鄂北区块优快钻井技术难点分析及对策.pdf

石油天然气学报2 0 1 2 年 5 月第 3 4 卷第 5 期 J o u r na l o f Oi l a n d Ga s Te c hn o l o g y Ma y 2 01 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 5 鄂北 区块优快钻 井技术难点分析及对 策 黄 为 ，李章程 ，方 勇 中 石化河南 石油勘探 局钻井工程公司， 河南南阳4 7 3 1 3 2 [ 摘要]针对鄂北 区块 地层 中砂砾 岩研 磨性 强、夹层 多、可钻 性差 、憋跳 严 重等地层 特性 与 井下 复杂情 况 ，分析 了钻井过程 中的井身质量不 易控 制、钻 头不易选型 、钻具容 易先期 失效 以及使用 P D C钻 头后 易 发 生钻头泥包 等的技 术难 点，提 出 了优 化钻具结构 、优 选钻 头、P DC钻 头预 防泥包 和钻 具失 效预 防等 技 术措施 ，通过现场应用 ，钻 井速度得 到了明显提高 。 [ 关键词 ]优快钻井 ；泥包；钻具失效预防 ；对策 [ 中图分类号]TE 2 4 9 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 0 5 0 2 3 2 0 2 鄂 尔 多斯北 部 区块是 中石 化重要 的天然气 勘探 开发 区块 之一 ，平 均完 钻井 深 2 7 0 0 3 O 0 0 m。由于 该 区块地 层 岩性变 化 大 ，地 层情 况 复杂 ，在钻 井施 工 中出现 了一些 难点 问题 严重 影响 了 区块 的勘探 开发 速 度 。笔者 针对影 响 钻井 速度 的难 点 问题 提 出 了一 些解 决对 策 ，通 过 现场施 工应 用表 明 ，钻井 速度 和效 率 得 到 r提 升 。 l 钻井施工中的主要难点 1 井 身质 量不 易控 制 。地层 岩性 主要 以泥 岩 、砂 岩 为 主 ，部 分 井 段 中蒙 脱 石 含量 高 ，钻 进 中极 易 发 生水 化膨 胀 、掉块 ，井 径容 易扩 大 ，导致 井径 扩 大率 不 能满 足要 求 。上部 地 层 石 盒 子前 倾 角大 ， 井 斜不 易控 制 。 2 钻 头不 易选 型 。该 区块表 现 为地层 复杂 ，部 分地 层 段有 多段 砂砾 岩 互 层 ，地 层软 硬 交 错 ，普 通 牙轮 钻头 钻进 时容 易 出现憋 跳钻 ，造 成钻 头牙齿 出现早期 严重 磨损 及崩齿 现 象 。 3 钻具 容易 先期 失效 。主 要表 现为 钻杆刺 漏 、断钻 铤等 井下 事故 。 4 使 用 P DC钻 头后 ，容 易发 生钻 头 泥包 。施 工 时容 易造成 不必 要 的起下 钻 ，严重影 响 钻井 时效 。 2 提高钻井速度 的对策 2 ． 1优化 钻具 组合 ～ 开选 用塔 式钻 具组 合 P D C钻头 ，钻 压控 制在 4 ～8 t ，这 样 既可 以提 高机 械钻 速 ，又 可 以有 效 预 防井 斜 。 二开可选用大直径勺形硬质合金齿 的 H5 1 7钻头钻穿延安组砂砾岩层 ，在穿过延安组砂砾岩层后， 再下 入 P DC钻 头 ，这样 能有效 防止 P D C钻头 复合 片在砾 岩层 中的先期 失效 。石 干峰 组 以上 的地 层 ，钻 具采 用单 扶小 钟摆 钻具 组合 ，钻 压控 制 在 1 2 t以下 ，井 斜 可 以控 制在 2 。 以 内 ，过 石 千 峰 组 后 甩掉 扶 正 器 ，采 用减震 器 加光钻 铤钻 具组 合 ，井身 质量 一般 可控 制在 工程设 计 范 围内 ，机械钻 速也 能够 得 到大 幅 提 升 ，并且 能有 效预 防钻 具事故 的发生 。 2 ． 2优选 P D C钻 头及优 化技 术措 施 针 对 P D C钻头 在使 用过 程 中容易 发生 泥包 的 问题 ，主要从 以下方 面人手 ① 做好 P D C钻 头 的选 型 [ 收稿 日期]2 0 1 20 3 1 2 [ 作者简介]黄为 1 9 8 5 ，男 ，2 0 0 6 年长江大学毕业 ，助理工程师 ，现从事钻 井现场 技术管理及研究 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 5期 黄为等 鄂北 区块优快 钻井技术难点分析 及对策 工作 ，钻 头水 眼 、流道 设计 应 利于 排屑 。② 下入 P D C 钻 头之 前 ， 应 充 分循 环 处 理好 钻井 液 ，清 洗井 眼 ， 防 止起钻 后 滞 留在井 眼 内 的钻屑 继续 水化 分散 。③ 下 入 P D C 钻 头前 先短 起下钻 ，对井 壁 泥饼 进 行刮 削 、 挤 压 ，将 虚泥饼 拉 薄 、压实 ，尽量 保证 井 眼畅 通 、消除 阻 卡 。④ 下 钻 时在 钻 头 流道 表 面 涂满 黄 油 ，形 成 一 层 保 护膜 ， 减 少 钻 头 与 钻 井 液 中 的劣 质 固 相 直 接 接 触 的 时 间 ，或 者 下 钻 前 用 筛 布 把 钻 头 先 包起 来 。 ⑤下 钻 过程 中还 应适 当控制 下放 速度 ，下钻 到底 时必 须 先 开泵 ，尽 量提 高 排 量充 分 冲洗井 底 和 钻头 ，等 排量满足要求后再轻压钻进 0 ． 5 m做好井底造型。⑥在上石盒子地层可钻性较好的泥岩中，要控制机械 钻 速 不要 太 快 ，以减 小钻 头 发生 泥包 的几 率 。 2 ． 3加 强针 对措 施 防止钻 具 早期 失效 钻具 的早 期 失效 也是 鄂北 工 区钻井 施 工所 面临 的一 大难 题 。主要 表现 为容 易断 钻铤 ，基 本上 都是在 钻 铤 母扣 端 以下 1 0 c m 处 先 刺漏再 断 裂 。针 对 钻 具 失效 主要 从 以下几 点 人 手 ①使 用 P D C钻 头 直螺 杆复合钻钻进 ，在钻具低转速的情况下钻头也能获得高转速 。这样既有利于提高机械钻速 ，同时也大大 降低 了钻 具所 承受 的扭矩 。② 加强 钻铤 中途探 伤 ，定期 倒 换 钻具 和 错 扣 检查 钻 具 。③ 遇 到钻 时 变 慢 时 ， 及 时变 换钻 压 ，避 免钻 铤 长期 在一个 应 力 中和点 位 置转 动 。④钻 铤必 须按标 准扭 矩 上扣 。⑤钻 铤 在上扣 时 缠丝 扣膜 或 自布 袋 ，加强 丝 扣 的密封 。另 外在 钻进 过 程 当中丝扣 膜 或 自布袋也 起 到减 震效果 。⑥ 在钻 具 组合 当中加 减震 器 ，避免 钻 具在 转动 过程 当 中径 向跳 动过 大 引起 钻 具疲 劳破 坏 。⑦钻进 过 程当 中若遇 憋 、跳 钻 ，要 及时 变档 、变 压 ，避 免钻 具承 受 的扭矩 过 大造 成钻铤 先期 疲 劳破 坏 。 3 现场应用效果 表 1中的 D6 6 7 7井 、D 6 6 4 9 井是先期施工 的 2口井 ，D 6 1 1 7井 、D 6 6 9 0井 、D6 6 6 3井是采取针 对措施后施工的井 ，其中 D 6 6 6 3井采用直螺杆复合钻进技术。通过表 1可以看 出，采取针对措施后， 钻井速度得到了明显提升 ，基本解决 了钻头泥包和钻具的早期失效问题 。 表 1 采取针对措施后各 井施工情况对比 井号 井深／ m 钻井周期／ d 机械钻速／ m h 一 断钻铤次数 钻头泥包次数 7 ． 8 8 9 ．1 9 1 1 ． 9 1 1 1 ． 8 5 1 2 ． 7 3 4 结论与认识 1 找 出钻具 早期 失效 的 原 因 ，并 在施 工 中采取 有 针 对性 的技术 措 施 后 ，基 本 上解 决 了钻 具 早期 失 效 这 一难 题 。 2 尝 试使 用直 螺 杆加 P D C 钻 头 的 方 式 后 ，机 械 钻 速 得 到 了 明 显 提 高 ，能 很 好 地 预 防 井 下 事 故 的发生 。 3 根 据鄂 北 区块 的地 层 特 点 ，通 过 优 选 钻 头 、优 化 钻 具 组合 和钻 井 参 数 ，能大 幅 缩 短 钻井 周 期 ， 提高经济效益 。 [ 编辑] 萧雨 7 9 7 O 7 4 l 9 卜 6 6 6 6 D D D D 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m