塔里木盆地YJ3井钻井施工技术浅析.pdf

第2 4 卷第2 期 2 0 1 4年6 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P ET R0I J E UM S CI E NC E AND T E CHN0L 0GY Vo 1 ． 2 4 N o ． 2 J u n ． 2 0 1 4 塔里木盆地Y J 3 井钻 井施 工技术浅析 李 良涛 ，钟大虎 中石 化 工程 公 司江 汉 钻井 西 部 分 公司 ，新 疆 轮胎 8 4 1 6 0 0 摘要 Y j 3 井位于塔里木盆地顺果勒低隆北缘的一口 勘探井，钻探 目的是为了评价跃参中部断垒带储 层发育特征及含油气性，取全取准钻井、录井、测井等各项基础资料，验证本区地震波组的地质属性与储层 特征反射特征。Y j 3 井为直井，设计 井深7 1 3 0 m，通过论述Y 1 3 井施 工特点及难点，特别是二 开1 2 1 ／ 4 ， 井眼 5 5 7 m．叠系火成岩钻进过程中井漏及堵漏经过，四开5 7 ／ 8 J 、 井眼取芯钻进时钻参控制。并对Ⅵ3 井施工进行 总结 ，对相 同区块施工各井具有一定的参考价值。 关键词 Y J 3 井；堵漏；取芯 Y J 3 井是2 0 1 3 年度西北油田分公司在跃进区块部 署的唯一一 口四开结构探井 ，位于塔里木盆地顺托 果勒低隆北缘部位 ，实钻 中克服各种地质条件复杂 因素 ，严把井下安全 、操作关 ，全井安全生产无故 障，优质、高效、安全完成了该井的施工，并喜获 高产 ，为西北油 田分公司外围油藏 的勘探突破做出 了贡献 。2 0 1 3 年6 月被西北油 田分公司评为优质工 程 。 1 基本情况 1 ． 1 施工情况 Y J 3 井为四开结构勘探井 ，设计井深7 1 3 0 m ， 完钻 井 深7 2 0 7 ． 6 6 m。2 0 1 3 年 2 月 1 日1 2 0 0 一 开 ，2 0 1 3 年 6 Y ] 1 3日1 2 3 0 完钻 。无可参考邻井钻井 、地质资料， 实钻地层 与设计地层差异性较大 ，且超 长二叠系 设计 1 5 0 m，实钻5 5 7 m，可钻性差 ，井漏频繁 ； 目的层取芯井段地层破碎 、含气量高。Y J 3 井实钻周 期 1 1 1 ．0 8 d ，节约4 5 ． 9 2 d ，全井机械钻速7 ． 7 2 m ／ h ，比 设计提高5 3 ． 4 8 ％，取芯收获率9 6 ． 0 6 ％。 1 _ 2 井身结构与套管程序 表1 1 ． 3 钻遇地层简表 表2 2 施工特点及难点 2 ． 1 各开次施工特点 2 ． 1 ． 1一开 井段 使用大尺寸钻铤带扶正器，保证深表层下套管 J f , NN位。 一 开表层套管设计 1 5 0 0 m，鉴于周围施工的井 下表套困难 ，在钻进时带扶正器钻进 ，并按2 0 0～ 3 0 0 m 进行一次短起下作业，大排量冲洗井壁， 保证 一 开井眼平滑，1 5 0 0 m表层套管顺利下到位。 2 ． 1 ． 2二 开井段 长二叠系井段随钻堵漏技术创新应用 ；优化钻 具组合 、优选钻井参数 设 计 预 测 本 井 二 叠 系 厚 度 为 1 5 0 m，实 钻 5 5 7 m，岩性为灰绿色英安岩 ，易垮易漏 ，地层与设 计差异较大。针对这种情况 ，为 了避免复杂 ，我们 简化了钻具，甩掉扶正器并加入随钻震击器。同时 严格控制钻压在 1 6 t 以内，防止井斜 ，后来电测证明 这一措施得到了很好的效果。考虑N--叠易漏 ，钻 进过程 中尽量走排量下限 3 5 L ／ S，另外下人牙轮 钻头不装喷嘴，为堵漏创造了先期条件。二叠系钻 进 中，发生了三次井漏 ，其中两次为失返性漏失 ， 三次都可以从环空灌浆至井 口返浆 ，采取的主要的 措施如下首先继续强钻，尽量揭开漏层；然后打 人堵漏浆，起钻至上部稳定地层；在上部地层开大 第一作者简介 李 良涛 ，男 ，本科 ，2 0 0 6 年毕业于 重庆科技学院钻采系 ，现任中石化工程公司江汉钻井西 部分公 司7 0 1 5 7 队副队长。 4 0 江 汉 石 油 科 技 第2 4 卷 表1 井身结构 表 设计 实际 钻头尺寸 井深 套管尺寸 下深 钻头尺寸 井深 套管尺寸 X下深 mmx m mmx m minx m mmx m 444． 51 5 O0 3 39． 71 499 444． 5X1 5 04 339． 71 50 2． 91 31 1 ． 2x 4970 25 0． 88 ／ 24 4． 5X4968 3l 1 ． 25 380 25 0． 88 ／ 24 4． 5X5378 ． 65 21 5． 9X70 03 1 77． 8X7 000 21 5． 971 44 l 7 7． 871 42 55 1 4 9 ． 2 7l 3 0 裸 眼 1 4 9 ． 2X 7 2 0 7 ． 6 6 裸 眼 排量循环 ，继 而给井底一个压力 ，致使堵漏浆蹩 人 ，期间间歇性静止堵漏 ，让堵漏材料发挥最大的 功效。待循环无漏失之后 ，便下钻到底验漏 ，正常 后随即恢复钻进 钟摆钻具组合 3 1 1 ． 2 mm P D C 慧特利 2 4 4 m m 0 ．5 。单弯螺杆9 ．3 8 m 9 D C 1 ．2 1 m 6 3 1 X 7 3 0 0 ． 8 5 m 3 1 l 扶正器 1 ． 8 7 m8 ” D C1 2 1 0 7 ．9 1 m 6 3 1 4 1 0 0 ． 8 6 m 7 D C 6 5 6 ． 0 2 m 5 H WD P3 2 8 ． 1 4 m 1 4 1 1 5 2 0 0 ． 8 3 m 5 1 ／ 2 “D P，喷嘴1 7 ． 5 mm7 。 在 实钻 过程 中注意 防斜 ，坚 持每 钻进 2 5 0 3 0 0 m短程起下钻一次 ，并及时进行测斜 ，根据实钻 情况及时调整钻井参数 ，确保了井身质量。 螺杆 P D C 钻进优选参数如下 钻压4 08 0 k N、转速4 0～6 O r p ／ m 螺杆 、排量 5 0 L ／ S 、泵压 螺杆工作压差2 3 MP a 。 2 ． 1 ． 3 三开井段 大胆创新，使用国产高温螺杆 国产高效P D C 复 合技术 ；并制定深井技术措施 。 在井身结构上将二叠系封固在二开井段 ，这样 为三开井段的钻进提供了非常好的井眼条件 。优选 抗高温螺杆和适宜地层的P D C ，取得了显著效果 ， 其技术指标可与进 口产品相媲美。 三开深井安全技术措施如下 1 参照转盘扭矩仪，加强了钻头使用判断的 力度。 2 钻进中，我们根据地层压力监测结果及时 调整钻井液密度 ，严格控制钻井液 中的固相含量 ， 改进泥饼的质量 ，有效地防止压差卡钻的发生。 2 ． 1 ． 4 四开井段 严格执行 深井 、取芯技术措施 ，重视井控工 作。本井段地层存在有裂缝且溶洞发育 ，钻井过程 中，可能发生井漏和井涌等复杂情况 ，应储备一定 的堵漏材料和压井材料。 四开深井技术措施 1 人井钻头要严格按规定上扣，认真检查。 2 下部钻具为3 1 ， 2 ”小钻杆 ，操作精心 ，防 止产生钻具和钻头事故。 3 若钻遇严重井漏备足泥浆 ，尽量抢钻 8 ～ 1 0 m同时要作 好 防喷准备 。抢 钻后 ，轻放 钻具探 底 ，探底2 0～3 0 k N 后起钻。 4钻进 中要做好各项录井工作，要及时发现 和保护油气层。 5 做好H ， s 检测工作 ，严防H ， S 溢出。 2 - 2 施工技术难点与对策 2 ． 2 ． 1 二 开钻遇 二开钻遇二叠系段长 ，地层可钻性极差 ，且极 易漏失。 本井 实际钻遇二叠 系为4 7 5 4 m～5 3 1 l m，厚度 5 5 7 m。在钻进过程 中，发生三次井漏。 第 一次 井漏 漏速 1 6 ． 2 m ／ h ，加 入 随钻 堵漏 剂 D F 一 1 2 t 、F L 一 1 2 t 、F R D 一 1 2 t 、S Q D 一 9 8 细2 t ，堵 漏材料 量 占总泥浆量2 ％，循环观察未 随钻堵漏成 功。后配注浓度3 5 ％堵漏浆4 3 m 3 注入漏层循环观察 无漏失 ，划 眼到底循环 亦无 异常漏失 ，遂恢复钻 进。 第二次井 漏 漏速 3 1 ． 7 6 m ／ h 。加 入随钻堵漏 齐 0 D F D 一 1 2 t 、F L 一 1 2 t 、F R D 一 1 2 t 、S Q D 一 9 8 _ m 2 t 、 C X D 一 2 2 t ，同时调整泥浆性能 ，加入 防塌 、抗温 、 润滑材料 F T r 一 1 2 t 、X C S 一 3 2 t 、S HC 一 2 2 t 、ML L 一 1 第2 期 李 良涛， 等 塔 里 木盆 地YJ 3 井钻 井施 工技 术 浅析 4 1 二叠系中统 石 炭 系 下统 泥盆系 上统 生 留 界 系 下统 上 奥 统 陶 系 中 统 P 5 31 2 ． 5 0 5 5 7 ． 0 0 Cj s s 0 0 s 劢 上部为棕 、浅棕 、浅灰棕色英安 岩夹浅灰色凝灰 岩 、棕褐色泥岩 ，下部 为浅绿灰 、绿灰 、灰绿色英安岩 。 分 二段 ①棕 色泥岩与浅灰 、灰白色砂砾 岩 、含砾中一 粗粒石英砂 岩 、细 粒 岩屑砂岩 、粉砂岩呈等厚互 层 ，即 “ 砂泥岩段 ”。② 棕色泥岩 、灰色 灰质泥岩夹灰褐色粉砂质 泥岩 ，即 “ 上泥岩段 ”。 分 三段 ①黄灰 色泥晶灰岩 、褐灰 色泥质灰岩夹灰色 泥岩 ，即 “ 双峰灰 巴楚组 C , b 5 5 2 6 ． 5 0 1 2 9 ． 5 0 岩 ”。② 棕褐 、灰褐 、灰色 泥岩 、粉砂 质泥岩 ，即 “ 下泥岩段”。③ 棕 褐 色泥岩与浅灰 色细粒石英砂岩 、粉砂 岩略等厚互层 ，即 “ 砂泥岩互层 段 ”。 东河塘组D， d 5 6 8 0 ． 5 0 1 5 4 ． 0 0 灰 白色 、灰色细粒石英砂岩夹灰褐色 、灰色泥岩 、粉砂质泥岩 s I l 6 2 1 6 ． 0 0 5 3 5 ． 5 0 濒 黼 泥 分 三段 ①浅灰色细 粒石英砂岩 、灰色 泥质粉砂岩夹灰褐 色 、灰绿色泥 6 5 5 3 ．5 0 3 3 7 ．5 0喜 鲁 曩 色细粒石英砂岩 、粉砂岩 、泥质粉砂 岩等厚互层。 桑 塔 木 组 7 10 0 ．5 0 5 4 7 ．0 0 蓑 觎 、 濒 良里塔 格组 恰尔巴 克组 o I v 7 1 3 6 ．o o 3 5 ． 5 0 褐灰色泥灰岩、黄灰色泥晶灰岩。 o， q 71 5 2 ．o o 1 6 ．o o 棕褐色灰质泥岩 、褐灰色泥质灰岩 。 一 问房组0 y j 7 2 0 7 ．6 6 5 未 5． 穿 66 黄灰色泥 晶灰岩 、含砂屑泥晶灰岩 、砂屑泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩 。 4 2 江 汉 石 油 科 技 第2 4 卷 2 t ，注入漏层后循环验漏 ，无异常漏失后开始正常 钻进。 第三 次井漏 钻 进 至5 2 0 3 ． 6 8 m发生失 返性 漏 失，抢钻至5 2 0 4 ．0 9 m，环空吊灌l 1 m 3 后井口返浆。 后 加 入 随钻堵漏 剂 D F D 一 1 2 t 、F L 一 1 2 t 、F R D 一 1 2 t 、S Q D 一 9 8 细2 t 、S Q D 一 9 8中粗2 t ，调整泥浆性能 ， 加人 防塌、抗温 、润滑材料 ，丌’一 1 2 t 、X C S 一 3 2 t 、 S H C 一 2 2 t 、ML L - 1 2 t ，漏失情况得到解决 ，随即恢 复正常钻进。 堵漏抛弃了常规的承压堵漏技术，采用随钻堵 漏 ，节约了大量起下钻及承压时间，堵漏效果也非 常好。 2 ． 2 ． 2 目的层5 7 ／ 8 “ 小井眼破碎 性地层取 芯 总共取芯 3 次 ，取芯总进尺 1 9 ． 8 2 m，总芯长 1 9 ． 04m，平均取芯收获率 9 6 ． 0 6 ％ 见表3 。 2 ． 2 ． 3 取 芯钻进难 点 1 地质构造复杂 ，奥陶系中统一间房 ，岩性 主要是浅灰色泥晶灰岩 ，裂缝非常发育，且裂缝 中 填充物成分较 复杂。灰岩胶结程度很差 ，岩性松 散，但是致密性又很强，给取芯收获率造成极大影 响。 2井深且岩心直径小 ，本井5 7 ／ 8 ” 小井眼最 深取至7 1 9 4 ． 3 8 m，井越深起下钻磨阻越大 ，钻压控 制难度很大 ，这给给取芯施工带来不利影响。 3 井下情况复杂 ，目的层取芯 随时面临井 涌、井漏等风险 ，在泥浆密度控制上要非常精确 ， 既要保证密度能控制地层压力 ，又要保证裂缝地层 不产生漏失 ，同时兼顾取芯钻进机械钻速。实际操 作起来确实难度很大。 面对上述诸多不利因素 ，采用以下技术措施 1 正确的选择取芯钻头及取芯工具 ，本井取 芯钻头为 迪普 巴拉斯D C 2 0 6 ，取芯筒为川5 5 不 投球取芯筒 ；取芯筒入井后充分循环井底 ，即可进 行取芯钻进 ，省去投球环节 ，保证取芯施工连续性 和完整性 。 2 仔细检查入井工具，为保证取芯收获率 ， 工具人井前技术人员对取芯钻头 ，取芯筒外筒 ，内 筒 ，岩心抓及悬挂轴承进行仔细全面的检查 ，同时 严格按照要求调节岩心爪间隙。 3 制定合理的取芯钻进参数 表4。 同时树芯必须保证进尺5 0 c m以上 ，岩心完全进 入 内筒后正常取芯钻进 ；取芯钻进钻压 、转数 、排 量稳定 ，严格避免参数变化造成的岩心粗细不均。 割芯完后起钻严格控制速度，避免岩芯脱落。 2 ． 2 ． 4四开溢流妥善处理 Y J 3 井钻进至井深7 1 9 7 ． 5 1 m，发生放空 、井 口钻 井 液 失 返 。 下 放 钻 具 探 放 空 井 底 至 井 深 7 2 0 3 ． 8 8 m 放 空 井 段 7 1 9 7 ． 0 0 ～7 2 0 3 ． 8 8 m，视 厚 表3 5 7 ／ 8 ” 小 井 眼破 碎 性地 层取芯 数据 表 表4 取芯钻进参数表 第2 期 李 良涛， 等 塔 里木 盆地Y J 3 井钻 井施 工技 术 浅析 4 3 6 ．8 8 m，起钻至套管鞋，等方案、配钻井液，每小 时 吊 灌 4 m 。 接 到 方 案 后 下 钻 到 底 强 钻 至 7 2 0 7 ．6 6 m，溢流后立 即关井观察 ，立压6 I 3 M P a ，套 压7 ． 8 M P a 。经过5 次平推压井作业 ，证实平推压井 是处理奥陶系碳酸盐岩溢流最有效的方法。 3 结论与认识 1 为塔里木盆地顺果勒低隆北缘的其它井提 供了完整的地质资料 ，为以后施工提供参考 。 2 二叠系钻进过程中遇三次井漏 ，采用了中 粗颗粒的堵漏材料随钻封堵 ，，相 比常规的承压堵 漏 ，节约 了大量起下钻及蹩压 时间 ，堵漏效果 明 显，为以后二叠堵漏施工提供 了参考。 3平推压井成功处理奥陶系碳酸盐岩溢流 ， 为以后施工提供了参考。 4 奥陶系破碎性地层取芯技术措施 、取芯钻头选 型成功 ，为以后破碎性地层取芯施工提供了参考。 参 考 文 献 【 1 ] 刘希圣 、陈庭根、管志川．钻井工艺原理 [ M]．北 京石油工业出版社，2 0 0 0 2 3 0 - 2 3 4 ． 【 2 ] 赵金洲 、张桂林．钻井工程技术手册 [ M]．北京 中 国石化出版社 ，2 0 1 1 1 0 2 5 1 0 2 6 ． [ 3 ]3 路小帅、牛晓、刘云．中国石化工业股份公司Y J 3 井钻 井设计 [ J ]．新疆 中石化西北油田分公司出版， 2 01 2 1 5】 ． 编辑胡素梅 应用流体包裹体研究油气成藏 利用油气包裹体丰度、包裹体岩相 学、包裹体 荧光光谱和显微测温分析 ，研究塔里木盆地塔 中地 区奥陶 系储集层油气成藏 史。流体 包裹体分析首先研究 包裹体岩相 学，即借助紫外一可见光光谱划分包裹体组合 ， 再选择 包裹体组合 内的盐水 包裹体和油包裹体开展显微荧光光谱、显微测温研 究，最后根据均一温度、冰点 温度并结合P V T 模拟分析油气充注史。包裹体分析应注意①样品的选择和处理；②利用包裹岩相学，综合 包裹体组合和显微 荧光光谱分析油气充注期次和成藏史；③确定所用盐水包裹体是成岩次生产物且与油气包 裹体共生，避免利用数量不足或者没有严格分期次的包裹体数据来解释油气充注期次和时间；④结合井底温 度 ，考虑碳酸盐岩中包裹体捕获后的再平衡 以及 包裹体超压捕获对流体 包裹体温度和盐度的影响。流体 包裹 体显微测温结果揭示塔 中奥陶系储集层 至少存在 两期 油充注，存在低盐度、中等盐度 、高和超 高盐度的4 种 类型地层水，后两者可能与塔 中潜山带变形引起的咸水流动有关。 摘 自 石油勘探与开发 2 0 1 3 ，N o ． 2