环玛湖凹陷西环带钻井提速技术的应用.pdf

一 4 6 一 ■ 技术交流 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 4 年第 1 7 卷 环玛湖凹陷西环带钻井提速技术的应用 莒拉提 斯拉木 ，谢泽明 ，卡依萨尔 ，张锐 西部钻探 公司克拉玛依钻井公 司5 0 6 0 6 队， 新疆 克拉玛依 8 3 4 0 0 0 [ 摘要]提高机械钻速是节省钻井成本、加快油藏开发速度、提高全井时效的关键，通过合理、科学地钻井可避免或减少 钻井过程中人力、物力、财力的消耗，降低安全隐患，大幅度提高单井的产量及油气田的开采率。本文总结了环玛湖凹陷 西环带钻井提速的主要技术成果，具有一定参考价值。 [ 关键词】油田开发；环玛湖；凹陷西环带；钻井技术；应用 全球经济对石油能源的需求 日益增大 ，为缓 解供需矛盾 ，许多石油公 司都加大 了对石油钻采 技术的研 究。提 高机械钻速是节省钻井成本、加 快油藏开发速度 、提高全井时效的关键 ，通过合 理、科 学地钻井可避免和减少钻井过程 中人力、 物 力、财力 的消耗 ，降低安全隐患 ，大幅度提高 单井 的产量及油气 田的开采率 。本文 就环玛湖 凹 陷西环带钻井提速技术的应用进行 了总结。 1 环玛湖凹陷西环带基本情况 准噶尔盆地环玛湖凹陷北斜坡 带北接乌夏 断 裂带，构造格 局形成于 白垩纪早期 ，构造较为简 单，基 本表 现为东南倾 的平缓单斜 ，局部发育低 幅度平 台、背斜或鼻状构造 ，断裂较少 。地层 发 育较全 ， 自下而上有石炭系 、二叠系、三叠系、 侏 罗系及 白垩 系，各层系均为 区域性不整合 。其 中 目的层三叠系 百口泉组与二叠系下乌尔禾组之 间缺失上乌尔禾组，为一角度不整合。 截 至 目前 ，工 区共钻 探井 2 0 余 口。1 9 8 1 年 钻探 了艾参 l 井 ，该井在 白垩系 、侏 罗系三工河 组 、八道湾组、三叠系 白碱滩组 、克拉玛依组及 二叠系下乌 尔禾组均见到不 同程度的油气显示 。 上世纪九十年代 ，该 区又陆续钻探了玛2 井 、玛4 井 、玛6 井、玛9 井和百6 5 井 ，这些井在侏罗系、 三 叠系及二 叠系也见到不 同程度的油气显示 ，其 中玛2 井在 二叠系下乌 尔禾组和三 叠系百 口泉 组 试油获工业油流 ，发现 了玛北油 田。 目前该区 已 上交玛2 井 区二 叠系 下乌 尔禾组探 明石油地质储 量2 2 9 1 X 1 0 t 、三叠系 百 口泉 组探 明石油地质储 量2 0 9 3 1 0 t ，玛6 井区三叠系百口泉组控制石油 地质储量5 8 7 1 0 4 t 。2 0 1 0 年在玛北油 田以北上钻 玛1 3 井 ，该井在 百 口泉组获得油流，2 0 1 1 年部署 上钻玛 1 3 1 评价井 ，该井在三 叠系克拉玛依 组下 亚组和百 口泉组显示较好 ，在百 口泉组钻井取心 一 筒 ，取得油斑级岩, 06 ． 4 3 m。在百 口泉组3 1 8 6 ． 3 2 0 0 r n 试油，压裂后3 ． 5 mm油嘴最高 日产油l 1 _ 3 3 r r l 。 目前，环玛湖 凹陷西环带钻井技术难 点主要 有以下三点。 1 侏 罗系底 部八 道湾 组 、百 口泉 组均 有砾 石，如何提高该层位机械钻速为主要难点。 f 2 侏罗系存在多套煤层易发生垮塌、漏失 。 f 3 二开上部地层八道湾组砂岩渗透 率高，易 形成虚泥饼而诱发粘 附卡钻 ，三工河组 中下部地 层和八道湾砂砾岩层吸水膨胀缩径现象 ，易造成 缩径卡钻 。 2环玛湖 凹陷西环带钻井提速技术 方案 通过2 0 l 2 年1 0 月． 1 1 月2 O日在环玛湖凹陷玛 1 5 井、玛 l 6 井、玛 1 3 4 井 、夏9 2 井的钻井实践 ，成功 地形成了该区块的钻井施工配套技术。 2 ． 1 井身结构方面 1 夏7 2 井区表层钻进2 0 0 m，进入泥岩完钻。 二 开复合井 眼 ， 3 1 1 ． 2 mm井 眼钻至 克拉玛依 上亚组 侏罗系砂砾 岩居多易失水形成虚泥饼缩 径 ，白碱滩组 、克上砂砾 岩渗透 性好 易井漏 ， 中2 1 5 ． 9 mm井眼钻至乌尔禾组完钻。 f 2 1 玛1 3 井区表层钻进5 0 0 m，进入泥岩完钻。 二开复合井 眼 ， ①3 1 1 ． 2 mm井 眼钻 至克拉玛 依 作者简介莒拉提 斯拉木 1 9 7 5 一，男， 维吾尔族，新疆克拉 玛依人， 本科学历。工程师。从事油田钻井工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 0 期 莒拉 提 斯 拉木等 环 玛湖凹陷西环带钻井提 速技 术的应用 ．． 4 7．． 上亚组 侏 罗系砂砾岩居 多易失水形成虚泥饼缩 径 ，白碱滩组 、克上砂砾岩渗透性好 易井漏 ， ①2 1 5 ． 9 mm井眼钻至乌尔禾组完钻。 2 ． 2泥浆方面 1 1 泥浆体系 以选用钾 盐聚磺为宜。 2 侏罗 系三工河底部 和八道湾组砂砾 岩厚度 较大渗透 性好 ，易失水 产生虚泥饼 ，造成井 下提 下钻 阻卡 。建议二开之 前泥浆性能一次性到位 ， 在泥浆 失水上控 制在4 ． 0 ml 以下 ，减 少虚泥饼厚 度 。 2 ． 3钻头选型方面 1 1 表层 可钻 性较 好，使 用一只钢齿钻 头可钻 至 表 完 。 2 1 二开直接使用P DC 建议不使用螺杆 ， 在 玛 1 3 4 井 、玛 1 5 井、夏9 2 井二开 ①3 1 1 ． 2 mm井 眼第一 只钻头试验 了螺杆 P DC的钻具组合 ，通过 试验 ，第 一只P DC未钻至八道湾底砾岩 ，在三工 河组报废 。验 证 了螺杆在环玛湖 区块 并不完全适 用 。在玛 l 6 、玛 1 7 5 1 都未 使用螺杆，第一只P DC 可钻至八道湾砾石层 。 3 ----开 c I 3 1 1 ． 2 mm第一只钻头，选用5 刀翼或 6 T J 翼l 6 mm齿P DC钻头 ，争取用一 只钻头钻进至 八 道湾中下部 ，提高 上部地层机械钻速和行程钻 速 。第 二只钻头 ，选用DBS 六刀翼双排齿P DC钻 头 F X6 5 DX3 ，钻 穿八道湾 ，进入 白碱滩组 ， 若钻 时较快 ，则继续在 白碱滩 泥岩段钻进至 克上 中完。如第二 只P DC 进入 白碱 滩组钻时较慢 ，则 提钻 下入第 三只P DC F X5 6 S X3 ／ MS I 6 1 6 L BP X／ F R1 9 3 5 S ，钻穿白碱滩组，进入上克拉玛依组中 完。 f 4 3 1 1 ． 2 m井眼钻遇八道湾底部砾石层 ，当 砾石颗粒大 、分布段长时，建议采用HJ 5 1 7 G牙轮 通过 。 f 5 ①2 1 5 9 mm井 眼试验 了FS 2 5 6 3 BGX3 、 MS I 7 l 6 L WBP X、MDI 6 l 6 LBe x, n 扭 力冲击 器 U5 1 3 M U5 1 6 M ，前 期 玛 1 3 、玛 1 3 1 、玛 1 3 2 、玛 1 3 3 均为牙轮钻至设计井深平均机械钻速在2 m／ h 左 右，扭力冲击器邯可 特拉钻头U5 1 3 M U5 1 6 M 可 以 有效提高 2 1 5 ． 9 mm井眼的钻进速度 ，但成本较 高 ，1 7 5 0 元／ m，钻进4 5 0 r n 价格为7 8 ． 7 5 万元 ，相当 于D BS 钻头的3 倍多，在不使用井下特殊工具的情 况下，以使用F S 2 5 6 3 B GX3 为宜。 f 6 由于百 口泉 组属于显示段 ，取芯地层 ，再 考虑到百 口泉取芯段． 完钻井深共1 0 0 r n 左右，未再 使用P DC 进行试验钻进 ，直接使用HJ 5 1 7 G钻头钻 至 完钻 。 2 ． 4钻井参数方面 二 开 高泵 压 、大 排 量钻 进有 利 于 提高 上 部 井 段机械 钻速，减少井下阻卡复杂，提 高钻 井效 率。玛1 6 井在二开使用4 8 L ／ s g 量钻进 ，挂卡较频 繁 ，且挂卡井段较多，更换缸套提高排量至5 2 L ／ s 后，短提顺畅。 2 ． 5 钻井液方面 环玛湖 凹陷西环 带钻井液 体系 以使用钾 钙基 聚磺钻井液体 系 。全井失水控制在4 ． 0 ml 以下为 宜 ，三工河底部 、八道湾砂岩、砂砾 岩地层 渗透 性较好 ，若泥浆失水控制不好，极易形成较 厚的 虚 泥饼 ，造 成提下钻井下频繁阻卡，耽 误钻进 时 间 。 3 环玛湖凹陷西环带钻井提速的主要技术成果 通过2 0 1 2 年 1 0 月． 1 2 月在环玛湖 凹陷玛 1 5 井 、 玛1 6 井、玛1 7 井、玛1 3 4 井、夏9 2 井和夏9 3 井 的钻 井实 践，成功地形成 了该 区块 的钻井施工配套技 术 ，与2 0 1 1 年至2 0 1 2 年1 0 月期间环玛湖 凹陷完成 井技术指标相 比，夏7 2 井区钻井周期提 前了1 9 ． 0 8 天 ，钻机 月速 提 高 了7 4 ． 2 7 ％，机械钻 速提 高 了 3 5 ． 7 2 ％。玛1 3 井区钻井周期提前 了2 3 ． 6 3 天 ，钻机 月速提高 了5 0 ． 6 5 ％，机械钻速提高 了3 0 ． O 8 ％。 表1 2 0 1 1 年至2 o 1 2 年1 O 月夏7 2 井区完钻井技术指标又 寸 比 井号 完钻井深 m 钻井周期 d 机械钻速 m ／ h 月速度 1i t／ m o r t 纯钻时间 h 夏8 9 2 6 0 4 4 2 ． 7 5 8 ． 2 5 1 8 2 7 ． 3 7 3 1 5 ． 6 4 夏9 O 2 7 5 0 4 9 ． 5 8 6 ． O 8 l 6 6 3 ． 9 8 4 5 2 ． 3 0 平均 2 6 7 7 4 6 ． 1 7 6 ． 9 7 1 7 3 8 ． 3 l 3 8 3 ． 9 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 一 一 技术交流 石 油 和 化工 设备 2 0 1 4 年第 1 7 卷 表2 2 0 1 2 年l O 月至1 2 月夏7 2 井区完钻井技术指标又 寸 比 井号 完钻井深 m 钻井周期 d 机械钻速 m ／ h 月速度 m ／ m o n 纯钻时 间 h 夏9 2 2 6 1 5 2 O ． 8 8 l 0 ． 6 8 3 7 5 7 ． 1 8 2 4 4 ． 8 夏9 3 2 8 6 8 3 3 ． 2 9 8 ． 5 6 2 5 8 3 ． 7 8 3 ； 3 4 ． 8 9 平 均 2 7 41 ． 5 2 7 ． O 9 9 ． 4 6 3 0 2 9 ． 2 8 5 7 9 ． 6 9 表3 2 0 1 1 年至2 0 1 2 年1 O 月玛1 3 并区完钻井技术指标对比 井号 完钻井深 I n 钻井周期 d 机械钻速 m ／ h 月速度 m ／ m o n 纯钻时 间 h 玛 1 3 3 4 2 0 6 8 4 ． 9 5 1 5 0 8 ． 8 2 6 9 0 ． 7 5 玛 1 3 1 3 5 0 0 7 3 ． 9 7 4 ． 5 4 1 4 1 8 ． 9 2 7 7 1 ． 5 1 玛 1 3 2 3 3 6 6 5 6 ． 0 8 5 ． 7 1 1 8 0 0 ． 6 4 5 9 0 玛 1 3 3 3 4 3 0 6 3 ． 2 9 5 ． 3 8 l 6 2 5 ． 8 5 6 3 8 平均 3 4 2 9 6 5 ． 3 4 5 ． 1 O 1 5 7 4 ． 5 6 7 2 ． 5 7 表4 2 0 1 2 年1 O 月至 1 2 月玛1 3 井区完钻井技术指标对 比 井号 完钻井深 m 钻井周期 d 机械钻速 m ／ h 月速度 m ／ m o n 纯钻时 间 h 玛 1 5 3 1 7 O 3 2 ． 1 7 8 ． 3 8 2 9 6 2 ． 6 2 3 7 8 ． 4 9 玛 1 6 3 3 l 8 3 5 ． 8 3 7 ． 5 8 2 7 8 8 ． 2 4 4 3 7 ． 8 l 玛 1 7 3 4 0 0 5 2 ． 1 7 5 ． 8 6 1 9 5 4 ． 0 2 5 7 8 ． 6 5 玛 1 3 4 3 3 0 0 4 6 ． 6 7 6 ． 5 4 25 ． 3 8 5 0 4 ． 4 1 平均 3 2 9 7 4 l _ 7 1 6 ． 9 4 2 3 7 1 ． 9 4 4 7 4 ． 8 4 4经济效益及应用前景 1 1 环玛湖钻井提速技术可有效地提高该区块 的钻井速度 ，为后续该 区块的钻井开发提供 了有 力 的技术支撑 ，进一步评价 了环玛湖 凹陷百 口泉 组的勘探潜力和经济价值 。 f 2 5 0 0 0 米钻机 的费用一天为6 2 8 2 7 元 ，缩短1 9 天工 期共节 约 1 1 9 ． 3 7 1 3 万元 。 针对环玛湖 凹陷区块地层的特点制定的一套 成熟 的钻井技术 ，有效地减少 了复杂情况和钻 井 事故 的发生 ，提高 了该 区块的机 械钻速，缩短 了 工期，达到 了挖潜增效的 目的。 ◆参考文献 [ 1 】陈志学 ，孙梦 慈，唐学权 ，何平 ，王先 国． 酒东地 区复 杂 深井钻井提速技术研 究与应用 f J ] ． 西部探矿工程 ，2 0 1 1 ， 6 1 1 0 1 1 4 ． [ 2 ] 李梦刚，楚广川 ，张涛，李增浩． 塔河 油田优快钻井技术 实践与认识[ J ] ． 石油钻探技术 ，2 0 0 8 ， 4 1 2 2 1 2 4 ． [ 3 ] 张玉梅，周平 ，杨国辉． 涩北气 田钻井提速提效问题探 讨 『 J ] ．青海石油，2 0 0 9 ， 1 1 2 0 1 2 3 ． 收稿 日期2 0 1 4 0 7 - 0 2 修回臼期 2 O i 4 - o 8 上接4 1 页 为 了减小振动对 设备造成机械疲劳 ，在 设备 及管线上加设了支架。 6结束语 改型后汽水混合器于2 0 1 4 年1 月2 3 曰投用 ，设 备振动及 噪音 明显下降 ，至今运行正常 ，汽 水混 合器经改造后效果 良好 。 ◆参 考文 献 【 1 】 曹亚熹，曹锦荣． 夹套管封板角焊缝裂纹原因分析及对策 f J 1 ． 中国化T装备，2 0 1 1 ，1 3 5 4 0 4 1 ． [ 2 】 张玺． 加氢改质装置反应 器馏出物 管线裂纹失效分析 f J ] ． 石 油化工腐蚀与防护 ，2 0 1 1 ，2 8 3 5 5 6 1 ． 【 3 】 张鸿文． 材料力学[ M】 京高等教 育出版社，2 0 0 4 ． 稿 凝 、 4 J 明 。 B褥t 1 2 o 1 4 ． 0 8 ． 1 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m