长深D 平12井优快钻井技术＊

陆为纲，李茂生

（中原石油工程有限公司，河南 濮阳 457000）

1 概述

长深D 平12井位于松辽盆地南部长岭断陷中部凸起带哈尔金构造上，是一口小井眼长水平段水平井，井设计井深5322m，目的层位为水平段横穿对应长深1-1井登娄库组Ⅲ砂组气层，完钻层位为登娄库组。该井实钻井身结构见表1，地层岩性描述见表2。

表1 长深D 平12井井身结构

该井造斜点井深3200m，A 点井深3821.82m，垂深3590.02m，B 点井深5321.84m，垂深3597.02m，水平段在登娄库组，水平段长1500.02m。

2 钻井难点分析

（1）摩阻扭矩大，影响水平段的延伸。由于地层硬、研磨性强，且三开裸眼段长，水平段钻具扭矩增长快，所带来的影响是一方面转盘扭矩接近或达到钻杆额定承载能力，造成水平段进一步延伸钻进困难，并导致钻井安全问题，另一方面，摩阻扭矩高造成钻具托压，导致机械钻速低、钻井周期长。

（2）井眼充分净化难度大。由于水平段长，钻柱紧贴下井壁，环空条件差，影响了钻井液流态，更易形成岩屑床，同时井底循环温度高，增加了水平井钻井液抗温净化难度，从而导致摩阻扭矩进一步增大，限制了水平段的进一步延伸。

（3）井眼轨迹控制难度大。使用常规倒装钻具组合进行水平段钻进，复合钻进时自然增斜快，需要频繁定向，导致施工效率低。

（4）地层复杂，地层变化大，井壁稳定问题比较突出，井壁掉块现象严重，邻井出现过由于地层掉块导致PDC钻头断刀翼的情况。

（5）钻头选型困难。进入登娄库地层后，邻井多次出现卡PDC钻头的孕镶金刚石钻头的现象，导致在水平井段PDC钻头不敢使用，只能选用牙轮钻头，牙轮钻头使用寿命短，易掉牙轮，且机械钻速低。

表2 地层岩性描述

3 技术对策

长深D 平8井和长深D 平12井井身结构和施工过程相类似，这两口井都由钻井二公司50722井队所施工。本文以长深D 平8井和长深D 平12井的对比分析为例，介绍长深D 平12井钻井过程中所采用的一些技术。

表3 长深D 平8井一、二开钻头使用

3.1 钻头数量分析

从表3及表4可以看出，长深D 平8井中使用了14只钻头，其中8只PDC钻头，6只牙轮钻头。长深D 平12井使用8只钻头，其中PDC钻头7只，牙轮钻头1只。长深D 平12井比长深D 平8井少使用5只钻头，在降低钻头使用成本的同时也有效的缩短了钻井周期。

长深D 平8井在2340～3200m 井段，牙轮钻头使用的数量较多，在该井段总体来说，牙轮钻头的使用效果也好于PDC钻头，PDC钻头在该层位没有发挥出应有的优势。主要原因为PDC钻头崩齿、掉齿现象严重，导致了PDC 钻头的先期损坏，严重影响了PDC 钻头在二开井段的使用寿命和钻井速度；同时也增加了牙轮钻头的使用数量和起下钻次数。

在长深D 平12井的施工过程中，通过分析PDC钻头在D 平8井使用不成功的原因，结合地层岩性描述和现场捞砂的情况，认为导致PDC 钻头先期损坏的一个主要原因为井壁掉块。较大的掉块撞击PDC复合片是导致PDC钻头先期损坏的主要原因。通过控制钻井液的失水量，将钻井液的失水量由长深D 平8井的3.8ml降低到长深D 平12井3.0ml，有效地抑制了地层的掉块现象，为同井段PDC 钻头的使用提供了条件。分析长深D 平12井在2340～3200m 井段钻头的使用情况可以发现，在该井段PDC 钻头的使用效果远远好于牙轮钻头。由于增强了钻井液的抑制性，为PDC 钻头提供一个良好的使用环境，D 平12井在2340～3200m 井段PDC钻头的使用效果远好于D 平8井在该井段PDC钻头的使用效果，大幅度缩短了二开的钻井周期。二开钻头使用钻头数量由D 平8井的13只钻头降低到D 平12井的8只钻头，减少起下钻次数。

表4 长深D 平12井钻头使用情况

3.2 机械钻速对比分析

长深D 平8井一开和二开的总进尺为3572米，总纯钻时间1215小时，平均机械钻速2.94米／小时；同期长深D 平12井总进尺3500米，总纯钻时间574.37小时，平均机械钻速6.09米／小时。

从长深D 平8井钻头使用情况来看，机械钻速不太理想，尤其是牙轮钻头的使用不太理想，二开钻进使用13只钻头。相对来说，长深D 平12井机械钻速比较理想，PDC钻头使用选型正确，钻头基本都用到家了，基本上能保证用8只钻头打完二开。

长深D 平8井造斜点在3140米，受以前观念的影响在造斜点之前一直使用常规钻具组合，而长深D平12井造斜点在3185米，在进入二开井段一直使用螺杆复合钻进。可见，复合钻进有助于提高机械钻速，缩短钻井周期。可以复合钻进技术在长岭地区可有效提高机械钻速。

二开钻进，长深D 平12井采用了高转速大排量钻进，充分利用水力破岩原理，在易斜井段和软硬地层交接面都采用了小钻压吊打，在其他井段相应的加大钻压，同时PDC钻头配螺杆钻具，大大的提高了钻进速度，同时保证了井身质量。

3.3 三开钻头使用分析

长深D 平8井在三开井段钻至井深4116m 时出现了一次孕镶金刚石钻头卡钻现象，在同一时期邻井也出现了多起PDC钻头的卡钻现象，因此得出一个结论：在该地区登娄库组地层不适合使用PDC 钻头和孕镶金刚石钻头。在长深D 平12井的施工中，由于提速增效的需要，没有采用“该地区登娄库地层无法使用PDC钻进的经验”，对该地区PDC 钻头和孕镶金刚石钻头卡钻现象进行了一次深入分析，分析的重点为PDC钻头卡钻的一些关键性的细节。

从地层岩性描述和现场捞砂情况发现，该地区地层极为稳定，导致井径几乎没有扩大率。钻头卡钻的原因应为地层收到外部地应力的作用变形从而卡住钻头。分析该处几起钻头卡钻现象发现，卡钻前后该地区附近有大型的压裂作业。远处的地应力作用导致井眼附近岩石变形，由于变形量较小，所以只能卡住钻头。井队技术人员通过分析认为，随着压裂数量的增加，地应力存在较大的释放，再出现卡钻头的概率将会大幅度降低；同时通过加强临井的调研，在进行大型压裂时可提前将钻具提至安全井段内。得出结论，D 平12井三开井段可以采用PDC钻头钻进。D 平8井在4116～4530m 的水平井段使用了14只进口牙轮钻头，纯钻时间510小时，平均机械钻速0.82m／h；D 平12井在相类似井段3987～4600m 只使用了3只PDC钻头，纯钻时间342.6小时，平均机械钻速1.78m／h。可见钻头选型的重要性。

4 对比结论

（1）长岭地区钻头选型的首要任务是PDC钻头和牙轮钻头的选择，只有确定了使用哪种类型钻头，才谈得上进一步的钻头参数优选。通过优化钻井液性能，降低失水，长深D 平12井PDC钻头在青山口—泉头组地层取得了较好的使用效果，大幅度降低了二开钻头使用数量，缩短了钻井周期。三开水平井段通过使用PDC钻头代替牙轮钻头，消除了掉牙轮的风险，提高了机械钻速降低了钻头使用数量和成本。

（2）钻井过程除了使用“经验”来指导当前的钻井生产外，更应使用“经验中总结出来的规律”来指导生产。井队的施工方案的基础应该建立在该井队井下情况的一些关键性的细节上。

（3）复合钻进技术依然是该地区提速的有效手段。

（4）长岭地区，井下情况允许的情况下，尽量考虑PDC钻头+螺杆钻具复合钻进。全井段必须做好泥浆性能维护，上部井段控制好失水，同时确保钻井液的润滑性，减小摩阻。

（5）本区块青山口—泉头组地层，井壁稳定性差，下钻到此要控制速度并避开在此段循环。

［1］蒋希文.钻井事故与复杂问题［M］.北京：石油工业出版社，2001.

［2］李军.也门ALRIZQ-1井施工难点及对策分析［R］.钻井工程，2011.