鄂尔多斯盆地超低渗气藏钻井技术难点与对策.pdf

第 3 6卷 第 5期 2 0 1 4年 9月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI LL I NG PR0DUCT1 0N TECHN0L0GY V0 1 ． 36 No ． 5 Se p t ．201 4 文章编号 1 0 0 0 7 3 9 3 2 0 1 4 0 5 0 0 3 3 0 5 d o i 1 0 ． 1 3 6 3 9 ／ j ． o d p t ． 2 0 1 4 ． 0 5 ． 0 0 9 鄂尔多斯盆地超低渗气藏钻井技术难点 与对策 岳艳 芳 仝少 凯 王 小 东 王 亚 李 善维 郑 宏婧 1 ． 华北油田公司采油工程研究院 ， 河北任丘0 6 2 5 5 2 ；2 ． 川庆钻探 工程 有限公司长庆井下技术作业公 司， 陕 西成 阳7 1 2 0 0 0 3 ． 渤海钻探 工程 有限公 司长庆石油工程事业部 ， 陕西 西安7 1 0 0 1 6 引用格式 岳艳芳， 仝少凯， 王小东， 等 ． 鄂尔多斯盆地超低渗气藏钻井技术难点与对策 [ J ] ． 石油钻采工艺， 2 0 1 4 ， 3 6 5 3 3 3 7 ． 摘要针对鄂 尔多斯盆地超低渗气藏开发井地层古老、 砂砾岩及石英砂岩可钻性差、 研磨性强、 夹层多、 非均质性强、 有效 应力高、 井斜、 井漏、 井壁失稳、 井喷、 卡钻、 跳钻等地层特性与井下复杂情况， 从地质和工程 2个因素分析 了钻井过程 中面临的 技术难点， 提 出了优化钻具组合、 优选钻头类型、 优选钻井液、 优化气层保护完井液、 钻具失效预防等技术对策与措施。现场应 用结果表明， 有效地解决了鄂尔多斯盆地山西组开发井的钻井难题， 使该井实际钻井周期缩短 3 0 ％， 机械钻速提 高 1 0 ％， 为鄂尔 多斯盆地超低渗气藏开发井的有效钻进和储层保护提供 了技术参考。 关键词鄂尔多斯盆地超低渗气藏；开发井；钻井；钻具；技术对策 中图分类号 T E 2 4 2 ． 6 文献标识码 B Dr i l l i ng t e c hno l o g y di ffi c ul t i e s a n d c o u nt e r me a s ur e s f o r u l t r a - l o w pe r me a b i l i t y g a s p o o l s i n O r do s Ba s i n Y U E Y a n f a n g ， T O N G S h a 0 k a i ， WA N G Xi a 0 d 0 n g ， WA N G Y a 3 ，L I S h a n w e i ， Z H E N G H 0 n g j in g 1 ． R e s e a r c h I n s t i t u t e o fO i l P r o d u c t i o n E n g i n e e r i n g ， Hu a b e i Oi lfie l d C o m p a n y ， Re n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a ； 2 ． C h a n g q i n gDo w n h o l e S e r v i c eC o m p a n yofC h u a n q i n gDr i l l i n gE n g i n e e r i n gC o， L t d ． ， C NP C， X i a n y a n g 7 1 2 0 0 0 ， C h i n a 3 ． C h a n g q i n gP e t r o l e u mE n g i n e e r i n gDi v i s i o n ， Bo h a i Dr i l l i n gEn g i n e e r i n g C o， L t d ． ， Yi “a n 7 1 0 0 1 6 ， C h i n a Abs t ra c t I n 1 i n e wi t h f o r ma t i on c ha r ac t e r i s t i c s a nd do wnh ol e c ompl i c a t e d c o nd i t i o ns l i ke ol d ag e o f f o r ma t i on s i n de ve l op m e nt we l l s f o r u l t r a l o w p e r me a b i l i t y g a s p o o l s i n Or d o s ， p o o r d r i l l a b i l i ty o f s a n d y c o n g l o me r a t e a n d q u a r t z s a n d s t o n e ， s t r o n g a b r a s i o n ， t o o ma n y i n t e r b e d s ， h i g h h e t e r o g e n e i t y , h i g h e f f e c t i v e s t r e s s ， h o l e d e v i a t i o n ， l o s t c i r c u l a t i o n ， u n s t a b l e we l l b o r e ， b l o wo u t ， s t u c k p i p e ， b i t b o u n c i n g ， e t c ． ， a n a l y s i s o f t e c h n i c a l d i ffi c u l t i e s d u r i n g d r i l l i n g wa s c o n d u c t e d i n t e r m s o f g e o l o g y a n d e n g i n e e r i n g ， a n d t e c h n i c a l c o u n t e r me a s u r e s a n d me a s u r e s we r e p r o p o s e d r e g a r d i n g o p t i mi z e d BHA， o p t i mi z e d b i t typ e s ， o p t i mi z e d d r i l l i n g fl u i d ， o p t i mi z e d c o mp l e t i o n fl u i d for g a s r e s e r v o i r p r o t e c t i o n a n d p r e v e n t i o n o f d r i l l s tr i n g f a i l u r e ． Th e fi e l d a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t t h e s e me a s l e s h a v e e f f e c t i v e l y s o l v e d t h e d r i l l i n g d i ffi c u l t i e s i n d e v e l o p me n t we l l o f S h a n x i we l l g r o u p i n Or d o s Ba s i n ， a n d t h e d r i l l i n g c y c l e o f t h i s we l l wa s r e d u c e d b y 3 0 ％ a n d d r i l l i n g r a t e u p b y 1 0 ％ ， p r o v i d i n g t e c h n i c a l r e f e r e n c e for e f f e c t i v e d r i l l i n g o f u l t r a l o w p e r m e a b i l i t y g a s p o o l b y d e v e l o p me n t we l l s a nd r e s e r vo i r p r ot e c t i o n i n Or d os Bas i n． Ke y wo r d s Or d o s Ba s i n ； u l t r a l o w p e r me a b i l i t y g a s p o o l ； d e v e l o p me n t we l l s ； d r i l l i n g ； d r i l l i n g t o o l s ； t e c h n i c a l c o u n t e r me a s u r e s 钻井技术 的合理实施是天然气勘探开发过程中 的一项重要工作 ， 直接关系到一个油 田勘探 开发的 综合经济效益。超低渗气藏 由于岩性致密 ， 导致渗 流阻力大、 压力传导能力差， 影响到钻井技术的实施 效果 ⋯。近年来， 随着油气勘探和评价的不断深入， 鄂尔多斯盆地晚三叠统开发井气藏储层显示出较大 的资源潜力和开发前景。鄂尔多斯盆地钻井区地处 山区， 地表沟壑纵横交错 ， 地形复杂 ， 平均完钻井深 3 0 0 0 ～ 3 5 0 0 1T I ， 平均机械钻速小于 6 m／ h 。该 区气藏 储层致密 、 物性差 、 丰度低 ， 具有地层可钻性差 、 漏失 作者简介岳艳芳， 1 9 8 4 年生。2 0 1 3 年毕业于西安石油大学油气田开发工程专业， 现主要从事钻井、 采油工程方案设计研究工作， 助理 工程 师。电话 0 3 1 7 2 7 8 5 1 4 6 。E ma i l y u e y a n f a n g l i v e ． c o m。 3 4 石油钻采工艺 2 0 1 4年 9月 第 3 6卷 第 5期 严重、 地层研磨性强和钻具失效频繁等特性， 这些特 性是制约钻井速度的技术 “ 瓶颈” ， 导致钻井难度较 大 ] 。为 此 ， 针对该 区气 藏 的综合 开发能力 ， 结合 储层地质特征 ， 有针对性地提出了应对各种难题 的 技术对策 ， 现场应用效果较好 ， 钻具失效得到有效遏 制 ， 机械钻速得到大幅度地提高。 1 储层地质特征 根据新一轮油气资源评价结果 ， 鄂尔多斯盆地 油气资源十分丰富 4 J。鄂尔多斯盆地开发井气藏 1 井和 2 ≠ } 井 ， 主要 目的层为二叠系鄂 1 1 层和 1 - 2 层 ， 埋深为 3 6 7 0 ～ 3 7 5 5 m。其中鄂 1 - 2为重点 目的 层段。 储层岩性 以岩屑石英砂 岩与岩屑砂岩 为主， 成 熟度 中等 ～高 石英 含量 4 6 ． 0 ％- 9 8 ． 8 ％ ， 填 隙物含 量平均 1 2 ． 6 ％， 以硅质 、 高岭 石和含铁 方解石 为主， 杂基平均 5 ． 3 ％ 含水云母等 。 胶结物含量平均 7 ． 3 ％， 主要 以 自生黏土矿 物与碳酸盐矿物为主 ， 其次为硅 质。储层平均孔 隙度 7 ． 2 ％， 平均渗透率 0 ． 4 3 mD， 属 于特低孔 、 超低渗致密储层 。储层敏感性 属弱酸敏 0 ． 2 7 5 、 弱碱敏 O ． 2 1 2 、 中等盐敏 5 9 4 0 5 mg ／ L 、 水 敏 0 ．0 2 9 及速敏 无 ～ 强均有 。储层流体物性较好， 气 体 体 积 系 数 4 ． 2 0 41 0 m ／ 标m ， 压 缩 系数 2 ． 3 0 51 0 ， 黏 度 2 ． 1 9 2 8 1 0 mP a S 。储 层 砂 岩 最小水平主应力 5 0 ． 4 3 MP a ， 最大水平主应力 7 1 ． 5 2 MP a ；泥岩最小水平主应力 5 6 ． 6 2 MP a ， 最大水平主 应力 7 2 ． 5 6 MP a [ _ 6 l。 2 钻 井技术难点分析 2 ． 1 地质因素 根据鄂尔多斯盆地开发井储层地质特征 ， 结合 试 验井井下复杂情况 表 1 ， 分析断定 出该气藏钻 井地质情况较为复杂 ， 主要钻井技术难点如下 1 地 层时代古老。区块 自上而下钻遇新生界 第 四系 、 中生界 白垩系、 侏罗系和三叠系 、 上古生界 二叠系和石炭系 、 下古生界 奥陶系 等多套地层。 2 可钻性较差 ， 研磨性强 。鄂尔多斯盆地 1 } } 井 和 2 拌井地层岩石从 三叠 系到奥 陶系随着地层 的加 深可钻性均值逐渐增大 ， 采用 P DC钻头和牙轮钻头 钻进岩石可钻性相差较大。结合地层岩性特点， 对 该地 区地层 的软硬程度进行划 分 三叠系 、 石炭系 和奥陶系整体属于中硬地层 ；二叠系属于软到中硬 地层 。该区探井 地层均为砂泥岩互层 ， 抗压强度低 和可钻性差异较大 ， 与岩石可钻性试验测定结果相 符。此外 ， 随着层段不 同、 岩石力学性质各 不相同 ， 三叠系各层段地层泥岩有一定 的塑性 ， 所 以要采用 不同的破岩方式提高效率。 3 非均质性强。中生界和上古生界均含有砾岩 地层 、 煤系地层 ， 特别是侏罗系底部和三叠系上部地 层含有不 同直径的泥岩 ， 在石炭系地层含铁铝矿等 硬夹层 ， 下古生界为碳酸盐 、 云岩等脆性地层和盐膏 层。但随着区块的差异， 上述特征变化较大。 4 地层破裂压力与孔隙压力相近。三叠系和上 古生界部分层段存在低破裂压力层 ， 导致 固井过程 中动态压力难以控制 ， 固井质量不易保证 “ 。 5 地层易受伤害。区块气藏储层属致密性砂岩 储层 ， 具有低地层孔隙压力 、 超低渗透率和毛孔压力 高、 有效应力高的特点， 钻井过程中极易伤害地层， 应采取保护措施以减轻钻井液对地层的伤害 。 。 6 钻具失效地层。钻具失效集中发生在_三叠系 及二叠系等地层厚约 1 1 0 0 m井段 ， 发生钻具失效最 浅的地层为侏罗系 ， 井深 1 5 3 0 m；钻具失效最深的 地层为二叠系， 井深 3 6 9 0m。 7 钻井事故。钻井过程 中还存在井斜 、 井漏 、 掉 块 、 井塌 、 井喷、 扩径 、 卡钻等风险。 表 1 试验井井下主要复杂情况 复杂类型 复杂情况提示 三叠 系下部层段底部 为区域漏失层 一般 为渗 井漏 漏层 。预计 可能漏失段在 2 9 5 0 ～ 3 0 0 0 m， 注意 在 钻开该层之后 进行 工艺堵漏 二 叠 系鄂 1 2层段 以下及石炭 系层段煤层发 育， 井塌 单层厚 1 ～ 2 m， 易坍塌 ， 注意在钻开该层之后 防塌 上 古气层段 ， 钻 井液处理 时还应考虑保护 气层 。 地 层 受 害 茎 篝 曩 鍪 翥 该 保 护 气层 的性 能 侏 罗 系整个层段及三 叠 系上部 层段 主要 以泥岩 卡钻 为主， 夹煤层， 易发生坍塌卡钻 ， 注意在钻开该层 之 后 防 第四系及 白垩系整 个层段 主要 为黏 土、 流 沙、 砂 井斜 岩， 夹泥岩， 斜层理十分发育， 易发生井斜， 注意 在钻开该层之后 防斜 二 叠 系鄂 1 2层段 以 下 及 石 炭 系整 体 泥 岩 与 砂 井喷 岩互层 ， 夹煤层 ， 易发 生井喷 ， 注意在钻开该层之 后 防喷 2 ． 2 工程 因素 实际钻井过程中， 由于区块存在着可钻性差、 非 均质性强等固有特性 ， 易造成钻具失效频繁发生 ， 预 测 主要失效形式为钻杆接头刺漏 、 管体刺穿 、 断裂 ； 钻铤黏扣 、 内外螺纹根部黏裂 、 螺纹刺裂 、 连接密封 失效 、 窜浆等。 2 ． 2 ． 1 断扣 分析公扣和母扣 螺纹断裂 ， 是钻具失 岳艳芳等鄂 尔多斯盆地超低渗气藏钻井技 术难点与对策 3 5 效 的主要类型。其主要原 因是在公扣最末完全扣处 和母扣段 ， 容 易形成应力集 中， 最终导致疲 劳失效 。 由于地层年代老、 岩性硬 、 夹层多 ， 跳钻和蹩钻严重 ， 预计钻具失效井段岩性主要为含砾砂岩和泥岩 ， 砾 问充填主要以钙胶结为主 ， 地层可钻性级值为 5 ～ 7 ， 为中 ． 中硬地层 ， 钻井过程 中会频繁发 生跳钻和蹩 钻 ， 引起 钻具 纵 向、 横 向和扭转振动及其耦合振动 ， 最终导致钻具公扣和母扣断裂。 不合理 的钻井参数 引发 下部钻具共振 ， 如用三 牙轮 钻头钻井过 程 中容易产生 3波状井底 ， 引起 3 倍频 出现 ， 导致钻具失效 ；钻具受力特性及其 自身 结 构引起周 期性弯 曲应力 ， 是其失效 的 内在原 因； 此外 ， 钻铤 螺纹连 接部分为 薄弱环节 ， 在钻压作 用 下 ， 易弯 曲， 加速钻具失效 ， 预计钻铤失效多数发生 在下部钻具组合中， 以疲劳断裂为主。 2 ． 2 ． 2 钻具刺扣和黏扣分析钻具刺扣和黏扣在该 区块 主要发生在二叠 系鄂 1 1层段 以上地层 ， 预计 其 主要失效原 因为上扣扭矩不足 ， 螺纹密封脂性能 差 ， 使用不规范。 2 ． 2 - 3 钻杆接 头偏磨和管体刺裂分析钻杆接头偏 磨失效最普遍 ， 其主要失效原因为地层研磨性强 以 含砾石砂泥岩为主 ；钻柱涡动 ， 钻柱在井眼 内顺时 针转动与井壁 接触产生摩擦力 ， 使其 以一定 的速度 按逆时针方 向绕井眼轴线转动 ， 形成涡动 ， 使钻具偏 磨 ， 承受高频应力而导致钻 具破坏 ；管体刺裂发生 在加厚过渡带 ， 由于不光滑， 易引起应力集 中。为此 ， 结合保护油气 层的原则 ， 需要合理选择安全 、 优质 、 高效钻井参数 ， 有效防止钻井事故的发生 ， 减少地层 伤害。 3 技术对策 3 ． 1 优化钻具组合 二开 三叠 系下部 层段 优选 钻 具结 构 0 2 1 5 ． 9 mm 3 A 钻头 1 6 5 mm底部减震器 O1 7 7 ． 8 mm 钻 铤 1 8 m O 2 1 5 mm扶 正 器 1 7 7 ． 8 mm钻 铤 9 m O 2 1 5 mm扶 正器 1 7 7 ． 8 mm钻 铤 8 1 1 T I O1 2 7 mm钻杆。根据不 同情况及时调整钻进参数 ； 选用防斜、 纠斜、 稳斜钻具， 用 P D C钻头或 P D C钻 头加螺杆轻压 吊打钻进 ， 加强防斜效果。 3 ． 2 优选钻头类型 ， 强化钻井参数 二开 ． 白垩系整个层段 选用 O 2 1 5 ． 9 i i l m G A1 1 4 钻头 ， 力争 1 只钻头穿过 白垩系 ；侏罗系一三叠系层 段 选用 0 2 1 5 ． 9 mm S K H4 4 7 G牙轮钻头或其他 5 刀 翼 P DC钻头 ；三叠系一 二叠系层段 选用 O 2 1 5 ． 9 mm MD9 5 3 5 Z C P DC钻头或其他 6 刀翼 P DC钻头 ； 二 叠 系 ． 石 炭 系层 段 选 用 O 2 1 5 ． 9 mm HJ T 5 3 7 G 钻 头 或 S KH5 1 7 G牙 轮钻 头 ；钻 井 参 数选 用 钻 压 1 8 0 k N， 排量 3 5 L ／ s ， 转 速 5 0 ～ 7 0 r ／ mi n 。“ 双石 层” 以选用 0 2 1 5 ． 9 mm 5 3 7 GK型牙 轮钻 头钻进为主 ， 钻压 1 8 0 k N， 加大排量 和泵压 不漏失 时 ， 可选用 MD5 1 7 J 复合齿钻头 直螺杆 转盘复合钻进。换 用新钻头时 ， 不一次下钻到底 。在接近井底时 ， 小排 量开泵 ， 启动转盘 ， 慢慢下到井底 ， 再用 2 0 ～ 3 0 k N的 钻压磨合钻头约半小时后 ， 逐渐加至正常钻压钻进 。 3 ． 3 优选钻 井液类型及配方 二 开二叠 系鄂 1 ． 1和 1 - 2层段优选 聚合物钻井 液 ， 己 方淡水 4 、 5 ％ 闰 土 0 2 - o ．3 ％包 被剂 0 _ 3 ～ 0 ． 5 ％NH 4 一 HP N 0 ． 3 ～ 0 ． 5 ％C 0P HF L ／ L F L 0 ． 2 ～ 0 ． 5 ％Z S C 2 0 1 0 ． 1 ～ 0 - 3 ％Na OH[ 1 1 - 1 2 ] 。 聚合物钻井液主要性能要求见表 2 。另外， 根据井 下摩 阻情况 ， 加入润滑剂 、 1 - 2 ％ 聚醚 防塌润滑剂 J H F ． 2 、 白油等材料 ， 改善钻井液 的润滑性 ；如遇井 涌 、 井喷 、 H， S含量高等异 常情 况， 现场可根据 实测 地层压力按井控要求调整钻井液密度。 表 2 聚合物钻井液主要性能参数 3 ． 4 优化气层保护完井液体系 由于地 区气藏属特低孔 、 超低渗致密储集层 ， 结 合储层敏感性分析结果， 针对二开二叠系鄂 1 ． 1 和 1 2层段 ， 优 化设计 了储层屏蔽 暂堵完井 液体 系配 方， 其基本配方基浆 4 一 一 5 ％膨润土 5 ～ 6 ％ 复合暂堵剂 F H 1 ～ 2 o／ 0 屏蔽暂堵剂 P D． 1 2 ～ 3 o ／ 0 油溶性暂堵剂 WZ D． 2 稀胶液 。在裂缝较 发育 的层段适当增加复合暂堵剂的用量。 屏蔽 暂堵 实施 的技 术参数 井底 最小正 压差 3 ． 5 MP a ， 环空上返速度小 于 1 ． 6 m／ s ， 暂堵剂粒子粒 度与钻井液粒度达到相应 的技术指标。 3 ． 5 预防钻具失效的工艺措施 1 提高钻杆抗弯曲疲劳强度。 2 检查螺纹 密封脂是否符合标准 。推荐采用 A P I 标准螺纹 密封脂 ， 检查压膜 强度和摩擦 因数 2 项性能指标 。 3 6 石油钻采工艺 2 0 1 4年 9月 第 3 6卷 第 5期 3 检查上扣扭矩。上扣扭矩过紧和过松均不允 许， 旧钻具上扣扭矩选用低限值。O1 2 7 m m加重钻 杆上扣扭矩 为 3 0 k N m， O1 2 7 mm钻杆 上扣扭矩为 2 6 k N 1 T I ， O1 5 8 ． 7 5 mm钻铤上扣扭矩为 2 4 k N m 1 o 4 建立钻具钻杆使用管理规范。该规范应对钻 具 的质量要求 、 送井钻具 的验收 、 井场钻具存放的管 理 、 入井钻具 的管理 、 钻具现场无损探 伤、 钻具使用 过程 中的非正常磨损 、 钻具 回收 、 钻具故障的调查等 问题做 出明确 的要求和规定。同时钻柱下部钻铤的 数量必须加足 ， 以保证钻具 “ 中和点”中性截面在钻 铤上。 5 根据现场钻具使用情况 ， 做 出 “ 改进钻具结 构”的应急预案。比如 ， 跳钻井段的底部钻具中加入 减震器和悬浮器 ， 减少钻具 的振动。扶正器有利于 钻具工作状 态的稳定 ， 尽可能增加扶正器的使用井 段。同时合理设计钻井参数 ， 避免钻具共振 。 6 改进钻具的螺纹结构 。使用根部圆角较大的 数字型高疲 劳寿命螺纹 ， 同时在公扣最末安全扣处 和母扣消失段 ， 设应力减轻槽 ；此外 ， 对有应力减轻 槽 的接头 ， 修扣时截断长度要长。 7 加强钻井液 的维护和处理 ， 有效地控制井径 扩大率 ， 减少钻具在井 内的弯曲度 ， 降低钻具疲劳损 坏的程度和速度 。 8 使用 P DC钻头 、 井下动力钻具 、 液力加压器 等工具改变钻具的工作状态， 减轻钻具的弯曲和弯 曲应力 。 9 钻具选材 。钻杆选用德国进 口管体 、 内涂层 的钻杆 ， 提高钻井液的 p H值 ， 以控制钻杆的腐蚀 。 3 ． 6 其他钻井控制对策 1 上部井段严格控制井斜 ， 为下部井段 的钻进 争取主动。 在表层钻进 中， 轻压吊打 ， 严格控制井斜 。 开钻采用低参数 吊打工艺 钻井参数钻压 0 ～ 5 0 k N， 转速 5 0 r ／ mi n ， 防止起步井斜 。在钻人 1 根钻铤后 随钻铤增加逐渐增大钻压 。随井深增加 ， 钻铤增多 ， 逐渐加大钻压 ， 但必须保证所加钻压不得超过钻铤 浮重的 7 0 ％。根据钻遇岩性变化适 时调整钻压 ， 防 止井斜 。 2 使用塔式钟摆防斜钻具组合保证开钻打直 ， 为下开钻进创造良好 的井身条件 。 3 防止井 口窜漏和防浅层井漏 ， 禁止在导管鞋 处定点循环 ， 操作要求平稳 ， 排量 由小到大 ， 以防止 井壁垮塌 ， 满 足携带岩屑 ， 及时 冲刷井壁 ， 避免重复 破碎 。 4 钻进 中密切注意泵压 、 转盘扭矩的变化 ， 以及 返 出岩屑形状和数量 ， 加强井 内复杂情况 的分析判 断 ， 防止掉块卡钻事故 的发生 ；液面实行坐岗监测 ， 及时发现井漏 。 5 使 用 P DC钻头钻进时， 采用低钻压 、 高转速 控制井斜 ；用牙轮钻头时， 采用高钻压 、 低转速控制 井斜 。 6 采用有效地井斜监测措施 ；坚持定进尺测 斜 ， 井斜 变化严重 时加密测量 ， 并 利用微机 处理数 据 ， 做好井身质量预测。 7 起钻时观察下部钻铤的弯曲度 、 磨损情况 ， 如 发现弯曲或钻铤直径磨细应及 时甩掉。 8 根据钻时的快慢及时调整钻压 ， 处理好软硬 交界面处 的钻进 ；地层交界 面 、 软硬交错地层至少 吊打钻进 3 0 ～ 5 0 I n 。 9 钻遇裂缝地层时如有跳钻 、 放空 、 蹩钻等现 象， 降低钻压 ， 并对 裂缝井段反复划眼 ， 消除可能 出 现 的狗腿或 台阶。 1 0 施工过程中特别注意加强对 H ， S气体 的录 井检测及 防范。气测一旦发现 H， s气体 ， 立 即书面 通知钻井 队长及 甲方监督 ， 现场人 员严格按照上级 有关规定和钻井安全操作规范果断处理 ， 确保人身 及钻井设备的安全 。 4 现场应用 以鄂 尔多斯 盆地北 部上古 生界 山西组 山 2和 山 1 为 目的层段 的 1口开发井 MX为例 ， 该井井 深 3 8 0 0 m， 目的层埋深 3 6 7 0 ～ 3 7 5 5 m， 上古生界压力 梯度 0 ． 0 0 8 4 ～ 0 ． 0 0 9 2 MP a ／ m， 井身质量控制井斜小 于 6 。 ， 目的层段井径扩大率小于等于 1 0 ％， 采用优化 井身结构 O3 1 1 ． 2 mm钻头 0 2 4 4 ． 5 mm套管 6 0 0 m 2 1 5 ． 9 mm 钻头 1 3 9 ． 7 mm套管 3 7 9 7 1 T I ， 水泥返深到地面 ， 上古生界为常压层 ， 与下古生界低 压层分属不 同压力系统 ， 整个上古生界岩性 为砂泥 岩加砾石互层 ， 夹煤层 ， 受 构造应力影响 ， 泥页岩性 脆 ， 微裂缝发 育， 钻井过程 中地层压力系统复杂 ， 储 层需压裂改造 ， 易发生掉块 、 井壁坍塌 、 起下钻遇阻 、 长时间划眼 、 井斜 、 井喷 、 地层受害等复杂情况。 针对此钻井难点 ， 在二开j叠系下部层段优选 钻具组合 ， 并采用 2 1 5 ． 9 mm MD 9 5 3 5 Z C P DC钻头 加 螺杆轻压 吊打钻进 ， 实现快速钻进防斜 ；在钻头 和钻铤之间加减震器 ， 保证 6 0 0 ～ 3 8 0 0 1 T I 井段加重 钻杆抗拉安全系数小 于 2 ． 8 ， 钻铤抗拉安全系数小于 2 2 ． 8 ， 有效减少钻具振动失效 ；按照气 密封和腐蚀 环境设计加重钻杆上扣扭 矩 3 5 k N m， 钻铤上扣扭 矩 3 0 k N m， 有效地提高了钻具 的连接强度。同时 ， 为提高钻井液 的悬浮 、 携 带岩屑能 力 ， 采用低 固相 岳艳芳等 鄂 尔多斯盆地超低渗气藏钻井技术难点与对策 3 7 钾氨基聚合物钻井液体系， 密度 1 ． 1 5 ～ 1 ．2 5 g ／ c m ， 钻 进时出现水侵， 将钻井液密度调高至 1 ．4 5 g ／ c m 。 ， 有 效控制出水 ， 在进入保护层 2 0 ～ 4 0 m前将钻井液转 换为屏蔽暂堵完 井液体系 ， 优化 配方设计 基浆 4 - 5 ％膨润土 4 ～ 5 ％ 复合暂堵剂 F H 0 - 1 ％ 屏蔽暂堵剂 P D． 1 2 ～ 3 ％油溶性暂堵剂 WZ D一 2 稀胶液 ， 将原浆性能调至密度低于设计 0 ． 0 3 ～ 0 ． 0 4 g ／ c m ， 严格控制失水小于 5 m L ， p H值为 8 ～ 1 0 ， 保证井 底最小正压差 3 ． 5 MP a ， 环空上返速度 1 ． 6 m／ s ， 控制 暂堵剂粒度与钻井液粒度， 其酸溶液含量小于 5 ％， 既有效减轻对地层的伤害 ， 又利于井眼稳定 、 井径规 则。应用上述技术解决了鄂尔多斯盆地山西组开发 井的钻井难题， 达到了 MX井井身质量控制要求， 使 该井实际钻井周期缩短 3 0 ％， 钻井速度提高 1 0 ％。 5 结论及认识 1 鄂 尔多斯 盆地超低渗气藏地质构造特征表 明， 超低渗气藏钻井过程中易发生地层漏失严重 、 溢 流井涌、 井壁失稳、 卡钻多、 井斜、 井喷、 跳钻等井下 事故。 2 防斜、 稳斜钻具对鄂尔多斯盆地超低渗气藏 上部易斜井段有着较好的防斜效果。 3 鄂 尔多斯 盆地超低渗气藏钻井过程 中易 遇 到砾石砂 岩地层 、 泥岩层 、 夹煤层 、 H2 S和 C O 气侵 层等风险 ， 需根据各风险 因素特点制定相应的风险 对策。 4 优选屏蔽暂堵完井液体系 ， 可 以有效地达到 保护气层的要求。 5 对石炭系和奥陶系硬地层进行钻头优选及性 能研究 ， 建议分井段优选 P D C钻头 ， 以实现优质 、 快 速 、 高效的钻进 。 6 开展鄂尔多斯盆地超低渗气藏开发井地层岩 石可钻性研究 ， 建立各层段岩石可钻性数据 ， 以期提 高钻头机械钻速 、 缩短钻井周期及优化钻头参数与 结构 参考文献 [ 】 ] 陈明强， 任龙， 李明， 等 ． 鄂 尔多斯盆地 长 7 超低渗油 藏渗流规律研 究 [ J ]． 断块油气田， 2 0 1 3 ， 2 0 2 1 9 1 1 9 5 ． [ 2] 王卫忠， 李敬忠， 向胜利， 等 ． 延长气田优快钻井技术难 点分析及对策 [ J ]． 化学工程与装备， 2 0 1 1 ， 2 6 2 9 6 ． 97． [ 3] 付金 华 ， 魏 新善 ， 任 军峰 ， 等 ． 鄂 尔多斯 盆地天然 气勘探 形势与发展前景 [ J ] ． 石油学报， 2 0 0 6 ， 2 7 6 1 - 4 ． [ 4] 王道富， 付金华， 雷启鸿， 等 ． 鄂 尔多斯盆地低渗透油气 田勘探开发技术与展望 [ J ]． 岩l性油气藏， 2 0 0 7 ， 1 9 3 1 26 1 3 O． [ 5 ] 王瑞飞 ． 特低渗透砂岩油藏储层微观特征 以鄂 尔 多斯盆地延长组为例 [ M]． 北京石油工业出版社， 20 08 I 一 7 0． [ 6] 杨华， 付金华， 魏新善 ． 鄂 尔多斯盆地天然气成藏特征 [ J ]． 天然气工业， 2 0 0 5 ， 2 5 4 5 - 8 ． [ 7 ] 郭元恒， 何世明， 刘忠飞， 等 ． 长水平段水平井钻井技术 难点及 对策 [ J ]． 石油钻采工艺 ， 2 0 1 3 ， 3 5 1 1 5 - 1 8 ． [ 8 ] 余淑明， 刘艳侠 ， 武力超， 等 ． 低渗透气藏水平井开发技 术难点与攻关建议 [ J ]． 天然气工业， 2 0 1 3 ， 3 3 1 5 5 6 0． [ 9 ] 沈建 中． 宣页 1井钻 井技术难点及对策 [ J ]． 石油钻 探技 术 ， 2 0 1 1 ， 3 9 3 4 2 4 4 ． [ 1 0] 梁文龙 ． 鄂尔多斯盆地北部天然气钻井技术研究 [ J ] ． 山西科技 ， 2 0 0 5 ， 3 2 4 8 3 ． 8 4 ． [ 1 1 ] 孙金声， 唐继平， 张斌， 等 ． 超低渗透钻井液完井液技 术研究 [ J ]． 钻井液与完井液， 2 0 0 5 ， 2 2 1 1 4 ． [ 1 2] 孙金 声 ． 超低渗 透钻 井液完井液技 术研究与应 用 [ C] ／ ／ 钻井液技 术文集 ． 北京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 1 3] 黎金 明， 杨斌 ， 陈在君， 等 ． 鄂 尔多斯盆地长北气田储 层保护技术 [ J ]． 天然气工业， 2 0 0 9 ， 2 93 6 8 7 0 ． [ 1 4] 康雪林， 王延 东． 延长气田易漏失井固井前准备技术 [ J ]． 钻采工艺， 2 0 0 9 ， 3 2 5 1 1 9 ． 1 2 0 ． [ 1 5 ] 窦同伟 ， 孙景涛， 周宝义， 等 ． 海古 1 0 1高含硫 井钻 井 工程 设 计 难 点 与 对 策 [ J ]． 石 油机 械 ， 2 0 1 l ， 3 9 1 1 47 5 O． 修 改稿收到 日期2 0 1 4 ． 0 8 2 6 [ 编辑薛改珍 ]