胜利油田滨425区块优快钻井技术

来源:用户上传      作者: 姜旭东

　　【摘 要】滨425区块为胜利油田近年来开始开发的油藏，位于济阳坳陷东营凹陷东部利津洼陷带西坡，油藏埋深一般2800-3200米，上部地层松软，沙河街组地层容易出现掉块，沙四段上部存在地层倾角，易发生井斜，下部为大段油页岩，可钻性高，根据该地区的地层特性以及施工经验，总结了一套适合该区块的优快钻井技术，取得了比较好的效果。
　　【关键词】松软地层；PDC钻头；机械钻速；井斜
　　
　　 0.概况
　　滨425区块位于济阳坳陷东营凹陷东部利津洼陷带西坡，该构造带是东营东部洼陷的中央构造带的边缘构造带，该地区的地层顺序是：平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组（沙一段、沙二段、沙三段、沙四段）。主要的生油层系是沙四段和沙三段。油层厚度较薄，岩性主要为泥页岩。该地区0-400米地表附近地层疏松成岩性差，极不稳定，很容易坍塌，400-2800米主要是泥岩、泥页岩及砂岩地层变化较快，地层软硬交错比较多，泥岩及泥页岩地层容易吸水膨胀、剥落，地层倾角变化不大，常常会有断层， 2800米至3200米该段地层主要是砂岩成岩性比较好，岩石比较结实，不易坍塌，地层倾角大，自然造斜率高。
　　 1.滨425区块钻井技术难点
　　1.1井壁稳定性差
　　馆陶组及以上地层成岩性差，泥岩性较软且砂岩发育易水化膨胀，导致坍塌剥落；还易形成厚的泥饼造成缩径，造成起钻遇卡，下钻遇阻，导致井壁不稳定，在进入沙河街组以后均出现大量的掉块。
　　1.2下部井斜难控制
　　影响井斜的主要因素有：地质结构和下部钻具结构。其中地质结构中最主要的是地层倾角，该地区沙三段至沙四段上部地层倾角大，自然造斜率很高，极易发生井斜，井深轨迹很难控制，给直井和定向井施工制造了很大的麻烦。
　　1.3 地层可钻性差，机械钻速低
　　该地区除大倾角地层井段需轻压吊打，机械钻速低外，下部地层一般比较均匀，采用PDC钻头，因为PDC钻头是一种切削型钻头，切削齿具有自锐优点，破碎岩石时无牙轮钻头的压持作用，切削齿切削时的切削面积较大，在该地层是一种高效钻头，但是也具有受钻压影响的缺点。下部地层机械钻速一般在7.97m/h左右。
　　 2.钻井技术措施
　　2.1 合理选择井身结构
　　针对该区块地层特点和技术难点，选择合理的井身结构是保证该区快钻井施工安全的前提条件。根据钻机施工的情况，井身结构为：一开346.1mm3A钻头钻进大约250m，下入273.1mm的表层套管，封固平原组和明化镇组的上部地层；二开采用215.9mmPDC的钻头钻至井底，下入139.7mm的油层套管封固地层。
　　2.2 优选钻头
　　东营地区常用的钻头有牙轮钻头和PDC钻头，该地层上部地层均质，地层比较稳定、倾角小，沙三段以上采用PDC钻头钻进，可以取得良好的效果，进入沙四段以后，地层变得坚硬，研磨性变强。但是由于该地层为泥岩及油页岩，所以采用PDC的钻头组合是最理想的。LH517G钻头钻进井段2634-2696米，机械钻速仅为3.11m/h。而PDC-4F平均机械钻速可以达到9.78m/h，故采用保径性能好的PDC钻头和较高的转速是最理想的。
　　2.3 选择合理的钻具组合和钻进参数
　　一口井选择合理的钻具组合和钻进参数，是一项重要的技术措施，关系着一口井的施工，只有措施合理，才能优质快速，才能有高效益，反之，我们不仅浪费了时间和精力，钻井效益也就变差了。
　　2.3.1 上部地层施工的钻具组合和钻进参数
　　上部地层松软一般采用钟摆钻具组合即：PDC钻头+偏心接头+177.8mm钻铤×2根+214mm螺旋扶正器+177.8mm钻铤×4根+127mm钻杆或者PDC钻头+偏心接头+177.8mm钻铤×2根+214mm螺旋扶正器+177.8mm钻铤×6根+127mm钻杆。在该上部地区充分利用高压喷射钻井，利用钻井泵输出的高压射流来帮助钻头破碎岩石，利用清水在低粘度的和高压的情况下可以充分利用其水力能量破碎岩石，上部地层成岩性比较差，岩石比较松软，在高压水力的作用下能轻易的破碎，同时采用了高转速低钻压来实现PDC钻头的高效破岩作用，以上技术措施在该地区取得了较高的机械钻速。
　　2.3.2直井施工工艺及井斜控制
　　2800米至3200米该段地层倾角大，自然造斜率高，在该段底层直井施工中采用的钻具组合为钟摆钻具组合即：PDC钻头+偏心接头+177.8mm钻铤×2根+214mm螺旋扶正器+177.8mm钻铤×6根+127mm钻杆。采用30-50KN的钻压、180-220转/分的转速钻进，这样不仅取得了较高的机械钻速而且也有效的控制了井斜，充分采用了以快保满以满保直的原理保证了井身质量。
　　2.3.3定向井施工工艺及井斜控制
　　在该区块定向井施工中，因该地层主要是稳井斜，结合本地区的地层地质特点，为达到稳斜的目的，在斜井段施工中，我们采用的钻具组合为：215.9mmPDC+214mm螺旋扶正器+158.8mm短钻铤3m+214mm螺旋扶正器+158.8mm无磁钻铤×1根+214mm螺旋扶正器+158.8mm钻铤×1根+127mm钻杆。使用无线随钻MWD实施随时监控，并且采用合理的钻压和转速钻进，在工作中，实行边复合边定向的方式进行，发现井斜趋势不合适的时候可以随时进行调整，这样不仅有效地控制了井斜，同时也在复合钻进的方式下取得了较高的机械钻速，而且保证了井身轨迹。
　　 3.钻井液技术
　　3.1钻井液体系的优选
　　多年来，胜利油田在钻井液方面积累了一定的经验，针对不同的地层和不同的井型，形成了不同的钻井液体系。根据该区块的地层特点和长裸眼的施工特点，我们采用了聚合物防塌钻井液体系该钻井液的配方为：铵盐+干粉+防塌剂+沥青粉。在2000米以上易发生井壁坍塌的层段加足防塌剂保持井壁稳定。在沙河街组调节渐变性，抑制页岩、岩屑分散，确保井眼稳定。定向前加入3~4％的液体或固体润滑剂，根据进尺不断补充，使钻井液具有良好的润滑防卡性能。为防止上部泥岩盖层的剥蚀掉块，加入了抗高温高压的降失水剂和防塌材料，有效地维护了井壁稳定性，同时增加钻井液的粘度等，使钻井液保持较好的携砂能力。
　　3.2钻井液处理与维护
　　二开钻进过程中，加入0.3%~0.5%KPAM胶液，采用聚合物絮凝钻井液钻进至东营组，然后加入3%~4%无固相降失水剂，先降失水然后防塌防掉块，加入2%~3%磺化沥青粉和3%~4%超细碳酸钙ZD-5，加强固控设备使用和补充聚合物含量，降低固相含量，把降失水降到5mL以下。并且利用复合屏蔽暂堵技术提高地层承压能力，降低油水表面张力，减少水锁的发生，保护油气层。加入一定量的工业油，提高润滑性减少摩租，利用抗盐抗高温处理剂和硅氟处理剂对钻井液稳定性和流变性调整，通过以上钻井液措施我们保证了井下顺利安全施工。
　　3.3完井钻井液与工程措施
　　完钻后结合短起下钻，充分循环清除井壁细砂和虚泥饼，已施工的几口井电测一次成功率达到100％。下套管通井时适当加入塑料小球，进一步提高钻井液润滑性保证下套管顺利。固井前对全井钻井液进行降粘处理，使粘度在55S左右，固井时配好压塞液进行抗污染处理，以确保固井质量。
　　 4.结论及建议
　　(1)滨425区块上部地层建议二开采用一只PDC钻头高转速、高泵压钻进至定向段，以保证上部井眼的井径扩大率为下部施工提供保障，此后继续使用PDC钻头和动力钻具钻进。
　　(2)钻至倾角地层，注意控制井斜，建议采用钟摆钻具轻压吊打，防斜打直控制好井身轨迹。
　　(3)该区块的定向井在稳斜段施工中，应充分考虑地层倾斜角和倾斜方向等因素，采用合理的钻具组合控制井斜方位，保证井身质量。
　　(4)该区块的井裸眼段长，且沙河街组易垮塌，上部泥岩盖层容易剥蚀掉块，应选用防塌好抗高温高压的钻井液体系。
　　
　　【参考文献】
　　［１］刘德智主编.钻井工.石油大学出版社，1995.
　　［２］姜子东主编.钻井泥浆工.石油大学出版社，1997.
　　［３］邱武主编.钻井工手册.石油工业出版社，1996.
　　［４］王晓先主编.石油地质学基础.石油工业出版社，1994.
　　［５］蒋希文编著.钻井事故与复杂问题.石油工业出版社，2001.

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