沈630区块深水平井钻井的难点分析和对策探讨
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作者:李强
摘 要：沈630区块是辽河油田沈阳采油厂的重点上产区块，部署井位多，工作量大。本文针对该地区的地层特点，不利于钻井提速的各方面因素，通过前期钻井实践，全面系统总结了沈630区块的钻井难点，并提出了优化钻具组合、加强井身轨迹控制、优选钻头选型、高性能螺杆选型、钻井液性能的处理等针对性技术对策，为加快该区块钻井施工速度提供了保障。
关键词：钻井;深水平井;钻井提速;难点;对策
1 地质概况及地层特点
胜西潜山沈630块位于辽宁省新民市兴隆堡镇和张家屯乡境内。胜西潜山钻井揭露的地层自下而上分别为太古界、下第三系房身泡组、下第三系沙河街组沙四段、沙三段、沙一段、东营组、上第三系和第四系地层，其中太古界是本区主要目的层段。
2 钻井的主要难点
2.1 受地层构造影响，钻头选型较难
沙河街以上地层夹层多，砂泥岩地层相互交错，钻头有待于进一步优化。沙河街组地层使用的钻头型号不统一，牙轮钻头、不同型号的PDC，机械钻速相差较多，影响了钻井速度。
2.2 直井段井斜难以控制，防斜打快难度大
受地质构造影响，上部直井段井斜难以控制，起井斜时采用轻压吊打，钻井参数受制严重，难以强化，防斜打快问题突出。该区块增斜段在砂四段，滑动钻进钻压传递不到钻头，钻时慢，轨迹控制难度大，这样滑动定进的钻速更加下降。
2.3 上部地层松软，泥岩易缩径，起下钻困难
东营组地层疏松可钻性较好，控制不好钻井液般土含量容易造成钻井液粘度、切力急剧升高，机械钻速大幅度下降，下一步施工中易造成起钻不好起，甚至卡钻的井下复杂情况，影响钻井速度。
2.4 深部地层可钻性差，井壁失稳问题突出
沙河街组地层井段长，井深受上部覆盖厚压实度强，地层岩性硬不利于钻头机械破岩钻速低;泥岩、泥页岩、砂岩相互交错，泥岩矿物以伊利石与蒙脱石相互交接为主，不利于井壁稳定，特别是单方面的强调提高钻速，而忽略了控制钻井液滤失量，容易导致井壁坍塌，井壁不规则，形成“糖葫芦”井眼，起下钻困难，测井遇阻遇卡，甚至造成大面积划眼及卡钻等井下复杂情况或事故，最终导致全井建井周期长，钻速大幅下降等。
2.5 揭开太古界潜山地层易漏失
新生界和太古界属于不同压力体系，在揭开太古界潜山低压层易发生井漏，沈630-1626井在揭开潜山层位时发生井漏。
3 技术思考及对策探讨
3.1 提高机械钻速，钻头与高性能螺杆钻具优选
沙一段以上地层发育，成岩性差，可钻性高，使用加强钢齿钻头可以取得较高的机械钻速。沙一段以下至太古界以大段泥岩为主，夹砂岩层，主要以研磨性好五刀翼PDC和牙轮钻头效果较好;优选耐高温高性能螺杆和大扭矩螺杆钻具，对提高钻井速度具有很大的影响。通过采用较高的泵压、适宜的排量，可大幅度提高钻井速度。
3.2 优化钻具组合，加强井身轨迹控制
（1）直井段井身轨迹控制 第一趟钻满眼的钟摆钻具组合，严格控制上部井段井身质量;第二趟钻建议使用钟摆导向钻具组合，钻具组合具备钟摆钻具和导向钻具组合的共同优点，用于防斜和纠斜双重特性，同时复合钻进，并且能释放钻压，加快施工进度[1]。
（2）定向段井身轨迹控制 首先在开钻前优化井身轨迹，造斜点在2900米以上，3000米以后尽量以复合钻进为主，微调为辅的井身轨迹设计，这样在砂四段稳斜PDC钻头能发挥其优势，加快钻井速度。
（3）稳斜段使用“四合一”导向钻具组合（PDC钻头+单弯+钻铤一根（长度可调）+近满眼扶正器），此钻具组合具有较好的稳斜、稳方位的效果，来消除地层倾角大，岩性软硬交错对井身轨迹控制的影响[2]。
3.3 优化钻井液性能，抑制上部地层缩径，提高下部地层防塌效果
（1）东营组地层，相对来讲防塌不是重点，则滤失量相对放开，主要是加强钻井液的抑制性控制粘土水化分散，充分使用好优质的轻钻井液，控制钻井液的般含，控制钻井液体系中不存在小于1微米的胶体颗粒，充分发挥钻井液的水马力破岩作用，并且要保持短起下钻作业，抑制东营组软泥岩缩径，实现机械钻速的提高。
（2）沙河街组防塌是重点，要求钻井液的滤失量尽量降低的同时要使其有较高的瞬时滤失量，形成优质致密滤饼。使用沥青类封堵防塌剂配合充填剂封堵微裂缝和孔隙，确保井眼稳定。
（3）钻井液良好的润滑性，有效地降低了钻井动力的损耗，最大程度的发挥了其功效有利于提高钻速;良好的润滑性减少了钻头、钻具和其他设备配件的磨损，更是最大限度的降低了钻头的泥包亦有利于钻速的提高。
3.4 创新应用复合钻井技术，实现快速钻井
在完善和优化钻头选型基础上，进一步实验“PDC钻头+高性能螺桿钻具”复合钻井技术。同时，要进行实验新技术、新工具，提高深部地层钻速，增加复合钻进，减少滑动钻进时间。如扭力冲击器、水力增压器、挠性钻铤等新工具，在沈630-H1626、沈630-H1323、沈630-H1624井实行一体化服务模式在该区块得到了充分认证，达到了预期效果。
4 结论
（1）通过选择不同尺寸的扶正器的钻具组合，达到现场定向、稳斜、提速等施工需要。增斜段在沙三段，在沙四段稳斜，PDC能发挥优势，提高钻井速度。
（2）针对该区块不同井段的地层岩性和矿物成分，优选使用不同的钻井液体系，有针对性调整钻井液性能，减少了井下复杂和事故，缩短了钻井周期，有利于提高钻井速度。
（3）成熟的复合钻井技术是该区块提速的关键技术，深部地层需要大胆尝试新工具、新技术，使该区块的钻井速度继续提高。
参考文献：
[1]陈红伟，郝振宪，何汉坤，孙全元，范春.水平井设计应用与展望[J].钻采工艺，2004（06）.
[2]史玉才，管志川.偏轴钟摆钻具组合力学特性分析[J].石油大学学报（自然科学版），2004.28（2）：42-44.48.
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