八面河地区新生界地层优快钻井技术

摘 要：结合地质特点，开发应用了优快钻井综合配套技术，生产时效、机械钻速、工程质量等技术经济指标良好。文章主要介绍了这一技术的一些相关参数及应用效果。

关键词：工艺技术；钻井速度；工程质量；八面河地区

八面河地区地层属新生代沉积，钻井过程中易发生垮塌、漏失，多年来，开展了提高机械钻速、井眼轨迹控制、钻井液技术、故障复杂预控等方面的探索，形成了优快钻井综合配套技术，技术质量指标达到或超过了设计技术要求。

1 地层特点

钻遇地层自上而下：平原组地层为黄色粘土，不成岩，易垮塌。明化镇组地层为棕色泥岩，易造浆，易垮塌。馆陶组地层为灰白色砂、砾岩和流沙层，易扩径、垮塌、漏失。东营组地层为红色泥岩夹灰色细砂岩，地层软硬交错，易斜。沙河街组地层为中-厚层砂岩、泥岩，砂层孔渗大，疏松，易漏、易扩径，定向造斜率不稳定。孔店组地层为棕色泥岩、泥膏岩，可钻性较差，易膏侵污染钻井液。

2 提高机械钻速技术

2.1 高效PDC钻头

选择了适合松软-中硬地层快速钻进且可定向造斜的高效PDC钻头。

钻头特征为：5刀翼；Ф16及Ф19切削齿混合布齿；高度抛光的切削齿减少剪切力；硬质合金支撑边缘齿延缓切削齿破裂和磨损，明显提高钻头寿命；辅助切削齿和分压平衡垫的数量、位置、露出高度的优化设计，使切削齿均匀吃入地层；力平衡、后排减压齿、螺旋式刮刀结构设计，增加钻头的稳定性；螺旋式可换喷嘴、光面保径垫和螺旋式保径结构。

2.2 优化钻具组合

采用简化防卡钻具组合：Ф241mmPDC+Ф172mm*（1.25°-1.5°）单弯螺杆+Ф158mm无磁钻铤*1根+Ф127mm加重钻杆+Ф127mm钻杆。优点如下：钻进时钻压小，不下钻铤即可满足钻进需要。可随时进行定向施工，提高中靶精度。可连续完成造斜、增斜、稳斜、降斜、调整方位等不同作业，减少起下钻次数。结构简化，使粘卡的几率降低，摩阻减少。

2.3 优选钻井参数

开孔时，采用小排量钻进，防止冲垮松散层。直井段和稳斜段钻进时，采用2.5m3/min的大排量钻进，既提高机械钻速，又能有效地清洗井眼、冲刷井壁。定向段钻井参数：钻压10-30KN、转速67rpm、排量1.0-2.0m3/min。通过调整钻压、排量，保证井眼轨迹符合率。

3 井眼轨迹控制技术

3.1 井斜控制

直井段采用低钻压防斜打直技术，严格控制钻井参数，使井斜角和井底位移尽可能小。稳斜段采用高效PDC钻头+动力钻具进行复合钻进，连续控制井眼轨迹。结合钻具造斜能力，确定螺杆尺寸大小及度数、扶正器的位置及尺寸大小、钻井参数等，可有效控制井斜。

3.2 轨迹控制

采用PDC钻头+单弯螺杆+MWD（无线随钻测量装置）的定向控制系统。

在预测下部井段需要的造斜率前提下，结合钻具组合的造斜能力，优选螺杆尺寸及度数。通过增大结构的弯曲角度，可提高造斜率。一般采用滑动钻进1单根复合钻进2单根的方式，使井斜缓慢地增至设计值，既保证了轨迹符合率，又使得井眼更加平滑。

4 钻井液技术

4.1 体系选择

直井及常规定向井（最大井斜<35°）：使用聚合物低固相防塌钻井液，进入目的层前50-100m，将钻井液改造成聚合物低固相屏蔽暂堵钻井液。大斜度井及水平井：直井段使用聚合物低固相防塌钻井液；井斜达到35°时，将钻井液改造为聚合物乳化钻井液或聚合物聚合醇防塌润滑钻井液；目的层钻进时，使用聚合物乳化屏蔽暂堵钻井液和聚合物聚合醇屏蔽暂堵钻井液。

4.2 防塌性能控制

控制钻井液API滤失量≤5ml。严禁大幅度调整钻井液性能，等量等浓度补充胶液。选择加入无荧光防塌剂、防塌降滤失剂、聚合醇防塌润滑剂，增强钻井液防塌性。

4.3 携带性能控制

利用地层造浆特性，控制合适的般土含量（25g/l-35g/l）。选择合适的排量（28L/s-32L/s），满足环空返速要求。常规定向井FV控制为36s-40s，动切力3Pa-5Pa，动塑比0.2-0.3。大斜度井FV控制为38s-45s，动切力4Pa-6Pa，动塑比0.25-0.35。根据需要选择加入中粘CMC、PAM、FH-D17（低固相增粘降滤失剂）调整粘度，增强悬浮、携带能力。

5 故障预控技术

5.1 井垮预控

开孔时20-30m，采用小排量钻进，防止冲垮井口；之后，采用大排量钻进，保证井筒内钻屑及时清除，对井壁的及时冲刷。起钻及时灌满泥浆；匀速起钻，防止拔垮地层。防止蹩漏泥浆，导致井垮。

5.2 阻卡预控

接单根前匀速划眼两遍，每200m短起下钻一次。下钻强压<3吨，下钻强拔<5吨。及时清除岩屑床、虚泥饼，降低井下摩阻；近平衡压力钻井，防止压差卡钻。控制造斜率，保证井眼圆滑。滑动钻进期间接单根时，控制前后工具面一致。动力钻具钻进斜井段接单根时，早停泵晚开泵，防止产生台肩。简化钻具结构，少下钻铤或不下钻铤或采用倒装钻具组合，防粘卡。

5.3 出新眼预控

下钻遇阻强压<3吨。弯螺杆钻具下钻遇阻时，严禁开泵冲划，只能动转盘拨划，拨划钻压<1吨。拨划无效则起钻换常规钻具通井。PDC、牙轮钻头遇阻拨划无效时，换小尺寸的牙轮钻头或尖刮刀钻头通井冲划，以冲为主，间断动转盘，冲划钻压控制在1吨以内。通井钻具要保持与原钻具刚性一致。定向段、台肩处遇阻时，以冲、压为主，但冲、压不得同时进行。

6 应用效果

2013年，该地区完井65口，进尺91327m；平均井深1360.14m，平均机械钻速47.46m/h，平均钻井周期6.98d。复杂时间仅占 1.10%；故障时间仅占0.23%。井身质量合格率100%。钻井液密度符合率100%，电测一次成功率85%，指标均达到超过设计要求。

7 结束语

7.1 结合八面河地区新生界松软地层特点开发应用的钻井综合配套技术，能显著提高机械钻速、有效控制井眼轨迹、控制复杂故障的发生，具有推广前景。

7.2 从复杂故障发生的情况看，进一步优化、细化技术措施，钻井效率还存在一定的提升空间。

参考文献

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作者简介：田常铭（1964，10-），男，民族：汉，籍贯：湖北，学历：大学，职称：高工，研究方向：石油工程。