大牛地气田DPH-99井优快钻井技术

2017-03-05王从波中石化华北石油工程有限公司西部分公司河南郑州450007

化工管理 2017年30期

王从波(中石化华北石油工程有限公司西部分公司，河南郑州450007)

大牛地气田DPH-99井优快钻井技术

王从波(中石化华北石油工程有限公司西部分公司，河南郑州450007)

DPH-99井是位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部的一口开发井，目的层位为二叠系下石盒子组盒一段，设计井深4075.63 m，实际完钻井深4075 m。本文分析了大牛地气田定向开发井钻井过程中的技术难点，通过钻头优选，钻井参数及钻具组合优化，钻井液性能优化调整等措施，较好的解决了该井钻井施工中的技术难点，确保了钻井施工安全顺利。

水平井；井壁稳定；轨迹优化；钻井技术；钻井液

大牛地气田是中石化五大气源地之一，该气田地理位置位于陕西省榆林市和内蒙古鄂尔多斯市交界地区，区块面积为2003.714 km，构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段气田内上古生界为一套海相一海陆过渡相一陆相沉积，具有良好的天然气成藏条件，资源丰富[1]。该气田目前已发现奥陶系上马家沟组、石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组4套气层，其中下石盒子组是该气田开发主力气层。储层岩性以含砾中粗粒石英砂岩和粗粒石英砂岩、砂岩为主，其次为中、细粒石英砂岩和砂岩，其平均孔隙度10.27%，平均渗透率1.36×10-3 μm2，原始地层压力系数为0.85～0.9，属于典型的低孔、低渗、低压的非均质性油气藏[2]。区内构造、断裂不发育，总体为东北高、西南低的平缓单斜，平均坡降为6 m/km～9 m/km，地层倾角0.3°～0.6°，属于上古生界石炭系—二叠系海陆交互相含煤碎屑岩含油气体系[3]。

1 钻井技术难点

（1）一开井眼大，地层可钻性好，地层胶结差，易坍塌、易斜。

（2）二开直井段地层可钻性好，易井斜。直罗组、安定组泥页岩裂缝发育，易剥落掉块；延安组含煤层，煤层抗拉强度和弹性模量小，受外部应力作用易垮，其次煤层裂缝中起胶结作用的黏土矿物吸水膨胀也会导致煤层的坍塌，进而引起上部泥岩段井壁失稳[3]。

（3）三开井段储层石英含量高，砂岩致密，石英含量从33.6%到88%，平均为66.67%，研磨性强，影响钻井时效；泥质含量高易泥包钻头。

2 钻井技术应用

2.1 钻头优选钻井参数优化

（1）二开斜井段钻遇石千峰组、上盒子组、下盒子组地层，可钻性较差，优选使用GM1605TXPDC钻头，机械钻速11.19 m/h。参数：钻压40 KN～120KN，转速43 rpm，排量30L/s，立压16MPa。

（2）三开水平井段钻遇目的层盒1段，岩性以砂岩石英砂岩为主，研磨性强，可钻性差，优选使用M1653FCPDC钻头，该型号钻头切削齿密度适中、复合片硬度高，耐磨性强，排屑槽深，可有效防止钻头泥包，机械钻速12.26 m/h。参数：钻压40 KN～120 KN，转速43 rpm，排量16 L/s，立压19 MPa。

2.2 井眼轨迹优化技术

在直井段施工中，严格采取“防斜打直”措施，充分发挥塔式钻具组合和复合螺杆钻具组合的优点，控制直井段井斜角、水平位移在设计要求的范围之内。

在斜井段，即要保证造斜率的需要，又要控制合适的井眼曲率，为了能准确地进入A点，现场根据测出的每组数据制定出几套着陆方案，优选出最合理的一种方案来进行下一步施工。采用复合钻进和滑动钻进相结合的钻进方式，既可以大幅度地提高钻井速度，又可以通过复合钻进破坏岩屑床、确保井眼畅通。

2.3 钻井液优化技术

（2）二开直井段主要钻遇侏罗系、三叠系地层，岩性以砂岩、泥岩、砂泥岩互层为主。侏罗系直罗组泥页岩易掉块，加入0.2%～0.3%K-PAM、RHJ-1以及0.2%～0.3%K-PAN、0.3%～0.5%DS-302，提高钻井液的包被抑制性；延长组砂砾岩层段易缩径卡钻，加入足量的封堵剂和润滑剂，提高钻井液的封堵性和润滑性；刘家沟组地层易漏，钻遇该地层50 m～100 m前加入2.0%～3.0%的复合封堵护壁材料，提高钻井液的护壁封堵能力。

（4）三开水平段主要钻遇下石盒子盒一段，岩性主要以砂岩及石英砂岩为主。加入0.2%～0.3%KPAM、DS-301提高钻井液的包被性能；加入0.5%DS-302、K-PAN提高钻井液的抑制性能；加入0.5%～1.0%KJ-2控制钻井液的滤失量在5mL以内；在水平井段钻遇泥岩时，及时补充K-PAN、DS-302、BLZ、KPAM，增强钻井液的抑制性，同时补充QS-2和RHJ-1提高钻井液封堵性，可以有效防止泥岩垮塌造成井下复杂。

3 施工效果

钻头及钻井参数优选，提高了机械钻速，缩短了钻井周期

通过针对性的对钻头和钻井参数的优选，大幅度提高了钻井效率，加快了该井的施工进度，大幅减少了钻井费用。一开优选使用的GS1905S钻头，机械钻速50.5m/h，二开上部地层优选使用的ES1915MSEPDC钻头，机械钻速21.58 m/h，三开井段钻遇了大段的石英含量较高的砂岩井段，仅使用了2只M1653FCPDC钻头，单只钻头机械钻速高达12.26 m/h，较该区目的层水平段平均使用3～4只PDC钻头，大大节约了钻头费用，减少了起下钻时间。全井平均机械钻速13.46 m/h，钻井周期较设计提前21.12 d，周期缩短41.4%，刷新了该区的钻井记录。