海拉尔—塔木察格区块提高钻井效率研究

2018-02-17汪林

西部探矿工程 2018年7期

汪林

（大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆163453）

1 概述

随着大庆油田的不断发展，海拉尔—塔木察格区块的勘探开发取得了良好的效果。在钻井过程中，井斜超标、井壁坍塌和钻具卡断的复杂情况仍时有发生。这些技术难题一定程度上降低了该区块的勘探开发速度和经济效益。因此需要针对存在的问题进行提高钻井效率的相关研究。

2 地质情况及施工难点

海拉尔—塔木察格区块位于蒙古国和内蒙古自治区。断层和过渡带较多导致临井可参考性较差，从而使该区块的地质构造、地层压力的分布状况不易弄清。主要地质特点是浅部地层成岩性差，胶结疏松，井塌井漏问题较为突出；南屯组、铜钵庙组地层倾角较大、造斜能力强，不易控制井身质量。南屯组和大磨拐河组泥岩厚度较大，大磨拐河组底部、南屯组泥岩层较厚钻井施工中注意防井塌、防卡、防斜；该区块属于亚寒带气候，冬季寒冷漫长，自然条件差，不利于钻井施工。

3 提高钻井速度方面

机械钻速较低的主要原因：①在大一段至南一段的目的层位，为满足录井对返出岩屑的要求，使PDC钻头的使用受到限制，而使用牙轮钻头则机械钻速明显下降；②在倾角比较大的地层，采用了轻压吊打的方法来防斜，也降低了机械钻速；③南一段下部地层有砾石大量分布，地层可钻性差，使用牙轮钻头进一步降低了钻速[1-2]。

针对上述问题，主要从以下几个方面进行调整：

（1）井身机构优化。针对海—塔地区的表层及上部井段地层较为复杂的问题，对井身结构进行了优化，对井深小于3200m的井使用Ø374.7mm钻头×Ø273mm套管，对井深大于3200m的井使用了Ø311.9mm钻头×Ø244.5mm套管的结构，经多口井证实，该种井身结构在加快施工进度的同时还可以节约成本。

（2）钻头优选。PDC钻头方面：为了寻找适合海—塔地层的PDC钻头，对R、M、B、F、KM、G系列的钻头进行了大量对比实验。通过对比试验发现，R系列的Ø228.6mm PDC钻头适用于二开，KM系列的Ø220mmPDC钻头适用于南屯组以上地层，G506、MD3641G的Ø215mm钻头适用于南屯组地层。

牙轮钻头方面：由于南屯组以下地层的可钻性在6级以上，并且存在大量的砾石层，所以需要加强牙轮钻头的耐磨性，通过加强钻头的保径功能和强化掌背，使钻头的机械钻速和使用寿命得到了提高。

4 井壁稳定方面

海—塔地层井壁失稳的主要原因有：①该区块上部为强水敏性地层，蒙脱石含量偏高，钻井过程中易发生水化膨胀导致缩径，造成起下钻困难，并且由于水化膨胀导致井壁坍塌剥落；②地层成岩性差、胶结疏松，导致井壁易剥落；③中下部大磨拐河下段、南屯组地层微裂缝发育，粘土含量高，当钻井液滤液进入井壁后易发生井壁失稳[3]。

针对上述问题，主要从钻井液以及钻井施工工序2方面进行调整。

（1）钻井液方面。增加钻井液矿化度，当钻井液矿化度和地层流体矿化度接近后，可大幅度减小由于钻井液滤液的渗透作用和毛细管力造成的井壁失稳；在微裂缝发育地层钻进时使用多种封堵剂进行复合封堵，进一步降低滤液的滤失量和渗透速度，从而稳定井壁延长坍塌周期。

（2）钻井施工方面：

①控制排量：上部胶结较差的地层适当降低排量，减少井壁冲刷；②减小压力激动：控制起下钻速度，分段循环，开泵不要过猛，避免激动压力过大憋漏地层；③控制钻速：上部地层钻进过程中，钻速不易过快，避免产生泥环或泥包憋漏地层；④充分使用4级固控设备，将有害固相及时清除，从而提高钻井液性能。