车66区块复杂地层优化钻井技术-.pdf

201 0 第4 卷 第 3 期 天 然 气 技 术 Na t u r a l Ga s Te c h n o l o g y V0 1 ． 4． NO． 3 J u n ． 2 0 1 0 文章编号 1 6 7 3 9 0 3 5 2 0 1 0 0 3 0 0 5 3 0 3 车 6 6区块 复 杂 地 层 优 化 钻 井 技 术 姜新越李齐富孙家栋刘悦来王健民 中 石油渤海装备第一机械厂渤海能克钻杆有限公司，河 B 青县0 6 2 6 5 8 摘要 车 6 6 区块 由于地 层承压 能力较低 ，在 钻井液 密度 高时极 易发生 井漏． ． 针 对这一状 况 ，对 与车 6 6区 块复杂地层配套的钻井技术进行了优化钻井中采用钟摆与偏轴防斜钻具组合、优选钻头、使用以聚磺表面处理 与承压堵漏为主的钻井液体系，对保护油气层起到了明显的作用，井下事故与复杂情况明显减少，钻井速度、固 井质 量得 到明显提 高，平均单 井 日产 油气 当量提 高 了8 t 。 关键词 车6 6区块复杂地层钻井技术优化济阳坳陷 中图分类号 T E 2 4 2 文献标识 码 A 0 引言 车 6 6区块位于济阳坳 陷车镇 凹陷大王北洼陷西 部 ，是在埕南 大断层下 降盘发展起来 的一个古近系 箕状洼陷。该 洼陷西部沙三段下部发育 了一大套砂 砾岩体 ，该地 区新生界发育 ，储层物性 好 ，地层 承 压能力较低 ，在钻井液密度高 的情况下极易发生井 漏 [ I - 2 1 。 在车 6 6 井钻井施工 中，钻至沙三段下部时多次 发生井漏 、井涌及卡钻 ，导致填井侧钻 ；侧钻 至沙 四段时再次发生井漏 。车 6 6 井在钻至沙三段下部高 压层时也发生井涌井漏多次 、卡钻 3 次 、压井 4次 ， 最终因地层复杂 ，技术套管下深浅 ，无 法解决技术 难题而导致第一井眼报废 ，只好填井侧 钻 ，事故损 失时间高达 1 0 8 d 。要改变这种状况 ，必须对与该 区 块配套的钻井技术进行优化。 1 车6 6区块地层特点及施工难点 1 ． 1 地层特点 1 地层压力复杂 ，馆 陶组 安全密度常压为 0 ． 9 g ／c m ，沙 三 段 砾 岩体 异 常 高 压 为 1 ． 7 0～1 ． 9 0 g ／ c m 。其 中纵 向 上 ，沙 四段 常 压 为 1 ． 2 0～1 ． 3 0 g ／ c m ，断层裂缝小于 1 ；横 向上 ，沙三段砾岩体储层 物性为非均质。 2 储层条件复杂。储层以裂缝为主 ，且底部与 断层潜 山相连 ；油气 比为 1 0 4 1 0 0 。 3 地层岩性复杂。沙三段砾岩体井段长，从 3 0 0 0 I l l 至 4 5 0 0 1T I ，长达 1 5 0 0 i n ；砾石分选差 1 ～ 2 0 0 mm ，形状不一 磨圆度 ；从沙_一段进入沙四段 划分难度大。 4 地层倾角为 1 0 。 ～3 0 。 ；易斜段长 从 2 8 0 0 I T I 开始直至井底 。 1 ． 2 施工难点 主要表现为 地层倾角大 ，井斜难 以控制 ；地 层岩性较复杂 ，钻头选择难度大 ；地层压力系统复 杂 ，井 喷 、井 漏 频繁 ；大套 油 泥岩 、页岩 坍塌 掉 块 ；卡钻 、断钻具 、钻头等事故频繁。 2 配套钻井技术优化 2 ． 1 防斜打快配套技术 根据 国内外对 防斜打快技术 的研究成果以及对 车 6 6区块地层倾 角对井斜影响规律 的研究 ，综合运 用 复合钻 进技 术 与偏 轴钻具 组合 、柔 性钟 摆等技 术 ，实现了防斜打快。 1 第二次开钻作业时对上部井段采用复合钻进 技术 ，优 化其 钻具 组合 ，并 配合使 用 五刀翼 大 片 P D C钻头 ，在提高机械钻速的同时达到防斜 打快 的 目的 。 其钻具组合为 3 1 l mmP D C 2 1 0 mm螺杆钻 收稿 日期 2 0 1 0～0 3一 修订 曰期 2 0 1 0 0 5 l 1 作者简介 仙， I 9 7 5 ， I ⋯j ，J 1』 ＼ ‘ _ I I 『 川j l 天然气技术 ／ 53 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 卷 姜新越，等车6 6 区块复杂地层优化钻井技术 第3 期 具 2 j 2 0 3 m m钻铤 1 根 2 j 2 0 3 ram短钻铤 3 1 l m m 稳定器 2 0 3 mm钻 铤 3 根 1 7 8 ram钻 铤 3根 1 2 7 mml 重钻杆 1 2 根 。见 图l 。 图1 车6 6 区块上部井段复合钻具组合图 使用 五刀翼大片P D C钻头配合加长传动轴 的中 空螺杆钻具的钻具结构，有效地提高了上部地层的 机械钻速 ，减少了井斜 的影响以及井下复杂情况 的 发生 。 2 利用中国石油大学的底部钻柱运动状态及动 力学特性模拟装置，通过对各种偏轴钻具组合防斜 打直效果 的实验评价 ，优选出防斜效果最好 的钻具 组合 ，并根据实验情况制订了合理的工艺措施。 3 在深部地层不适合 P D C 钻进的井段 ，采用柔 性钟摆钻具组合配合高效牙轮钻头 ，既可以起到防 斜打直的作用 ，又能够解放钻压 ，提高机械钻速。 其复合钻具组合为 2 j 2 1 5 ．9 m m钻头 1 7 7 ．8 m i l l 钻 铤 2根 f 2 j 2 1 5 m m稳 定器 1 5 8 mm钻铤 1 根f 2 j 2 1 5 mm稳定 器 f 2 j 1 7 8 m m钻铤 3 根 1 2 7 m i l l 加重钻杆 1 2 根。见图2 。 图2 车6 6 区块深部地层复合钻具组合图 4 应用钻井工程研究院研制的机械式随钻测斜 工具 。该装置连接在钻铤上 ，通过开泵 时泵压脉冲 的数量显示井斜 的度数 。司钻可 以随时了解井斜的 情况 ，以便适时吊打或加压钻进 。平均机械钻速明 显提高。 2 ． 2 聚磺表面处理钻井液体系防塌、防漏技术 深井 聚磺钻井液体 系具有易分散的特性 ，在高 温、高密度的作用下，钻井液抗油气效果差，流变 性变差，易发生井漏、井塌等井下复杂情况。 2 ． 2 ． 1 室内研究 1 钻井液体系配方的确定。通过室内实验评 54 ／ N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y 价 ，优选各类钻井液处理剂 ，按照常规处理加量评 价 ，经大量试 验 ，确定聚磺钻井液体 系配方 如下 4 ％膨 润 土 0 ． 3 ％L SY W 0 ． 5 ％S J一12 ％S D一 2 0 23 ％KF T3 ％S D一1 0 12 ％Z X 一82 ％ WJ H l 1 ％S F一1其 他辅助剂 N a O H、润滑剂 、 加重剂 等 。 2 智能型防漏、 堵漏钻井液。依据车6 6 区块渗 透性与裂缝漏失类型 ，以智能型封堵类材料 S Y 系 列 、酸溶 性膨 胀堵 漏 剂 Z X一1 2 及 抗 压堵 漏剂 K S Y 为主 ，研制 了两种 防漏堵漏钻井液配方并使 其配套 系列化。① 低强度低桥塞防漏 、堵漏钻井液 配方 添加 剂为 S Y一5、Z X一1 2 、 K S Y；加量 为 2～3 ％ S Y一5、2 ～3 ％ Z X一1 2 、1 ． 5～2 ％ K S Y。该酉 己 方适用于普遍漏失层与钻进循环中直接封堵一般渗 透性 、裂缝性漏失通道 ，能提高地层承压能力 ，可 正常使用振动筛 ，不会影响钻井液的净化。② 低强 度高桥塞可变形 、膨胀 型堵漏钻井 液配方 添加剂 为 S Y一4、 Z X一1 2 、K S Y、 复合堵漏剂 ；各组分加 量 为 3 ％ 一5 ％ S Y 一4 、 3 ％ ～5 ％Z X 一1 2 、2 ％ ～3 ％ K S Y、 5％一1 0 ％复合堵漏剂 。该配方适用于严重性 漏失层堵漏 ，通过钻具将堵漏钻井液 打入漏失层 ， 静止、蹩压 ，利用各类堵漏材料架桥、封堵不同尺 寸的漏失通道 ，提高地层承压能力 ，保证堵漏效果。 2 ． 2 ． 2 应用效果 1 通过对车 6 61 井进行表面活性剂处理 ，提 高了聚磺钻井液高温稳定性与抗污染能力，完钻密 度达到 1 ． 8 7 g ／c m ，钻井液流变性能稳定。 2 在大 8 6 、车 7 4 井第 三次 开钻前将钻井液转 化为聚磺表面处理钻井液 ，大 8 6 井 、车 7 4 井现场加 重最高密度分别为 1 ． 9 6 g ／e m 、1 ． 9 3 g ／c m ，钻井液 流变性能 良好 ，未出现任何井下复杂情况。两井性 能测试情况见表 1 。 2 ． 3 井下事故与复杂情况控制技术 2 - 3 ． 1 防卡 制订了较 为完善的 区域防卡技术措施 ，并严格 执行 。同时还制订了一整套各种情况下发生卡钻的 应急预案，加强了防卡方面的物质准备。 2 ． 3 ． 2 防喷与防漏 严保井控设备的安装质量 ，并严格按照钻井液 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 l 期 天然气技术- 钻井工程 2 0 1 0 笠 表 1 车 7 4井与大 8 6井性能测试情况表 安 全窗 口确定钻井 液密度 ，坚持 严格 的坐岗制度 ， 制订 了较为完善的防喷防漏应急预案 。在安全窗 口 小 的井段采用承压堵漏技术 ，并加强 了防喷 防漏方 面的物质准备。 2 ． 3 - 3 井下特种T具 的应用 推广应用 了一系列井下特种工具 ， 了复杂情况的发生。 率同比降低了6 5 ％，提高了钻井效率。统计分析车 古 2 0 8 一 X1 、车 6 64 、车 6 61 、车 1 52 、车 7 4 等 5口井 平 均井 深 为 4 4 9 8 1 3 1 ，平均 提高 机械 钻速 4 ． 4 5 m／ h ，钻井周期与建井周期分别平均缩短 6 5 d 、 8 2 d。 有效地减少 4 结论 1 修壁器 。为解决因为中上部井眼不规则 、井 壁不稳定造成 的 “ 大肚子”和 “ 台肩”等所导致 的 电测遇阻 ，与钻井工程研究 院合作设计了井眼上下 修整器 简称修壁器 ，解决了电测遇阻问题。 2 变径稳定器。在钻具组合 中推广使用 了变径 稳定器，发挥了其在降阻、提高钻井效率方面的潜 力 ，减少了井下卡钻等事故的发生 。 3 减震器。将其安装在紧靠钻头的钻柱上，利 用可压缩液体 吸收或减小轴 向振动和冲击载荷 ，保 护钻头和钻具 ，这是延长钻头寿命 和减 少钻具刺漏 的一种非常有效的工具。 3 应用效果 通过 以上技术 的综合应用 ，有效地减少 了车 6 6 区块钻井事故和井下复杂情况的发生 ，其钻井事故 1 通过运用复合钻进 、偏轴钻具组合 、柔性钟 摆等新技术，形成了车6 6 区块复杂地层钻井配套作 业模式 。 2 优选抗高温 、抗盐处理剂 ，组配聚磺钻井液 配方 ；在常规聚磺 钻井液基础上通过表面活性剂的 处理 ，提高了钻井液抗温抗油气污染的能力。 3 优化后的配套复合堵漏技术 ，提高 了钻井液 防漏堵漏的效果 ，减少 了井下复杂情况 的发生 ，提 高了生产效率。 参考 文献 [ 1 ]赵金洲 ，赵金海．胜利油 田深井超深井钻井技术[ J ] ． 石 油钻探技术，2 0 0 5 5 1 - 3 ． [ 2 ]魏文忠 ，赵金海，练钦．胜利油田深井技术套管损坏原 因分析[ J ] ． 石油钻探技术，2 0 0 5 4 1 3 ． 编辑 陈钰 去年全球天然气消费创历史最大降幅 B P能源统 计报告显示，2 0 0 9 年全球天然气消费比上年 下降 2 ． 1 ％，创历 史最大年 降幅 ，天然 气 成为 2 0 0 9 年所有燃料 中下降幅度最大的品种。2 0 0 9 年全球 除了中东和 亚太地 区外的其 它所有地 区 的天然气消费量均 比上年 出现下降。其中俄 罗斯天然气消费量同比下降6 ． 1 ％，为全球所有地 区中降 幅之最大；O E C D国家天然气消费同比下降3 ． 1 ％，创下自1 9 8 2 年以来的最大年降幅。 信 息来源 中国石化新 闻网 天然气技术 ／ 55 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m