哈萨克斯坦ADM油田滨湖探井工艺

王海涛

【摘要】滨湖区块是中石油哈萨克斯坦ADM公司所属油田，共施工直探井7开7完，平均井深1550m，由于地层砾石多，泥岩造浆严重，可钻性差，再加上不同压力梯度所固有的特點，滨湖地区探井钻井施工难度大，按已完的实钻资料，曾多次发生复杂与事故，致使卡钻、卡套管、划眼等情况频频发生，大大地增加了建井周期时间。针对目前所掌握的地层特性以及所具备的钻井施工工艺，为了适应滨湖区块探井的施工要求、减少或避免井下复杂与事故、提高钻井速度，结合滨湖地区地质特征与探井钻井特点，边研究边钻，制定出了一套技术措施，以指导钻井施工，并在实践中加以完善。【关键词】岩性 井身结构 高压水层 钻头 钻具组合

1 地质概况

滨湖区块地质构造是一个有利构造圈闭，为北东向逆断层控制的断背斜。沉积相为河道，上部地层以灰绿、棕红色泥岩为主，吸水性强、易造浆，性软，存在压力为1.5MPa异常高压水层，易井涌；下部地层以深棕红色、灰绿色泥岩为主，粉砂岩互层，吸水性中等、易造浆、性中等，以砾石为主，性硬、易剥落，富含油、气，钻探的主要目的是评价阿雷斯库姆组、阿克沙布拉克和库姆科尔组的含油气情况。滨湖地区浅井所钻遇地质主要分层依次为第三系、白垩系、侏罗系等地层。

2 滨湖地区钻井特点与难点

2.1 中、上部井眼尺寸大，深部地层可钻性差

（1） 施工，上、中部采用钻头尺寸较大，机械钻速难以提高。

（2） 滨湖地区所钻地层较老，深部地层可钻性很差，严重影响钻井速度。

（3）中上部井眼尺寸大，下部作业排量受限，施工中环空返速低。

2.2 钻进裸眼段较长，地层压力系统不一

（1）白垩系、侏罗系一些砂砾岩、砂岩渗透性较好，地层压力较低。

（2）由于构造应力的影响，下部地层坍塌压力较大，要求使用较高钻井液密度。

（3）对探井而言，深部地层压力不确定性表现明显，储层压力系数难以确定。

2.3 上部地层缩径比较严重

（1）灰绿色膏泥岩以及软棕红色泥岩可塑性好，在地应力作用下向井内蠕动引起缩径。

（2）白垩系、侏罗系等地层大套泥岩吸水膨胀。

（3）白垩系、侏罗系等地层渗透性较好的砂砾岩、砂岩井段较厚虚泥饼形成缩径。

2.4 施工井眼稳定条件复杂

（1）深层泥页岩可塑性差，井眼钻成后，在地层集中应力作用下，井壁失稳坍塌，井眼向稳定的椭圆形状发展。

（2）滨湖地区地壳运动造成的断层破碎带胶结疏松，井壁易坍塌失稳。

（3）泥岩、泥砾岩、砂砾岩胶结性差，岩体强度低，易引起井壁失稳坍塌。

（4）砾石胶结疏松，易剥落，及易引起井壁失稳坍塌。

3 钻井技术研究与探讨

3.1 防斜打直与提高钻速

（1）滨湖地区昼夜温差较大，应及时校对指重表的灵敏针，确保钻压的真实性。

（2）中上部地层钻具组合采用钟摆结构，深层施工采用塔式组合，使用PDC钻头轻压钻进或使用牙轮钻头强化钻井参数利用下部钻具的涡动防斜打直。

（3）上部大尺寸井眼采用大排量、高泵压、低密度，优选钻头喷嘴，使用加长、斜喷嘴以及不等径、双喷嘴组合，合理设计水力参数，利用水力射流协助破岩或清洁井底，提高钻速。

（4）优选钻头系列，深部地层钻进应选用耐高温、抗研磨性好的钻头。

3.2 防垮技术措施

（1）滨湖地区侏罗系库姆克尔组以下地层坍塌压力较大，根据情况，应尽量提高钻井液密度。

（2）施工中要确保井筒压力的相对稳定。

（3）减少不必要的钻具旋转、甩打等对井壁的机械破坏。

（4）采用适当钻井排量，禁止定点循环，减轻对井壁的冲刷。

3.3 防卡技术措施

（1）起下钻严格控制速度，阻卡严重时采用划眼或倒划眼方式解除。

（2）保持良好的泥浆性能，减小泥饼摩阻，加强活动钻具，尽可能减少钻具在井内的静止时间，预防粘附卡钻。

（3）因井壁失稳井内可能会有难以携带的掉块，随着井眼的延伸，掉块的积累会影响到正常作业，施工中可通过短起下钻，让掉块落入井底，再用小排量、低转速、小钻压破碎，大排量携带，恢复正常。

（4）空井时间长，在砾石层注入高粘度钻井液，防止砾石脱落卡钻。

（5）定期探伤钻铤和井下工具，避免钻具事故的发生。

（6）搞好落物预防措施，避免井下落物。

3.4 防漏技术措施

（1）井场储备一定量的常用堵漏材料，并保证水源充足。

（2）表层钻进，上部疏松地层和砾石层采用较高粘度泥浆，同时使用适当的钻井排量，避免蹩漏地层。

（3）施工中强调平稳操作，控制钻具起放速度，开泵不宜过猛，防止蹩漏地层。

（4）下钻过程根据井深分段开泵循环，减轻环空蹩压。

（5）钻进中一旦发现只进不出，应立即起至安全井段。

（6）需要加重时应控制好加重速度，如有漏失，应采取措施提高低压层段的井壁承压能力。

4 结论

提高机械钻速，缩短建井周期，预防井下事故不仅取决于地质因素，还取决于人对地质因素的了解以及制定的各种技术措施是否合理，取决于对每一个微小技术措施的制定与执行。

（1）井段90-115米，每个单根钻进时间不能低于30min，（必须控制机械钻速）保证返砂。防止流沙呛水眼及流沙层卡钻，特别钻进高压水层时必须控制机械钻速，防止钻速过大，产生涌水（100m左右）。

（2）一开固井结束后立即关闭导管和表套的环形空间。

（3）为使环空岩屑能够返净，要适当增加循环时间，早开泵，晚停泵。同时注意观察振动筛返出岩屑情况和泵压变化情况。岩屑返出量减少、泵压升高时，要适当增加循环时间，调整泥浆性能，但是绝对禁止定点循环。

（4）下部施工尽可能提高钻井液密度以平衡地层坍塌压力，同时坚持短起下钻制度，一方面清除掉井壁上不稳定的岩体，避免集中垮塌，另一方面将坍塌掉块赶至井底加以破碎，尽量减轻或避免井下复杂与事故。

（5）控制泥浆中K+含量，同时降低失水。

（6）上部地层进入膏泥岩前，一次性注入有机硅，防止堵导管。

（7）合理选用钻头，简化钻具组合，使用牙轮双向减震器，提高机械钻速。

（8）深表层钻具组合：φ444.5mm钻头+φ203mm钻铤×2根+φ444mm扶正器+φ178mm钻铤×8根+φ165mm钻铤×12根+φ127mm钻杆+133方钻杆。