大古33—2井钻井技术难点分析及对策

左丰芹

（胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司 山东东营 257000）

摘 要：大王庄中部潜山带高产油气流的获得，使古潜山油气藏成为重要的油气勘探领域之一，同时也带动了古潜山钻井技术同时迈上了一个新台阶。大古33-2井主要含油系为沙二段和中部古潜山带，所钻层位多，地质岩性复杂，给钻井施工带来了巨大困难。针对该区块的地层特点，各层位岩性特点，现场施工及时采取相应措施，重点做好多套低压层的防漏工作，解决沙河街及中生界泥岩缩颈问题，防止了上古生界煤层及碳质泥岩坍塌、下古生界恶性井漏等复杂及钻井故障发生，同时为加快该区块的施工速度提供了参考依据。

关键词：直螺杆；钻井参数；防塌；防漏

1.地质概况及地层特点

大33-2井构造位置济阳坳陷车镇凹陷中部大王庄油田中部潜山带大古33断块高部位。钻井过程中，上部中生界孔店组地层，棕红色含膏泥岩造浆严重，易污染钻井液，易缩径；棕红色粉砂岩紫红色砂岩渗漏；上古生界二迭系和石炭系，岩性主要以碳质泥岩为主，存有煤层，井壁失稳严重，下部的潜山地层奥陶系灰岩漏层，易引起井下事故或复杂情况；根据该地区的地质特点，现场制定了一套适应该地区的钻井施工模式，在维持井壁稳定、预防复杂事故、保证施工安全及加快本区块施工速度等方面，取得了良好的效果。

2.钻井的主要难点

2.1 地层岩性复杂 ，地质情况不明

大王庄油田石炭-二叠系地层断裂非常发育，构造复杂。所钻地层从新生界→上古生界→下古生界，地层岩性差别大，邻井资料可供参考值较低。

2.2存有多套低压漏失层

同一裸眼井段有多套套低压漏失层，分别为沙一段底部生物灰岩裂缝井漏、中生界孔店组紫红色细砂岩渗透性漏失、二迭系和石炭系煤层裂缝漏失、奥陶系灰岩漏层。

2.3 岩性复杂钻井液处理较繁琐

地层岩性差别大，钻井液处理不能盲目化，应根据所钻地层岩性特点及时调整。

2.4 上古生界井壁稳定性差

上古生界主要岩性为深灰色、灰黑色泥岩和碳质泥岩煤层，岩性复杂化，钻井液性能要求较高；如果小井段发生失稳井塌，将导致大井段的坍塌，划眼困难，划眼期间进一步导致井下复杂化及钻井故障。

2.5 机械钻速低，钻井周期长

因钻地层岩性复杂，可钻性差，钻头选型困难，施工周期通常为1-1.5钻机月。

2.6 地质构造原因，井身质量要求高

沙河街组以下地层受燕山中期、末期造山，地层侵角大10-17°不等，甲方为取得区域性资料，直井水平位移小于25m，受地层侵角、断层等因素影响较大，井身轨迹控制较难。

3.钻井施工模式

3.1 提高机械钻速，钻头选型

3.1.1 沙一段以上地层钻头选型

大古区块东营组、沙一段地层发育，成岩性差，缺失段长，通常300m以内，岩性可钻性高，使用HAT127同比PDC钻头，可以取得较高的机械钻速，避免PDC钻头在东营组地层易“泥包”现象。

3.1.2 沙一段至下古生界钻头选型

二迭系由暗色石英砂岩、泥岩、薄煤层组成的多旋迥韵律层组成，底部厚层石英砂岩与石炭系太原组呈假整合接触；地层厚度变化较大，一般为400米，以“砂包泥”的岩性组合特征为主，因此，钻头选型主要以二迭系岩性特点来选型，在现场试验中，选用研磨性好双排齿五刀翼PDC钻头，有效的避免了砾石对钻头冲击破坏。

3.2细化防漏堵漏措施优化，减少非生产时间

按潜山所处构造的相对位置分类：潜山属坡上山，潜山发育主要受是燕山运动晚期强烈的掀斜和造山作用形成的，其构造裂缝发育，井漏频繁，平均漏速大，漏失量大，堵漏难度大、堵漏周期长，漏失类型主要有渗透性漏失、裂缝性漏失，钻井时需根据不同构造位置、不同层位的地质特征，有针对性地制订防漏堵漏措施。

针对陆相地层渗透性井漏，主要采用随钻堵漏、非渗透承压封堵材料；海相地层常规裂缝性井漏采取随钻堵漏、非渗透承压封堵材料；若规模较大的裂缝性漏失，则采用钻井液堵漏+复合堵漏剂堵漏等措施，针对目的层，宜采用屏蔽暂堵技术堵漏，有利于保護油气层。

3.3优化钻井液性能，提高防塌、润滑效果

地层岩性差别大，钻井液处理不能盲目化，应根据所钻地层岩性特点及时调整；重点沙河街组以下钻井液处理思路。

中生界地层以碳质泥岩为主，含煤系地层，水敏性较差，易发生硬脆性垮塌，特别是上部是主要垮塌区。钻井液施工主要以防塌为主，针对该段地层的特点，钻井液着重做好以下几方面的工作。

（1）严格控制钻井液的滤失量。由于中生界泥岩地层微裂缝较发育，钻井液滤液进入后，泥岩表面水化进一步降低了岩石的强度，加剧了井壁的垮塌。为保证井壁稳定，对钻井液滤失量的要求更加严格，通常聚合物防塌钻井液的高温高压滤失量要求小于15ml。

（2）以封堵防塌的办法为主，使用沥青等具有封堵防塌作用的处理剂，加强对泥岩微裂缝的封堵。封堵层理、微裂缝，提高地层岩石的强度，防止井壁垮塌。

（3）钻井液中保持合理的粘土含量和粘土颗粒粒度分布，是稳定井壁的关键。合理的粘土含量，可增强对泥岩微裂缝的封堵，同时是有效控制钻井液高温高压滤失量、调整钻井液流变性的关键。

（4）适当提高钻井液的抑制性，PAM加量达到0.5%，白油润滑剂的加入形成良好的油膜，降低岩石表面水化膜的厚度，减轻因岩石水化不均导致的井壁垮塌，预防孔店组红泥岩缩颈。

（5）对于破碎严重的石炭二迭系泥岩或煤系地层，合理的钻井液流变参数是稳定井壁的关键。主要是通过提高钻井液的切力，在近井壁形成滞流层，减轻钻井液对井壁的冲刷和钻具对井壁的撞击，同时可以稳定大井径井眼处的钻屑和掉块，保证起下钻等作业顺利。

3.4 优化钻具组合，加强井身轨迹控制

本井二开303-2437米全井段，使用直螺杆+钟摆钻具组合，通过优化钻井参数，小钻压吊打控制井身质量，同时沙河街组以下地层充分发挥PDC高转速下高效破岩机理，取得高的机械钻速。

4.结论

（1）优化钻头选型加快本区块施工速度；

（2）直螺杆+钟摆钻具组合在大古区块直井施工井中的应用，满足现场防斜、提速等施工需要；

（3）大古地区井漏处理基本思路、处理措施，加快大古区块的井漏处理时效，同时减少人力、物力的投入；钻开漏层前加入随钻堵漏、非渗透承压封堵材料，提高承压能力，有利于减少上部井眼失稳坍塌程度；

（4）大古区块钻井液的处理，应根据现场施工中所钻岩性特点及时调整，有利于避免井下复杂情况发生。

5.建议

（1）HAT127钻头使用中在沙一段以上地层，寿命取决于轴承的寿命，因此，HAT127在原有的技术基础上，轴承采用金属密封圈；

（2）大古区块推广垂直钻井防斜技术，进一步完善防斜打直技术；

参考文献：

[1]张 斌，黄进军.随钻防漏堵漏技术的研究与应用[J]. 重庆科技学院学报（自然科学版）；2010年05期

[2] 谢又新， 王新海.带直螺杆的复合钟摆钻井防斜快钻技术研究 .《石油天然气学报（江汉石油学院学报）》 2005年05期 期刊