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(中石化胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司 山东东营 257200)
摘 要:本文通过对我队施工的大北24-斜21同台井的现场资料分析,对大52区块五段制井的特点及难点进行了分析,并从应用PDC钻头及合理使用牙轮钻头,优选钻井液体系、以及井眼保护措施等方面给出了优快钻井技术方案,形成了一套高效的钻井模式。使该区块5口井实现了安全、快速、优质钻井,缩短了钻井周期,降低了钻井成本,对今后该区块钻井作业具有一定的指导意义。
关键词:五段制井;轨迹控制;钻井液
引言
大52区块位于济阳坳陷车镇凹陷大王北鼻状构造带大52鼻状构造中部。地层各层厚度大约为:平原组310m;明化镇组620m;馆陶组740m;东营组1050m;沙一段350m;沙二段440m。其中平原组地层岩性为粘土、砂质粘土、松散砂层,地质极软,可钻性强;明化镇组地层岩性为泥岩、粉砂岩,地层极软到中软,可钻性强,底部易吸水膨胀;馆陶组地层岩性为棕红色泥岩、灰白色砂砾岩互层,地层中软到软,可钻性强,有不同程度的渗漏,底部的砂砾岩对钻头有损坏作用;东营组地层岩性为棕色及灰绿色泥岩、灰白色砂砾岩互层,可钻性强,钻速低于以上地层;沙一段为油泥岩、细砂岩、含砾砂岩不等互层、块状砂岩、灰质砂岩、灰质泥岩、油页岩、页岩;沙二段为滨浅湖相沉积,岩性主要为细砂质粉砂岩、粉砂质长石砂岩,少量岩屑砂岩。
一、一开
(1)444.5mm×320m
钻头选型及水眼:P2、水眼16*3、一开完立压10MPa
200m后双泵打钻,开始划眼。打完搞短起下至钻铤,若有明显遇阻卡显示,再搞一遍短起下钻,保证下套管顺利。
二、二开直井段:馆陶组底部-东营组顶部有砾石层
(1)同台井第一口大北24-斜21井直井段施工中,我队选用的是型号为HJ437G的镶齿牙轮钻头,钻进时岩屑中砾石并不是很多,多于褐灰色泥岩层交错出现。钻头选型及水力参数(HJ437G钻头、 Ф10mm*3水眼、立压20MPa,钻头压降11.79MPa),钻至1710m后钻时变慢起钻。起出后,钻头内齿全部脱落,外齿磨损严重,轴承完好,轴承较好。
根据实钻情况,我队第二口井开始大胆选用HAT127钻头。钻头选型及水力参数(HAT127钻头、 Ф10mm*3水眼、立压20MPa,钻头压降11.79MPa),钻至1723m后钻时变慢起钻。起出后,钻头牙轮磨损较严重,轴承较好,也打穿了砾石层。
因此,综合比较,选用HAT127钻头。
(2)钻具结构(小塔式钟摆):18米扶正器(214mm)。
(3)泥浆方法:双路循环,PAM胶液维护;进入馆陶组后,有渗漏,注意观察好液面,跟足水。
(4)特殊措施:首先,扫完塞后吊打6根;1300m后有流砂层,跟不上压,注意吊打;1650m开始,进入砾石层,注意扭矩,坚持吊打,观察好钻头情况,钻时明显变慢后起钻。
(5)起钻投多点:根据5口井的多点情况,都是往210-220度方向斜,井斜角控制在1.5度内,水平位移在5-10m。
三、直-增-稳段
(1)在1710米下入PDC钻头,利用PDC钻头+动力钻具+205mm扶正器,实现定向、复合一趟钻,本井钻头选择了海胜生产的M4365FL钻头,水眼采用了Ф12mm*4的方式,选择四刀翼PDC钻头的原因是工具面相对稳定,方便定向。
通过采用近螺扶钻具组合,解决以下两个问题:
A.控制井身轨迹,使轨迹变化平滑;
B.利用螺旋扶正器修井壁,保证井眼规则。
(2)根据多点情况,定1根,提前扭方位,保证正位移。
(3)提前10-50m开始定向,定1根半,复合1根半,(10度/100米)。造斜点2050m,定到2200m,15度,(设计最大井斜20度,2950m开始降斜),复合钻3根(2230m)看井斜变化趋势。若增,可以不用定了;若减,定到22度2300m。注:井斜大了,可以早下降斜钻具;井斜小了,后期不好定,工具面不穩、托压,且动力钻具使用时间长。因此,井斜可以稍微大点。复合钻进,勤跟测斜情况。
(4)泥浆处理要点
a.泥漿比重执行设计下限,加重采用加重漏斗加重,加重幅度每周不超过0.03g/cm3。
b.东营组中下部(2700m)开始大幅度处理泥浆,用防塌剂,降失水剂等处理泥浆,失水降至4mL,缓慢加重至1.20 g/cm3,为进入沙河街做准备。起钻前比重加至1.25 g/cm3。
四、降斜段:轨迹难控制
根据上趟钻的定向情况,在井深2800m后难于定向,工具面不稳,托压憋泵。故降斜段中采用常规钻具组合:M5355L钻头+φ178mm钻铤+φ214mm扶正器+无磁钻铤+φ205mm扶正器。该钻具结构降斜效果良好,8~10度/100m。双扶正器组合可以减少方位的漂移。从这五口井可以看出,完钻时方位均往50度方向靠,与设计方位可能偏差较大。
五、完井阶段
为保证电测一次成功,完钻后搞两遍短起下钻,沙河街组封塑料小球、土粉或润滑剂。我队施工的这个同台井电测均很顺利。电测完通井时可以回收塑料小球,重新封井底,保证了下套管的顺利进行。
六、结论
综上所述,可以得出以下几点认识:
(1)直井段的防斜是井眼轨迹控制的第一步,应尽量打直,若直井段井眼轨迹偏差过大,势必要对后续工作计划作局部修改,造成被动。采用塔式钻具组合,选用合适的钻井参数和合理的技术措施,可有效防止井斜。
(2)由于是五段制井,井眼轨迹复杂,特别在降斜段附近易出现键槽,对后期起下钻、完井作业造成困难。因此在定向段使用近螺扶钻具组合,且有必要在底部钻具组合上端加上一个欠尺寸扶正器或破槽器。
(3)钻进过程中,钻屑在造斜段及降斜段向下井壁沉积,在井斜较大的造斜段及降斜段,钻具与井壁的接触面较大,会增大钻具的摩阻和扭矩,造成旋转钻具和起下钻时摩阻较大,因此钻井液必须具有良好的悬浮携带性和良好的润滑性,以防粘卡发生。通过短起下钻清除岩屑床,及时将井内的岩屑携带出地面,保证井下安全。
(4)运用成熟的钻井技术是提高钻井速度的重要手段,但是如何灵活的应用这些技术,是一个科学的实践过程。只有提高操作人员的技术素质,并以科学严格的管理作保障,才能使先进的钻井技术在钻井施工过程中得以合理的运用,从而发挥其最佳效能,取得预期的效果。
参考文献:
[1]钻井手册(甲方)编写组,钻井手册(甲方)。北京:石油工业出版社,1990.
[2]刘希圣,钻井工艺原理。北京:石油工艺出版社,1990.
摘 要:本文通过对我队施工的大北24-斜21同台井的现场资料分析,对大52区块五段制井的特点及难点进行了分析,并从应用PDC钻头及合理使用牙轮钻头,优选钻井液体系、以及井眼保护措施等方面给出了优快钻井技术方案,形成了一套高效的钻井模式。使该区块5口井实现了安全、快速、优质钻井,缩短了钻井周期,降低了钻井成本,对今后该区块钻井作业具有一定的指导意义。
关键词:五段制井;轨迹控制;钻井液
引言
大52区块位于济阳坳陷车镇凹陷大王北鼻状构造带大52鼻状构造中部。地层各层厚度大约为:平原组310m;明化镇组620m;馆陶组740m;东营组1050m;沙一段350m;沙二段440m。其中平原组地层岩性为粘土、砂质粘土、松散砂层,地质极软,可钻性强;明化镇组地层岩性为泥岩、粉砂岩,地层极软到中软,可钻性强,底部易吸水膨胀;馆陶组地层岩性为棕红色泥岩、灰白色砂砾岩互层,地层中软到软,可钻性强,有不同程度的渗漏,底部的砂砾岩对钻头有损坏作用;东营组地层岩性为棕色及灰绿色泥岩、灰白色砂砾岩互层,可钻性强,钻速低于以上地层;沙一段为油泥岩、细砂岩、含砾砂岩不等互层、块状砂岩、灰质砂岩、灰质泥岩、油页岩、页岩;沙二段为滨浅湖相沉积,岩性主要为细砂质粉砂岩、粉砂质长石砂岩,少量岩屑砂岩。
一、一开
(1)444.5mm×320m
钻头选型及水眼:P2、水眼16*3、一开完立压10MPa
200m后双泵打钻,开始划眼。打完搞短起下至钻铤,若有明显遇阻卡显示,再搞一遍短起下钻,保证下套管顺利。
二、二开直井段:馆陶组底部-东营组顶部有砾石层
(1)同台井第一口大北24-斜21井直井段施工中,我队选用的是型号为HJ437G的镶齿牙轮钻头,钻进时岩屑中砾石并不是很多,多于褐灰色泥岩层交错出现。钻头选型及水力参数(HJ437G钻头、 Ф10mm*3水眼、立压20MPa,钻头压降11.79MPa),钻至1710m后钻时变慢起钻。起出后,钻头内齿全部脱落,外齿磨损严重,轴承完好,轴承较好。
根据实钻情况,我队第二口井开始大胆选用HAT127钻头。钻头选型及水力参数(HAT127钻头、 Ф10mm*3水眼、立压20MPa,钻头压降11.79MPa),钻至1723m后钻时变慢起钻。起出后,钻头牙轮磨损较严重,轴承较好,也打穿了砾石层。
因此,综合比较,选用HAT127钻头。
(2)钻具结构(小塔式钟摆):18米扶正器(214mm)。
(3)泥浆方法:双路循环,PAM胶液维护;进入馆陶组后,有渗漏,注意观察好液面,跟足水。
(4)特殊措施:首先,扫完塞后吊打6根;1300m后有流砂层,跟不上压,注意吊打;1650m开始,进入砾石层,注意扭矩,坚持吊打,观察好钻头情况,钻时明显变慢后起钻。
(5)起钻投多点:根据5口井的多点情况,都是往210-220度方向斜,井斜角控制在1.5度内,水平位移在5-10m。
三、直-增-稳段
(1)在1710米下入PDC钻头,利用PDC钻头+动力钻具+205mm扶正器,实现定向、复合一趟钻,本井钻头选择了海胜生产的M4365FL钻头,水眼采用了Ф12mm*4的方式,选择四刀翼PDC钻头的原因是工具面相对稳定,方便定向。
通过采用近螺扶钻具组合,解决以下两个问题:
A.控制井身轨迹,使轨迹变化平滑;
B.利用螺旋扶正器修井壁,保证井眼规则。
(2)根据多点情况,定1根,提前扭方位,保证正位移。
(3)提前10-50m开始定向,定1根半,复合1根半,(10度/100米)。造斜点2050m,定到2200m,15度,(设计最大井斜20度,2950m开始降斜),复合钻3根(2230m)看井斜变化趋势。若增,可以不用定了;若减,定到22度2300m。注:井斜大了,可以早下降斜钻具;井斜小了,后期不好定,工具面不穩、托压,且动力钻具使用时间长。因此,井斜可以稍微大点。复合钻进,勤跟测斜情况。
(4)泥浆处理要点
a.泥漿比重执行设计下限,加重采用加重漏斗加重,加重幅度每周不超过0.03g/cm3。
b.东营组中下部(2700m)开始大幅度处理泥浆,用防塌剂,降失水剂等处理泥浆,失水降至4mL,缓慢加重至1.20 g/cm3,为进入沙河街做准备。起钻前比重加至1.25 g/cm3。
四、降斜段:轨迹难控制
根据上趟钻的定向情况,在井深2800m后难于定向,工具面不稳,托压憋泵。故降斜段中采用常规钻具组合:M5355L钻头+φ178mm钻铤+φ214mm扶正器+无磁钻铤+φ205mm扶正器。该钻具结构降斜效果良好,8~10度/100m。双扶正器组合可以减少方位的漂移。从这五口井可以看出,完钻时方位均往50度方向靠,与设计方位可能偏差较大。
五、完井阶段
为保证电测一次成功,完钻后搞两遍短起下钻,沙河街组封塑料小球、土粉或润滑剂。我队施工的这个同台井电测均很顺利。电测完通井时可以回收塑料小球,重新封井底,保证了下套管的顺利进行。
六、结论
综上所述,可以得出以下几点认识:
(1)直井段的防斜是井眼轨迹控制的第一步,应尽量打直,若直井段井眼轨迹偏差过大,势必要对后续工作计划作局部修改,造成被动。采用塔式钻具组合,选用合适的钻井参数和合理的技术措施,可有效防止井斜。
(2)由于是五段制井,井眼轨迹复杂,特别在降斜段附近易出现键槽,对后期起下钻、完井作业造成困难。因此在定向段使用近螺扶钻具组合,且有必要在底部钻具组合上端加上一个欠尺寸扶正器或破槽器。
(3)钻进过程中,钻屑在造斜段及降斜段向下井壁沉积,在井斜较大的造斜段及降斜段,钻具与井壁的接触面较大,会增大钻具的摩阻和扭矩,造成旋转钻具和起下钻时摩阻较大,因此钻井液必须具有良好的悬浮携带性和良好的润滑性,以防粘卡发生。通过短起下钻清除岩屑床,及时将井内的岩屑携带出地面,保证井下安全。
(4)运用成熟的钻井技术是提高钻井速度的重要手段,但是如何灵活的应用这些技术,是一个科学的实践过程。只有提高操作人员的技术素质,并以科学严格的管理作保障,才能使先进的钻井技术在钻井施工过程中得以合理的运用,从而发挥其最佳效能,取得预期的效果。
参考文献:
[1]钻井手册(甲方)编写组,钻井手册(甲方)。北京:石油工业出版社,1990.
[2]刘希圣,钻井工艺原理。北京:石油工艺出版社,1990.