元坝地区超深直探井钻井施工模式探讨

2017-12-25高思中国石化胜利石油工程公司黄河钻井南苑项目部

新商务周刊 2017年3期

文/高思，中国石化胜利石油工程公司黄河钻井南苑项目部

元坝地区超深直探井钻井施工模式探讨

文/高思，中国石化胜利石油工程公司黄河钻井南苑项目部

“川气东送”工程是国家“十一五”重大工程，主要是指储量最大的普光气田勘探开发项目，随之元坝、河坝、马路背等气田相继进入勘探开发阶段。本文主要是针对元坝地区的超深直探井施工做了相关的研究，简单分析了元坝区块勘探井井身结构的优缺点，总结出单井生产施工流程，介绍了较为成熟的钻头选型技术、钻具结构模式和合理的钻井参数优选、应用于“三高”地区的井控装置和井控技术、固完井技术以及复杂事故预防与处理技术。由此形成了完整的一套元坝地区超深直探井钻井施工模式，系统的钻完井技术初步形成。

超深直探井；井身结构；施工流程；钻头选型；井控；新技术；复杂事故预防与处理

元坝地区早期风险勘探井与两轮提速勘探井基本已全部完工，部分井通过试气喜获高产油气流，目前已进入部署开发井阶段。通过两轮提速井的施工，细化完善了元坝地区超深井的钻井设计，基本确立了合理的井身结构，成功运用了各项新工艺、新技术，积累了不同地层复杂事故的宝贵经验，并撰写出翔实的完井报告，这些对下步开发水平井的施工具有很好的借鉴作用与指导意义。

1 元坝地区超深井井况简介

元坝地区地处四川东北部，主要包括阆中市、苍溪县、巴中市等地。构造位置为四川盆地川东北巴中低缓构造元坝区块，其特点是褶皱平缓、断裂不发育，局部构造不发育。

根据元坝地区地层特点，充分考虑淡水层、井壁失稳地层、多套压力层体系、盐膏层、高压储层等因素来设计合理的井身结构与套管结构[1]，满足后期酸化、压裂、采气工程等方面的要求。

2 元坝地区超深直探井钻井施工流程

钻井是一项系统工程，每个施工步骤紧紧相扣，要取得较快的机械钻速，缩短钻井周期，不仅需要周密的生产计划、过硬的技术措施，健全的HSE管理运行制度，还要有科学化的管理，严密无缝的生产运行，设备的有力保障，各类物资的供应到位，现场各施工单位之间的配合，具备了以上的条件才能高效、优质、安全的完成一个钻井项目工程。

3 钻头选型与钻具结构优选

3.1 各开次钻头选型模式

导管1井段大多采用Ф914.4mm钻头进行开孔。采用小排量、低转速、小钻压的钻井参数开眼。

导管2井段采用Φ660.4mm钢齿牙轮钻头居多，应用空气及泡沫钻井技术，该井段钻遇地层较软，可钻性较好，一般采用楔型齿设计的镶齿牙轮钻头，橡胶密封轴承，带有中心喷嘴，实钻分析，比较适合此地层钻进，但橡胶轴承密封容易失效，可选择金属密封轴承延长使用寿命，单只钻头可实现完钻。

3.2 钻具结构的优选与钻进参数的选择

3.2.1 钻具结构优选

1）上部陆相地层一般采用大直径钻铤组成的塔式钻具结构，针对易斜地层采取轻压吊打的措施。2）陆相地层中钻具组合加入液压减震器或水力加压器，可减轻蹩跳钻，有利于井身质量控制。3）在海相地层，采用钟摆钻具组合配合螺杆钻具+PDC钻头复合钻进，有效控制了井斜。4）海相地层使用的PDC钻头尽量选用刀翼数量较多的钻头。

3.2.2 钻井参数的选择

1）一开钻进确定钻井参数时，要综合考虑机械钻速和井身质量。2）二开钻进采用高压喷射技术，充分发挥钻井液水功率，增大钻井液循环排量。3）三开钻遇海相地层依然采用大排量、高泵压，使用PDC钻头，选择合理钻压（80-120kN）与转速的配合，可实现进尺与机械钻速的进一步提高。

4 井控设备与井控技术

4.1 井控设备

元坝地区是典型的高压、高产、高含硫“三高”地区，地层的复杂性就决定了必须要配备高压力级别的井控设备。随着钻井井控设计的进一步完善，基本形成了一整套井控装置配备标准。

4.2 井控技术

井控技术一直是钻井工程中的重中之重。简单的讲，井控技术工作重点是做好一级井控，随时准备二级井控。

一级井控即是根据地层压力、地层坍塌压力和地层破裂压力三剖面，选择合理的钻井液密度实现平衡或近平衡压力钻井技术。重点包括以下几个方面[2]:①合理钻井液密度平衡地层压力。②控制起钻速度，减小抽吸压力，按标准要求及时灌浆。③钻进过程中严密监测是否存在“三类十五种显示”。④早期发现溢流，及时关井，进入二级井控状态。