进为主， 在保证不出靶圈的前提下小段定向 每次 只定向钻进 l ～2 m ， 以微调井斜和方位， 使实钻井 眼轨迹与设计井眼轨迹保持较高 的符合率，既保证 中靶又保证了机械钻速，实现轨迹和钻速的双丰收。 2 坚持定期短程起下钻，确保井下安全。在三 开井段坚持每钻进 1 5 0 ～2 0 0 m短程起下钻一次，及 时清除虚泥饼和岩屑床， 防止卡钻。这样做看似增加 了施工时间，但减少了 处理起下钻过程中N _- K 井段的 次数和时间。三开井段起下钻4 次，井眼顺畅，完 钻电测静止5 4 _3 h 后通井仍能顺利到底， 无阻卡现象。 3优选钻头， 提高单只钻头进尺。在 P DC钻头 选型上， 通过分析邻井钻头使用情况， 结合地质分层 和岩性， 合理选择钻头。根据二开裸眼段长、 砂泥岩 互层的特点选用五刀翼大切削齿 P DC钻头 1 9 1 T I 1 T I 主切削 ， 配合马达使用， 提高了单只钻头的机械钻 速和进尺，延长 了单只钻头 的钻进寿命，减少 了起 下钻次数， 从而缩短了钻井周期、 保障了井下安全。 滨海 1 0 X 1 井仅用 6只钻头 见表 2 就完成 了 该井 的钻 井进 尺 ，其 中 4只 P DC 2只 旧钻头 ，2 只新 钻头 完成 4 6 1 5 ． 5 m 的进 尺，占全部 进尺 的 9 4 ． 3 7 ％。旧的 3 1 1 ． 1 mm F M2 6 5 3 Z钻头人井 2 次 ， 钻井进尺为 1 9 2 9 m ； 2 1 5 ． 9 mm F M3 5 5 3 Z钻头人 井 2次 ，进尺为 8 4 1 ． 3 5 m，出井后新度为 9 0 ％。新 的 西2 1 5 ． 9 mm HC D5 0 5 Z X钻 头 图 2 人 井 2次 ， 在 3 7 0 0 m 以下地层钻井进尺 l 1 4 5 ． 2 5 m，出井新 度为 8 5 ％，仍可再次使用。全井施工仅使用了3 个 新钻头， 钻头成本合计为 2 1 万元 ， 节约 了钻井成本 ， 创造了较大的经济效益。 第一次出井 第二次出井 图 2 滨海 1 01 井所用钻头 4 优选钻井参数，提高机械钻速。针对不同 的井眼尺寸、地层特点及钻头选型，确定不同的钻 井参数，以适当的高泵压、大排量进行钻进，最大 限度地发挥水力破岩作用 ，提高钻井液对钻头的清 洗作用，最终达到快速安全钻进的目的。 一 开井眼尺寸大，地层属于明化镇组，可钻性 较好 ，在此井段水力破岩效果明显 ，所以采用 P DC 和高泵压 、大排量 2 0 MP a 、7 3 L ／ s 的组合进行 二开钻进 ，机械钻速达到 6 5 ． 5 8 m／ h 。 二开井眼钻穿馆陶组，裸眼段长，井眼大，且 在 1 2 0 0 ～1 5 0 0 m井段进行定向，属于大井眼深层 定向，因此制定了详细的措施，以确保二开顺利。 首先使用膨润土浆开钻，钻进至造斜点 井深 1 2 0 0 m 转换钻井液为钾盐聚合物钻井液， 其次钻进至井 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 4 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 1 年 1 1月 S KW 1 21 C 1 7 ．2 5 M S1 9 5 1 S S 6 5 ． 5 8 FM265 3 Z 1 5． 6 8 HJ T51 7 G 5- 2 9 FM265 3 Z 6．47 FM 3 5 5 3 Z 1 3 _ 3 0 FM 3 5 5 3 Z 8 ．4 9 HCD5 0 5 Z X 7 ． 0 2 HCD5 0 5 ZX 3 ． 5 7 2， ～4 2～ 3 2， ～4 6～ 1 0 2， ～4 2， ～4 1～ 2 1～ 2 1～ 2 深 1 2 0 0 m扫稠塞，短程起下钻至上部套管鞋处， 提前加人润滑剂，为造斜做准备 ； 坚持短程起下钻 制度 ； 密切关注钻井参数变化 ； 准确判断馆 陶组底 砾岩的位置等措施都是二开顺利快速完成 的前提。 三开井段为东二组和沙河街组地层 ，地层可钻 性变差 ，在此井段确定参数时，应兼顾井眼清洁、 地层承压能力、钻头清洗及冷却等多方面因素，且 三开裸眼井段长，定向钻进托压严重，只能在复合 钻进中通过调整钻井参数来控制井眼轨迹。 5 应用优质钻井液体系。该井使用钻井事业 部 自 行研制的钻井液体系，三开后，防塌、防漏是 每 日 工作的重点，由于三开后裸眼段较长，每天向 井 内加入 0 ． 5 ～1 t 无荧光润滑剂 ，确保钻井液摩阻 系数保持在 0 ．0 4以下。 强化特殊岩性钻井液性能及处理措施 。在玄武 岩地层钻进时，进入玄武岩地层之前 5 0 ～1 0 0 m 开 始调整钻井液性 能，提高钻井液密度至 1 ． 2 8 g ／ c m 以上，控制滤失量小于 3 mL ，控制好密度窗 口，保 障了玄武岩段的施工安全。 滨海 1 0l 井J l 1] 完工后 ，在井内钻井液静置 3 2 h的情况下，不通井直接常规电测 2 趟仍能顺利 到底 ，全井钻井液成本仅为 3 8 3 ． 5 1元 ／ m，该钻井 液体系与地层具有良好的配伍性。 6应用新技术 、 新工艺。在滨海 1 0 X 1 井三开 井段使用了休斯 P D C 威德福马达 L WD E C D等 先进工具 。L WD在钻井过程中不仅能实现 MWD的 提供定向参数 井斜、方位、工具面 的功能，还能 在地质情况复杂，不能很好确定地质标志层、薄储 层的情况下提供实时的地质和储层数据， L WD上带 的 E C D仪器可以实时监测 E C D变化情况，为判断 井下复杂情况及时做好应对措施提供 了判断依据。 威德福马达扭矩大，性能稳定，工作时间长， 先进的仪器保证了连续井眼轨迹控制，减少了起下 钻次数 ，三开井段最高连续施工 9 d未起钻。L WD 的实时测井，使测井曲线受钻井液侵入影响小，可 部分甚至全部代替常规测井 ， 减少了常规测井项 目， 缩短了施工周期 。 4结论 及认 识 1 ． 钻头选型是优快钻井的基础，要根据设计资 料，认真对比分析邻井资料，针对地层情况合理选 择 P DC钻头型号。 2 ． 合理的钻井参数不仅能加快钻进速度 ，更能 保护好钻头，减少切屑齿磨损， 延长钻头使用时间。 3 ． 先进钻井工具 的使用 ，不仅可以提前预告井 下复杂情况， 还可减少施工工序，缩短钻井工期。 4 ． 优质钻井液体系的运用也是保证优快钻井的 前提，经过近几年的钻井实践证明，该抗高温聚磺 钻井液与该地区地层配伍 良好 。 5 ． 良好的生产组织管理和设备管理是优快钻井 的保障。施工时仔细进行方案设计 ，密切跟踪作业 情况并及时制订技术调整措施，可保证整个施工平 稳、高效运行。 参 考 文 献 [ 1 ] 王成岭， 李作宾， 蒋金宝， 等 ． 塔河油田 1 2区超深井快 速钻井技术 [ J ] ． 石油钻探技术 ，2 0 1 0 ，3 8 3 1 7 2 1 ． 收稿 日期2 0 1 1 - 8 ． 2 5 ；HG F I 1 S F 6 ；编辑付明颖 ∞ 胁 印 如 印 跚 ∞ ∞ 4 加 加 加 加 “ 勰 ， 7 5 0 5 2 0 Ⅲ 耋 } № № 5 5 ∞ 加 8 昌 ∞ 5 0 一 一 ～ 一 一 一 ～ 一 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 4 5 1 1 1 9 9 9 9 0 4 1 1 1 5 5 5 5 0 2 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m