苏里格地区水平井钻进提速研究

董超

摘 要：苏里格气田位于鄂尔多斯盆地中部，气田从1999 年发现，至今已经建成全国最大的整装气田，为保障国家能源需求做出了突出贡献。渤海钻探第一钻井公司50669队长期在渤钻油气合作开发公司苏里格苏20、苏25等区块承钻水平井，通过不断总结提炼施工经验、健全管理机制、优选配套技术并落实安全防范措施，钻具失效和“双石组”地层垮塌等事故复杂得到了有效控制，钻井速度有了大幅提高。50669队2012年水平井实现了“7开6完”，2013年实现了“8开7完”，2013年被中华全国总工会评为“工人先锋号”称号。

关键词：苏里格；水平井；管理体制；事故复杂预防

前言：苏里格气田位于鄂尔多斯盆地中部，气田从1999 年发现至今，已经建成全国最大的整装气田，为保障国建能源需求做出了突出贡献。渤海钻探第一钻井公司长期在渤海钻探油气合作开发公司苏里格苏20、苏25等区块承钻水平井。该区块主要开发上古石盒子组地层，采用常规固井工艺，裸眼+封隔器完井，套管完井（二开水平井）。该地区地层条件比较复杂，井斜、托压跳钻严重，掉钻具、牙轮，易发生电测遇阻及卡仪器等事故，严重影响了该地区水平井钻井速度的提高。2013年，在渤海钻探公司领导的正确引导下，在油气合作公司和各兄弟单位的大力支持下，第一钻井公司紧密围绕公司“21229”工作目标，认真落实公司各项管理制度，狠抓安全生产，强化技术和井控管理，和相关方积极沟通协作，科学组织生产，实现零事故复杂，技术管理水平不断提升，水平井总体钻井速度不断提高。50669队水平井开钻8口，交井7口，完成进尺31726米，同比提高9.58%，完成井平均井深4502m，平均钻机月速4394.98m/台月，平均机械钻速15.18m/h，井身和固井质量合格率100%，生产时效98%，安全无事故，实现了安全高效生产。由于本井队钻进效率高，创苏里格地区水平井施工历史最好成绩，在2013年被中华全国总工会评为“工人先锋号”称号。

一、提速的管理措施

（一）完善管理机制，提高项目运行水平。制定水平井工作目标。今年年初，结合生产实际，确定了50669队水平井“1338”工作目标。即自营区块水平井钻井速度指标要保持第一，钻井周期保持30天以内，年进尺上3万米，水平井实现“8开8完”。

完善配套激励政策。专门制定了《长庆市场重点项目经营考核办法》，按开交井口数，实行阶梯式奖励。口井奖金基数10万元/口，从第4口井开始享受3万元阶梯奖。结合“三比”劳动竞赛，进尺超公司计划部分奖励由原来的10元/米提高至20元/米，积极在班组开展班进尺、起下钻时效等小指标竞赛，激发全员提速提效的工作热情。

应用“三条曲线”时效模板管理。以“指标时效曲线、计划时效曲线和实际时效曲线”为内容的“三条曲线”管理法。通过对近三年完成水平井的工序进行分解和时效统计，建立起指标时效曲线。再根据后备井设计制定排出每道工序时间，作为计划时效曲线。在每天生产会上分析，与实际时效进行对比，查找进度快慢原因，改进各项管理，提高生产时效。

（二）加强技术管理，科学施工促提速。优化水平井“施工方案”。一是建设方、地质和设计部门结合，优选了450米靶前位移，变曲率双增设计剖面，水平段长度850米左右的专打井型。二是同建设方一起抓好设计评审，及时复测井口坐标，优化二次剖面设计，提高了入窗精度。三是细化施工措施，固化成模板在每口井中进行应用。

落实“一段一策”措施。在表层施工主要采取塔式钟摆钻具，打直防斜。在直井段采用19mm大直径复合片PDC钻头、大排量（190缸套），“低密、低粘、高切”聚合物泥浆和钟摆钻具等配套技术措施确保打直打快。在斜井段重点做好“双石组”泥岩防塌工作，严格监管并控制泥浆高温高压失水小于9ml，确保井壁稳定。在水平段防塌和携砂并重，提高泥浆润滑防塌性能，排量不小于15L/s，确保安全快速钻进。

推行区域、井型和施工队伍“三个专打”。在区域和井型两个专打的基础上，形成了一系列提速配套措施。同时，要求定向井、泥浆等协作单位也固定了施工队伍，形成队伍专打，充分发挥人员熟悉工艺、熟悉操作、能有效沟通的团队作战优势，有力提高了操作和技术措施的执行力保障。

（三）狠抓安全管理，夯实基础保提速。持续开展安全文化进班组活动。按照公司要求，坚持推行“安全里程碑”式奖金发放制度，落实钻井队安全管理A、B、C“考核定级管理办法”，培育特色安全文化。在抓安全管理方面，突出一个“细”字，坚持一个“严”字，避免一个“躁”字，要正确处理速度和安全管理的关系，使职工牢固树立安全是最大的效益的观念，杜绝各类事故发生。

高度重视井控管理。认真组织学习了“4.19”井喷事故教训，牢固树立“井控为天，井控为重，井控为先”的指导思想。树立全井井控理念，根除低压低渗气田井控风险小，不可能发生井喷的麻痹思想。深入开展井控理念宣贯、井控知识培训，加强井控监督检查，确保井控工作“绝无一失”。

（四）沟通协调到位，实现合力提速。多次向油气合作公司汇报水平井施工运行计划，得到了大力支持，预留了充足后备井，确保了水平井钻机连续施工。与定向井、泥浆、固井、钻技服等相关方建立密切的沟通平台，推行公司“零容忍”做法，建立重点项目施工进度和存在问题每周通报制度，妥善处理和解决施工中遇到的问题，确保施工中各方通力协作，使重点项目稳步推进，圆满按时完成。

二、水平井的技术应用

（一）优选螺杆。在∮215.9mm井眼，二开斜井段优选试用了奥瑞拓7LZ165-1.5度短直楞扶正器单弯螺杆，复合造斜率高，极大减少了滑动井段。在苏20-12-7H井中，配合水力加压器使用，滑动比例紧18%。在∮152.4mm井眼水平段，使用奥瑞拓∮146mm7LZ127-1度双扶螺杆钻具，稳平性较好，可减少滑动工作量，提高施工速度。

（二）优选钻头及参数。水平井全井（包括一开井段）使用PDC钻头。兼顾生产成本，加强与国内钻头厂家沟通，主要优选使用个性化国产钻头。直井段215.9mm井眼，选用中成产5刀翼碳化钨胎体MD9535ZC或MD9531ZC钻头， 进口标准PDC 齿（∮19.05 mm），圆柱聚晶金刚石保径，中等密度布齿，拱肋状排列，深宽水槽，利于提高上部地层机械钻速和防斜。施工井均用一只钻头打完直井段。

（三）控制钻井液固相含量。水平井钻进关键做好井眼清洁、润滑防卡和井壁稳定工作，施工中推广使用BS70DQ顶驱钻机、∮101.6mm钻杆、高频高目振动筛、剪切配药罐、水力加压器等配套设备，发挥最大效能，有效降低泥浆固相含量，提高泥饼质量，确保有效携砂和井眼稳定，满足安全快速施工需要。

推广使用高频椭圆振动筛和高目筛布。施工中要求二开井段振动筛目数达到160目、水平段达到180-200目。能在第一时间有效控制较低的泥浆含砂量和固相含量，提高泥饼质量，积极预防卡钻事故，还能减少设备修理时间。同时，配套使用20方剪切配药罐。通过剪切再搅拌可使大分子类药品充分水化，配药量大，一个循环周就能达到预期处理效果，提高了泥浆处理效率，利于井下安全快速施工。

三、事故复杂预防

（一）双沟组井漏预防。和尚沟、刘家沟组地层属区域性裂缝型漏失层，钻进时易发生井漏，在靠近鄂尔多斯盆地伊盟隆起和伊陕斜坡构造东北部地区（苏25、苏76）较为严重些，有时只进不出。施工时要封堵住漏层再进行下步施工，有利于下部斜井段（二开井水平段）提密度防塌。主要采取下述措施进行预防：①采用聚合物钻井液体系，提前加入2-3%单封、低渗封堵剂BZ-DFT等进行预防堵漏，穿漏层时控制密度在设计低限，一般控制密度≤1.08g/cm3；②穿漏层时要适当减小排量至

28L/s，粘度控制在45s左右；③钻开刘家沟地层定向起钻前，在漏失层采取关井憋入堵漏泥浆（2～3%单封、超低渗封堵剂）

8～10m3，起钻换钻具时静止堵漏，提高易漏层的承压能力；④严格控制下钻和下套管速度，下钻到底先以小排量开泵，避免压力激动过大，憋漏地层。⑤发生小于5m3/h漏失可强行穿过，再打堵漏泥浆起钻静止堵漏解决；发生大漏（只进不出）时需采取注水泥堵漏。

（二）双石组井壁防塌。石千峰、石盒子组泥岩水敏性，泥页岩水化膨胀，水化作用造成岩石内膨胀压增加，使泥页岩逐渐分散成碎片，水化速度、膨胀程度不一致，会次生出更多的裂隙，导致岩石剥蚀、崩塌、掉块；钻井液密度不足以平衡地层坍塌压力；大斜度或水平钻入岩层的应力释放导致井壁失稳。主要从三个方面着手预防，一是适当提高密度，提高物理防塌能力；二是严格控制钻井液失水，提高化学防塌能力；三是加快施工速度减少泥页岩浸泡时间。具体措施如下：

①二开长裸眼水平井，采用防塌抑制性更强的BZ-KSM（KCL聚磺）钻井液体系；斜井段施工中，严格按井斜角分段控制好密度、失水等关键性能。②控制好钻井液密度，取得力学稳定。按泥浆性能控制表分段走设计密度上线，特别是水平段要提前配置与井浆其它性能相同的重泥浆，钻遇泥岩段要停钻立即混入重泥浆，提高物理防塌性能。 ③强化封堵。快速有效地形成致密、低渗透的泥饼，保持良好的泥饼质量及较低的滤失量，严格控制钻井液失水，进入石千峰后控制中压失水≤

3ml、高温高压失水≤9ml，水平段高温高压失水≤8ml。④短起下、起下钻要均匀慢速，禁止猛提、猛放，控制下钻、开泵造成的压力激动。⑤起钻时每个立柱灌一次泥浆，保持液柱压力平衡。⑥加强生产组织，确保施工工序的紧密衔接，加快钻井速度，缩短裸眼浸泡时间。

四、认识与建议

（1）明确工作目标、建立配套激励政策和应用“三条曲线”时效模板进行现场施工组织管理，对于激发员工提速提效的工作热情、有针对性的分析各工况钻进效率和提高生产时效具有显著意义。（2）加强技术管理，通过合理优化水平井施工方案，优选螺杆、钻头和钻井参数，并有效控制钻井液固相含量，可确保安全快速钻进。（3）高度重视井控管理，提前做好事故复杂预防工作，杜绝各类事故的发生。施工时要先封堵住漏层，在打开刘家沟地层后要进行工艺堵漏，满足完井施工承压能力后，再进行下步施工。