尼日利亚Stubb Creek油田优快钻井技术

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　　本文主要介绍尼日利亚Stubb Creek油田优快钻井技术。Stubb Creek油田是中石化中标的一个尼日利亚区块，现场施工的第一口SC-5井由于地层熟知程度低，地层复杂，钻井过程中出现了井壁缩径掉块、坍塌、漏失、卡钻、断钻具等问题，极大地影响了正常的勘探开发进程，同时造成了不好的国际影响。在总结SC-5井钻井技术的基础上，优化钻井技术、使用合成油基钻井液替代水基钻井液，提高钻井液密度等技术措施，在随后施工的SC-6、SC-7、SC-8和SC-9井中应用，没有出现井下复杂情况，有效地保证了井下安全，机械钻速提高了30%以上，钻井周期大大缩短，有效地降低了钻井成本。Stubb Creek油田优快钻井技术的成功应用，为今后国际勘探开发类似油田提供了成功的钻井经验。
　　尼日利亚Stubb Creek油田是中石化中标的一个尼日利亚区块。Stubb Creek油田位于尼日利亚尼日尔三角洲OML-14区块与OML-13区块的结合部，属于OML-14区块(该区块位于尼日尔三角洲的最东端)，工区面积约42km2，其南部和东南部均位于海岸线附近，属热带雨林气候，区块内地势平坦，属于近海平原，地表植被为农田、种植园、灌木丛和荒地；有河流经过该区块，河宽30m～50m，河上有桥梁通过。
　　
　　一、区域地质特征
　　
　　该区沉积地层包括白垩系、第三系和第四系。白垩系向深海变薄并出露，最终消失于洋壳，新生界为大型进积式三角洲沉积，形成于大陆，消失于洋壳之上。新生界总体上为海退三角洲沉积地层，是主要目的层系。
　　新生界地层自下而上划分为三个组：底部阿卡塔组(Akata Formation)、中部阿格巴达组(Agbada Formation)和上部贝宁组(Benin Formation)；阿卡塔组是主要的生油层系，阿格巴达组是主要含油气层系(见图1)。
　　
　　
　　二、钻井设计情况
　　
　　1.SC-5井基本情况
　　SC-5是尼日利亚Stubb Creek油田的一口定向评价井，完钻井深2318m，钻井周期128天。完钻层位为阿格巴达组D3目的层。钻遇地层基本情况如表1：
　　
　　尼日利亚Stubb Creek油田在地层特性、油藏埋深和地层压力等方面具有一致性，在此区块施工井的井身结构相似。
　　
　　三、钻井施工难点
　　
　　SC-5井井下复杂，事故较多，钻进时间占了20.61%，起下钻和复杂情况占了26.54%和14.23%，本井多数时间是在处理井下复杂情况。
　　1.井下落物
　　17-1/2″表层段(10-635m)使用碳酸钙/氯化钾聚合物钻井液体系钻进，采用KINGDREAM生产的GA134钻头钻进，因井下落物导致钻进困难，所以采用磨鞋磨铣落物恢复钻进。
　　2.井壁缩径、卡钻
　　12-1/4″井段 (854m～2000m)使用KCl聚合物钻井液钻进。使用KINGDREAM生产的HJT417钻头、在975m处开始定向钻进，闭合方位132.3°，最大井斜46.6°，最大井斜处1829m,水平位移450m。设计井深2200m，但由于井下连续出现复杂情况，井眼缩径和坍塌严重，填井侧钻三次，为确保井下安全及D3油层段的取心顺利，钻进到2000m，提前下9-5／8″套管至1997m。主要原因是由于上部地层水敏性太强，水基钻井液体系无法抑制地层水化膨胀及坍塌掉块，导致了多次井下复杂情况和事故的发生；下部地层水敏性不强，但钻井液密度偏低，不能有效平衡地应力，导致缩径进而引起卡钻，通过埋钻具和LWD仪器提高密度后，坍塌、划眼现象得到了有效遏制。
　　3.键槽卡钻
　　8-1/2″井段 (2004m -2318m)使用KCl聚合物钻井液钻进。8-1/2″井段进行中途对比电测，电测中出现遇阻，通井时发生卡钻，之后割钻杆侧钻，侧钻成功后电测。主要原因是因井下复杂频繁起下钻，定向中反复扭方位，井身质量不好，形成键槽。由于井下复杂情况不断，为避免再次发生事故钻进至2318m时，提前挂7″尾管完钻。
　　
　　 四、主要技术对策
　　
　　1.更换钻井液体系
　　针对本区块存在水敏性泥岩及坍塌掉块泥岩，地质条件十分复杂，钻井中地层造浆严重，基本不成岩，水化膨胀性非常强，容易导致泥岩吸水缩径，而硬脆性泥岩坍塌压力高，坍塌掉块极其严重的地层特点，后续钻井中在二开后使用合成基钻井液。
　　合成基钻井液油水比一般为70/30。合成基泥浆具有良好的流变性能和润滑性能，一般API滤失为0，高温高压滤失量为2-3ml，且滤出物为纯油。由于整个钻井过程中与地层接触的流体是油，因此，合成基钻井液可有效避免软泥岩水化膨胀、硬脆性泥岩吸水产生裂缝坍塌，且油基泥浆具有良好的润滑性，可有效防止起下钻阻卡。
　　2.采用合适的钻井液密度
　　由SC-5井实钻中钻进液密度(1.24g/cm3)低，不能平衡由地层应力引起的坍塌压力，而造成井下复杂情况不断。后续施工的井实钻中提高钻井液密度(1.28g/cm3)后，有效平衡了由地层应力引起的坍塌压力，现场使用效果良好，没有出现坍塌掉块和井眼不稳定的现象，坍塌、划眼现象得到了有效遏制，保证了钻井安全。
　　3.井眼轨迹控制
　　 井眼轨迹控制在钻井施工中是个难点，SC-5井频繁出现的井下复杂情况，除了钻井液体系问题引起的垮塌缩径之外，井身轨迹差、全角变化度大也是一个主要原因。在后续井的施工中及时更换现场定向井工程师，井身轨迹控制水平有了很大提高。
　　4.钻头选型
　　SC-5井的钻头主要选用国产三牙轮钻头，机械钻速小，不利于提高整体综合效益。后续的选择适合STUBB CREEK油田尼日尔三角洲地层岩性的PDC钻头，借鉴在这一区块开发多年的壳牌公司的钻头选型经验，实现二开和三开后一只或两只PDC钻头即可完钻，提高机械钻速，缩短钻井周期，节约钻井成本。在后续井中选用贝克休斯公司12-1/4“井眼HCM607(M323)PDC钻头和8-1/2”井眼HCM607(M323)PDC钻头，效果明显，分别完成了相应井段的钻井进尺，并且钻头的磨损极小，可以继续使用。高质量、适应地层特点的钻头是提高机械钻速、优快钻井、节约成本的重要手段。
　　5.现场应用效果
　　采用以上优快钻井技术后，STUBB CREEK油田的井顺利施工，有效地控制了井下复杂情况和避免了井下事故，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，取得了良好的应用效果。钻井周期缩短情况见图3，机械钻速提高情况见表2。
　　
　　SC-5井使用水基钻井液体系，SC-6、SC-7、SC-8和SC-9井使用了合成油基钻井液体系，由图3可以看出钻井周期大大缩短了。
　　
　　由数据(表2)看出，在优化了钻井技术后，后钻的SC-6、SC-7、SC-8和SC-9井与SC-5井相比，在平均井深大于SC-5井的情况下，钻井周期由128天缩短到平均33.75天，缩短了73.63%；机械钻速由3.60m/h，提高到14.36m/h，提高了298.90%。SC-5井出现井下事故，而SC-6、SC-7、SC-8和SC-9井没有出现复杂情况。
　　
　　五、结论与建议
　　
　　1.优选合成油基钻井液体系和钻井液性能，大大降低了Stubb Creek油田井下复杂情况的发生，确保了钻井施工井下安全。
　　2.优选高质量和适应当地地层特点的PDC钻头是提高机械钻速、优快钻井、节约成本的重要手段。
　　3.该优快钻井技术在STUBB CREEK油田现场应用4口井，钻井周期缩短了73.63%；机械钻速提高了298.90%，取得了良好的经济和社会效益。
　　4.Stubb Creek油田优快钻井技术的成功应用，为今后国际勘探开发类似油田提供了成功的钻井经验。
　　 (中国石化河南油田分公司；石油工程技术研究院)

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