焦石坝区块钻井技术与应用
2014-09-22付天明
付天明
摘 要：焦石坝气田目前探明储量达2.1万亿方，其勘探开发已进入快速发展阶段，但该区块存在地层复杂，稳定性差，一垮塌，富含硫化氢，导致钻头选型以及井眼轨迹控制困难。通过优选合适与焦石坝钻进的钻PDC钻头，优化钻具组合，应用油基钻井液完成水平段钻进，达到了提高钻井速度，缩短钻井周期的目的，为该区块优化高效钻井提高参考。
关键词：钻井；技术；焦石坝；页岩气
中图分类号：TE24 文献标识码：A
一、概述
随着焦页1HF井试气成功获得高产工业气流，这是全国第一口实现商业开发的页岩气井，成功实现了海相页岩气重大战略性突破。其钻探目的为动用焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源，新建焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气产能。焦石坝气田探明储量达2.1万亿方，焦石坝页岩气的开发将重塑中国能源格局，目前焦石坝区块钻进速度较慢，钻遇地层复杂、钻头选型困难、迹控制难度大等难题，通过对该区块的钻井实践，通过对钻头的优选，钻具组合的优化，较好的实现了该区块的安全快速钻进，为该区块的同类井的钻进提供参考。
二、主要钻井技术措施
1 优选钻头、工具
（1）等壁厚螺杆+PDC钻头大幅度提升一开钻井周期
一开井段主要在嘉陵江组、飞仙关组地层钻进，地层已灰岩为主，施工中采用PDC+螺杆钻井施工，较好的避免了空气钻地层出气、出硫化氢的安全风险难题。
在钻头选择上主选PDC钻头，不仅在机械钻速上具有更大的优势，且从钻头的磨损程度来看，此钻头更适应一开嘉陵江组、飞仙关组高研磨地层，单只钻头进尺多，且磨损轻。
常规螺杆在使用过程中易卡死，使用时间短，采用壁厚螺杆，能很好的配合钻头使用，减少起下钻，提高钻井时效，缩短钻井周期。
（2）二开钻头、工具优选，钻井速度大幅度提升
二开用Φ311.2mm钻头钻进，进入龙马溪组浊积砂层，下Φ244.5mm套管固井，封龙马溪组页岩气层之上的易漏、易垮塌地层。在定向段钻井过程中主要存在井眼轨迹控制难度大；PDC钻头复合片易损坏；定向段长，方位变化大，定向要求高等问题。①钻头优选。在前期钻井施工作业中，通过优选PDC钻头、螺杆工具，在解决定向脱压问题上取得了一定的效果，但是在钻井速度上提升不明显。因此在今年第一轮井施工中，通过对前期施工的资料调研，PDC钻头调研，主要对百施特、亿斯达、史密斯和贝克休斯的PDC钻头进行优选，通过现场施工展开对比分析。在PDC钻头优选上，通过现场使用分析，可以从表1看出，贝克休斯、史密斯PDC钻头在二开定向段更具优势，在使用时间、进尺和机械钻速上都存在明显的优势。②工具优选。进口低速大扭矩等壁厚螺杆：二开直井段钻进过程中，采用进口低速大扭矩等壁厚螺杆，排量较高，利于井底清砂，低转速能实现钻头在较大钻压条件下，更深地吃入地层，大扭矩能实现钻头吃入地层后更好的切削效果。该螺杆使用中配合进口PDC钻头，实现了PDC钻头在该段地层快速钻进。水力振荡器：在二开定向钻井中，采用水力振荡器配合PDC钻井，水力振荡器能够降低钻进时的摩阻和扭矩，使得钻压更容易传递，工具面更加容易控制，从而提高钻进时的机械效率。
2.钻井液体系优选
①二开井段，钻遇地层为小河坝组、龙马溪组。小河坝组岩性以灰色、深灰色泥岩为主，夹灰色、深灰色粉砂质泥岩薄层；龙马溪组岩性为灰色泥质粉砂岩、灰色泥岩。采用三强聚合物钻井液体系，该体系具有很强的抑制包被封堵能力，能够有效的抑制泥页岩水化膨胀，再通过使用聚合物抑制剂、包被剂、降失水剂和沥青类材料，能够很好对地层起到防漏防塌功能，同时提高了钻井液的承压能力和净化能力，保证了井眼、钻井液性能的长期稳定。②三开井段，钻遇地层为龙马溪组，岩性以灰黑色碳质泥岩、灰黑色粉砂质泥岩为主。本着稳定页岩水平井段，润滑防卡及保护气层的原则，采用油基钻井液体系，通过实钻证明，油基钻井液性能稳定、抑制性强、润滑性好，有利于钻井液对井壁的保护和井眼清洁，对产层起到了良好的保护作用。
三、结论与建议
1 上部直井段采用等壁厚螺杆、低速大扭矩螺杆配合PDC钻头，大幅度提高了机械钻速，且提高了井控安全。
2 水力振荡器不仅很好的解决了定向钻进期间脱压严重的问题，且能够很好的保护钻头，钻井速度得到大幅度提升。
3 加强对进口PDC钻头的优选，PDC钻头能够很好的适应海相地层，在进尺、机械钻速上都有明显提高。
4 焦石坝区块通过对聚合物钻井液体系、油基泥浆体系的不断改进，很好的解决了二开定向井段易塌、易漏，三开井段井眼稳定的问题。
参考文献
[1] 蒋恕 .页岩气开发地质理论创新与钻完井技术进步[J].石油钻探技术，2011，39（3）：17-23.endprint
摘 要：焦石坝气田目前探明储量达2.1万亿方，其勘探开发已进入快速发展阶段，但该区块存在地层复杂，稳定性差，一垮塌，富含硫化氢，导致钻头选型以及井眼轨迹控制困难。通过优选合适与焦石坝钻进的钻PDC钻头，优化钻具组合，应用油基钻井液完成水平段钻进，达到了提高钻井速度，缩短钻井周期的目的，为该区块优化高效钻井提高参考。
关键词：钻井；技术；焦石坝；页岩气
中图分类号：TE24 文献标识码：A
一、概述
随着焦页1HF井试气成功获得高产工业气流，这是全国第一口实现商业开发的页岩气井，成功实现了海相页岩气重大战略性突破。其钻探目的为动用焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源，新建焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气产能。焦石坝气田探明储量达2.1万亿方，焦石坝页岩气的开发将重塑中国能源格局，目前焦石坝区块钻进速度较慢，钻遇地层复杂、钻头选型困难、迹控制难度大等难题，通过对该区块的钻井实践，通过对钻头的优选，钻具组合的优化，较好的实现了该区块的安全快速钻进，为该区块的同类井的钻进提供参考。
二、主要钻井技术措施
1 优选钻头、工具
（1）等壁厚螺杆+PDC钻头大幅度提升一开钻井周期
一开井段主要在嘉陵江组、飞仙关组地层钻进，地层已灰岩为主，施工中采用PDC+螺杆钻井施工，较好的避免了空气钻地层出气、出硫化氢的安全风险难题。
在钻头选择上主选PDC钻头，不仅在机械钻速上具有更大的优势，且从钻头的磨损程度来看，此钻头更适应一开嘉陵江组、飞仙关组高研磨地层，单只钻头进尺多，且磨损轻。
常规螺杆在使用过程中易卡死，使用时间短，采用壁厚螺杆，能很好的配合钻头使用，减少起下钻，提高钻井时效，缩短钻井周期。
（2）二开钻头、工具优选，钻井速度大幅度提升
二开用Φ311.2mm钻头钻进，进入龙马溪组浊积砂层，下Φ244.5mm套管固井，封龙马溪组页岩气层之上的易漏、易垮塌地层。在定向段钻井过程中主要存在井眼轨迹控制难度大；PDC钻头复合片易损坏；定向段长，方位变化大，定向要求高等问题。①钻头优选。在前期钻井施工作业中，通过优选PDC钻头、螺杆工具，在解决定向脱压问题上取得了一定的效果，但是在钻井速度上提升不明显。因此在今年第一轮井施工中，通过对前期施工的资料调研，PDC钻头调研，主要对百施特、亿斯达、史密斯和贝克休斯的PDC钻头进行优选，通过现场施工展开对比分析。在PDC钻头优选上，通过现场使用分析，可以从表1看出，贝克休斯、史密斯PDC钻头在二开定向段更具优势，在使用时间、进尺和机械钻速上都存在明显的优势。②工具优选。进口低速大扭矩等壁厚螺杆：二开直井段钻进过程中，采用进口低速大扭矩等壁厚螺杆，排量较高，利于井底清砂，低转速能实现钻头在较大钻压条件下，更深地吃入地层，大扭矩能实现钻头吃入地层后更好的切削效果。该螺杆使用中配合进口PDC钻头，实现了PDC钻头在该段地层快速钻进。水力振荡器：在二开定向钻井中，采用水力振荡器配合PDC钻井，水力振荡器能够降低钻进时的摩阻和扭矩，使得钻压更容易传递，工具面更加容易控制，从而提高钻进时的机械效率。
2.钻井液体系优选
①二开井段，钻遇地层为小河坝组、龙马溪组。小河坝组岩性以灰色、深灰色泥岩为主，夹灰色、深灰色粉砂质泥岩薄层；龙马溪组岩性为灰色泥质粉砂岩、灰色泥岩。采用三强聚合物钻井液体系，该体系具有很强的抑制包被封堵能力，能够有效的抑制泥页岩水化膨胀，再通过使用聚合物抑制剂、包被剂、降失水剂和沥青类材料，能够很好对地层起到防漏防塌功能，同时提高了钻井液的承压能力和净化能力，保证了井眼、钻井液性能的长期稳定。②三开井段，钻遇地层为龙马溪组，岩性以灰黑色碳质泥岩、灰黑色粉砂质泥岩为主。本着稳定页岩水平井段，润滑防卡及保护气层的原则，采用油基钻井液体系，通过实钻证明，油基钻井液性能稳定、抑制性强、润滑性好，有利于钻井液对井壁的保护和井眼清洁，对产层起到了良好的保护作用。
三、结论与建议
1 上部直井段采用等壁厚螺杆、低速大扭矩螺杆配合PDC钻头，大幅度提高了机械钻速，且提高了井控安全。
2 水力振荡器不仅很好的解决了定向钻进期间脱压严重的问题，且能够很好的保护钻头，钻井速度得到大幅度提升。
3 加强对进口PDC钻头的优选，PDC钻头能够很好的适应海相地层，在进尺、机械钻速上都有明显提高。
4 焦石坝区块通过对聚合物钻井液体系、油基泥浆体系的不断改进，很好的解决了二开定向井段易塌、易漏，三开井段井眼稳定的问题。
参考文献
[1] 蒋恕 .页岩气开发地质理论创新与钻完井技术进步[J].石油钻探技术，2011，39（3）：17-23.endprint
摘 要：焦石坝气田目前探明储量达2.1万亿方，其勘探开发已进入快速发展阶段，但该区块存在地层复杂，稳定性差，一垮塌，富含硫化氢，导致钻头选型以及井眼轨迹控制困难。通过优选合适与焦石坝钻进的钻PDC钻头，优化钻具组合，应用油基钻井液完成水平段钻进，达到了提高钻井速度，缩短钻井周期的目的，为该区块优化高效钻井提高参考。
关键词：钻井；技术；焦石坝；页岩气
中图分类号：TE24 文献标识码：A
一、概述
随着焦页1HF井试气成功获得高产工业气流，这是全国第一口实现商业开发的页岩气井，成功实现了海相页岩气重大战略性突破。其钻探目的为动用焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源，新建焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气产能。焦石坝气田探明储量达2.1万亿方，焦石坝页岩气的开发将重塑中国能源格局，目前焦石坝区块钻进速度较慢，钻遇地层复杂、钻头选型困难、迹控制难度大等难题，通过对该区块的钻井实践，通过对钻头的优选，钻具组合的优化，较好的实现了该区块的安全快速钻进，为该区块的同类井的钻进提供参考。
二、主要钻井技术措施
1 优选钻头、工具
（1）等壁厚螺杆+PDC钻头大幅度提升一开钻井周期
一开井段主要在嘉陵江组、飞仙关组地层钻进，地层已灰岩为主，施工中采用PDC+螺杆钻井施工，较好的避免了空气钻地层出气、出硫化氢的安全风险难题。
在钻头选择上主选PDC钻头，不仅在机械钻速上具有更大的优势，且从钻头的磨损程度来看，此钻头更适应一开嘉陵江组、飞仙关组高研磨地层，单只钻头进尺多，且磨损轻。
常规螺杆在使用过程中易卡死，使用时间短，采用壁厚螺杆，能很好的配合钻头使用，减少起下钻，提高钻井时效，缩短钻井周期。
（2）二开钻头、工具优选，钻井速度大幅度提升
二开用Φ311.2mm钻头钻进，进入龙马溪组浊积砂层，下Φ244.5mm套管固井，封龙马溪组页岩气层之上的易漏、易垮塌地层。在定向段钻井过程中主要存在井眼轨迹控制难度大；PDC钻头复合片易损坏；定向段长，方位变化大，定向要求高等问题。①钻头优选。在前期钻井施工作业中，通过优选PDC钻头、螺杆工具，在解决定向脱压问题上取得了一定的效果，但是在钻井速度上提升不明显。因此在今年第一轮井施工中，通过对前期施工的资料调研，PDC钻头调研，主要对百施特、亿斯达、史密斯和贝克休斯的PDC钻头进行优选，通过现场施工展开对比分析。在PDC钻头优选上，通过现场使用分析，可以从表1看出，贝克休斯、史密斯PDC钻头在二开定向段更具优势，在使用时间、进尺和机械钻速上都存在明显的优势。②工具优选。进口低速大扭矩等壁厚螺杆：二开直井段钻进过程中，采用进口低速大扭矩等壁厚螺杆，排量较高，利于井底清砂，低转速能实现钻头在较大钻压条件下，更深地吃入地层，大扭矩能实现钻头吃入地层后更好的切削效果。该螺杆使用中配合进口PDC钻头，实现了PDC钻头在该段地层快速钻进。水力振荡器：在二开定向钻井中，采用水力振荡器配合PDC钻井，水力振荡器能够降低钻进时的摩阻和扭矩，使得钻压更容易传递，工具面更加容易控制，从而提高钻进时的机械效率。
2.钻井液体系优选
①二开井段，钻遇地层为小河坝组、龙马溪组。小河坝组岩性以灰色、深灰色泥岩为主，夹灰色、深灰色粉砂质泥岩薄层；龙马溪组岩性为灰色泥质粉砂岩、灰色泥岩。采用三强聚合物钻井液体系，该体系具有很强的抑制包被封堵能力，能够有效的抑制泥页岩水化膨胀，再通过使用聚合物抑制剂、包被剂、降失水剂和沥青类材料，能够很好对地层起到防漏防塌功能，同时提高了钻井液的承压能力和净化能力，保证了井眼、钻井液性能的长期稳定。②三开井段，钻遇地层为龙马溪组，岩性以灰黑色碳质泥岩、灰黑色粉砂质泥岩为主。本着稳定页岩水平井段，润滑防卡及保护气层的原则，采用油基钻井液体系，通过实钻证明，油基钻井液性能稳定、抑制性强、润滑性好，有利于钻井液对井壁的保护和井眼清洁，对产层起到了良好的保护作用。
三、结论与建议
1 上部直井段采用等壁厚螺杆、低速大扭矩螺杆配合PDC钻头，大幅度提高了机械钻速，且提高了井控安全。
2 水力振荡器不仅很好的解决了定向钻进期间脱压严重的问题，且能够很好的保护钻头，钻井速度得到大幅度提升。
3 加强对进口PDC钻头的优选，PDC钻头能够很好的适应海相地层，在进尺、机械钻速上都有明显提高。
4 焦石坝区块通过对聚合物钻井液体系、油基泥浆体系的不断改进，很好的解决了二开定向井段易塌、易漏，三开井段井眼稳定的问题。
参考文献
[1] 蒋恕 .页岩气开发地质理论创新与钻完井技术进步[J].石油钻探技术，2011，39（3）：17-23.endprint
