磨溪高石梯区块震旦系探井钻井提速技术措施与效果

万书宇 李黔

摘 要：高石梯区块，位于四川盆地，地层十分复杂，易发生坍塌、渗漏的现象，该地地层压力梯度变化较大，不利于钻探工作的开展。为了优化四川磨溪高石梯区块震旦系探井钻井的技术，相关研究人员展开了深入的研究、探索，逐渐摸索出一条符合该地区地质结构的钻井技术。文章将详细探讨探井钻井提速技术是如何措施，以及实施之后的效果。

关键词：磨溪；高石梯区块；震旦系；探井钻井提速

前言

四川的磨溪高石梯区块震旦系的储层在地下五千米左右，地质情况特别复杂，探井钻井的难度大，并且持续时间较长，直接导致工程施工的速度慢，产生的成本较高，不以利于该地区天然气的开采。在人们长期的探索试验中，在开采GS1井的过程中取得了重大的开采成果，向人们展示了四川地区广阔的开采资源。目前，磨溪高石梯区块震旦系已经成为了我国国开采天然气的重点区域，这样加快探井钻井速度就成为了当前我国开采的重点。

1 磨溪高石梯区块探井钻井的概况

1.1 磨溪高石梯区块的地质特征

磨溪高石梯区块震旦系的钻井地层主要由三叠层、二叠层、寒武层、震旦层等组成。在钻井的过程中面临着地层岩性复杂的状况，以及诸多的不确定因素。在实际的开采过程中，地层压力以及流体质量不易准确预测，无法事先预知可能发生的状况，形成不了有效的应急预案，这会对施工人员的生命健康造成一定的威胁，施工人员的工作效率会直接被影响，进而延误工期，对后续工作的如期开展带来一定的阻碍[1]。

1.2 磨溪高石梯区块钻井的技术困难

天然气专业开采技术人员，经过对该地的地质等因素的分析，总结出磨溪高石梯区块钻井面临的实际技术困难：

第一，上部井壁的稳定性不高，该处地质硬度不高，容易发生井层垮塌状况，很难运用气体提高钻井工程的速度，并且井层上部的岩石泥浆混合，不易于施工人员对采用的钻头进行选择，尤其对于大尺寸的井眼，更加不能实施气体钻井，更加延长了整个施工的速度[2]。

第二，磨溪高石梯区块处于纵向多压力地质，局部存在高压状况。特别是当同一井段同时具有两个或两个以上高压层时，相关的套管程序无法将众多复杂的岩层全部分离开，进而产生井喷、井漏、井塌的严重施工危险，为井下作业人员带了巨大的安全隐患[3]。

第三，磨溪高石梯区块有长井段，此区域处于高密度状况，这种情况要加快钻井的速度存在一定的困难，钻井经过的地层夹层多，并且遇到的岩石具有较高的硬度，钻头无法完全适应该地实际的情况，直接导致单只钻头深入的尺寸较少，阻碍了探井钻井的速度[4]。

第四，磨溪高石梯区块的中深部岩层具有温度高、压强高、含硫高的特点。在三叠层下局部会出现异常的高压，地层压力在1.5以上的区域大量存在，甚至有些区域超过2.1。这种状况对钻井是十分不利的，在高溫、高压的状态下会减慢钻井的速度[5]。

第五，磨溪高石梯区块的灯组产层会出现裂缝的现象，在天然气开采的过程中，容易发生井漏溢流的状况，这要求有较高的钻井控制机制。

2 磨溪高石梯区块探井钻井提速的办法

2.1 改善井体的内部结构，为钻井提速做保障

高石1井过去运用空气钻钻井，但在井深1027m会出现地层渗水，使空气钻井工作受阻。为了不受地层出水的干扰，将套管下深至1100m，以实现对上部水层的阻隔，使下部井段全为需要开采的气体。在钻井的过程中，会遇到地层出油的状况，要改变原有井眼的深度，改为271m，在对两井转化体系之后，进行多次的实验，才能开展正常的钻井工作。

为保证探井工作的正常进行要对井身进行优化处理，将套管缩短为500m，对上部的垮塌层进行分隔。同时要为解决下部高压的钻井环境，封隔上部井段的高压区域，从而对储层给予适当的保护，保证安全的开展钻井工作。

2.2 选择优质的PDC钻头

由于磨溪高石梯区块岩石泥土的混合较为频繁，导致岩石强度和钻井的差异性较大，钻头的选择也较为困难。PDC钻头的设计是提高钻井速度的关键。经过相关的数据分析表明，刚体PDC比胎体PDC钻井的速率高了135.1%。钻井的距离也提高了27.5m。所以，磨溪高石梯区块的上部区域适合选用刚体钻头。在磨溪高石梯区块自流井组一下，一般采用胎体PDC钻头，可以有效的提高该段钻井的速度。

2.3 采用螺杆与PDC复合钻井技术

众所周知，螺杆钻的转速高，采用螺杆与PDC相结合的技术可以在很大程度上提高钻井钻头的转速，进而减少转盘的负荷，延长钻具使用的寿命，最大幅度的提高钻井的速度。经过实际的研究表明，螺杆与PDC融合的钻井技术，可以有效的提高钻井的速度，提高的工程的进度。

2.4 改善钻井施工工艺

要提高磨溪高石梯区块探井钻井的速度，可以从改善钻井施工工艺入手。对于钻井工艺，要根据具体施工遇到的问题，给予具体的解决办法，对于磨溪高石梯区块上部井眼阻卡的状况，要提高施工的排量，加强短起下钻的工作，确保固控设备可以高效的作用，使井钻井液的清洁度保持在最佳的状态。

2.5 正确的选择钻井液体系

磨溪高石梯区块上部井眼段要选择防塌陷抑制性的KCL聚合物钻井液体系，对于井眼的下部区域则要选取聚磺钻井液体系。

3 磨溪高石梯区块探井钻井提速显现的效果

通过分析四川磨溪高石梯区块结构的特点，制定了相应的五项提速办法：改善井体的内部结构，为钻井提速做保障、选择优质的PDC钻头、采用螺杆与PDC复合钻井技术、改善钻井施工工艺、正确的选择钻井液体系等，使钻井的速度得到了大幅度的提高。具体数据如下：在2012年磨溪高石梯区块共完成了6口井的开采，速度比GS1井提高了55.8%，平均周期为194d，比GS1钻井的周期缩短了108d。2013年开采的11口井，同比2012年平均速率提高了16.38%，周期缩短至165d，又有了加大幅度的进步。

根据相关统计指出，磨溪高石梯区块探井的平均速率正在逐年的降低，机械钻井转速的逐渐升高。面对四川磨溪高石梯区块复杂的地质状况和钻井工程施工的困难，经过反复的实践检验，逐步完善、总结、形成符合该地区自然条件的配套技术，通过不断的摸索探究，终于找到提高钻井速率的技术方法，使钻井速度有了长足的提高，有效的缩短钻井施工的工期。

4 结束语

目前，我国已经制定了符合磨溪高石梯区块震旦系探井钻井的技术体系，是开采的工作施工速度大幅度的提高，缩短了钻井的周期，节约了工程的预算成本，加快了我国开采天然气的速度和产量，可以更好的供给人们的生产和生活，有效的保证我国天然气的正常生产和供应。

参考文献

[1]何飞，赵前进，王永刚.深层致密气藏水平井吉4H钻井提速技术研究与实践[J].新疆石油天然气，2013，10（11）：129-134.

[2]王关清，陈元顿，周煜辉.深探井和超深探井钻井的难点分析和对策探讨[J].石油钻采工艺，2010，11（15）：101-104.

[3]邓传光，张军，常洪渠.高石梯-磨溪区块探井钻井提速配套技术及其应用效果[J].天然气工业，2014，11（22）：115-120.

[4]李向碧，郑有成，王兰.KCl-有机盐钻井液在高石梯-磨溪区块上部井段钻井提速中的应用[J].天然气工业，2014，12（18）：121-125.

[5]牟英石，陈卓，张绍波.“气”擎明星耀川渝—西南油气田管理创新促科学发展纪实[J].中国石油企业，2012，12（30）：136-139.