同地区两口地热井钻井工艺对比分析

李鹏

摘 要：我所先后在X地区实施LK1102和LK1103地热井钻探，LK1103井在充分吸收LK1102井经验的基础上，优化钻井工艺、提高钻进效率，圆满完成LK1103井的钻探生产任务，现将两口井的钻探过程遇到问题及优化钻井工艺进行简单的对比分析。

关键词：同地区；地热井；钻井工艺；对比

中图分类号：P634.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0109-02

Abstract： On the basis of fully absorbing the experience of LK1102 well， our institute successively carried out the drilling of LK1102 and LK1103 geothermal wells in area X， optimized drilling technology， improved drilling efficiency， and successfully completed the drilling and production tasks of LK1103 well. In this paper， the problems encountered in the drilling process of the two wells and the optimization drilling technology are compared and analyzed simply.

Keywords： same area； geothermal well； drilling technology； contrast

1 工程概况

（1）LK1102井和LK1103井均位于X省X市X镇内，直线距离相近800米，钻井性质为探采相结合，设计完钻井深为2000米，其目标层是土门子组、珲春组并穿过花岗岩50m终孔完钻。

（2）地层情况描述：根据以前施工的LK1101实钻揭露地层自上而下依次为：第四系全新统、上更新统南坪组、下更新统军舰山组、新近系上新统船底山组、中新统土门子组、古近系珲春组基岩。本井预测地层厚度及岩性如下：

第四系全新统：0～10m，岩性为黄褐色砂质粘土、腐植土。与下伏地层接触关系为不整合接触。

南坪组：10～40m，岩性为黑色、紫黑色含少量白色斑晶、玄武岩。与下伏地层的接触关系为不整合接觸。

军舰山组：40～130m，岩性为灰黑色、紫黑色玄武岩，致密块状，偶见气孔状，硬度大，有泥岩夹层。与下伏地层接触关系为整合接触。

船底山组：130～240m，岩性为灰绿色、黑灰色致密块状凝灰岩，夹灰黑色致密块状玄武岩。与下伏地层接触关系为整合接触。

土门子组：240～930m，岩性主要为砂岩、砂砾岩、砾岩、泥质粉砂岩、泥岩等，上部夹薄层玄武岩。特点是砂、泥岩交替，并且以砂岩为主，所揭露的砂岩、砂砾岩、砾岩主要含水层累计厚度147.56m，单层厚度8-16.25m，透水性好。

珲春组：930m～1800m，岩性以褐色泥岩、杂色砂质泥岩、杂色、灰白色、棕红色、灰褐色泥质细砂岩、灰褐色细砂岩、砂岩为主，所揭露的砂岩、砂砾岩、砾岩主要含水层累计厚度86.57m，单层厚度4.91-28.58m。具斜层理和交错层理。

基岩（未穿）：花岗岩，粗粒结构，矿物成分以石英、长石为主。

预计热储层：新近系土门子组、古近系始-渐新统珲春组。

2 LK1102井遇到主要问题及解决办法

（1）井漏：钻至井深21米时井漏情况发生，通过两次配浆还是有渗漏的情况，此时选择加入锯末子继续钻进，继续钻进仍持续漏浆，起钻测量漏点位置大概在15米左右。配浆后继续钻进至24米发生大漏失，泥浆进井后完全不返浆。采取起钻采用水泥+水玻璃固井，侯凝48小时后开钻仍然漏失，由于该地区玄武岩层较厚且气孔较大，有裂隙，夹层多，24米-320米左右一直采用配制重泥浆掺杂锯末强行钻进。后来漏失较少钻至井底完钻，完钻一开井深为449.94米。

（2）下管受阻：下表层套管至74米处遇阻，起套管下钻滑眼通井。通井后再次下套管还是74米仍然下不进去，起套管下钻滑眼，滑至80米起钻下套管74米处再次遇阻，起钻下直径445mm牙轮钻头扩眼扩到24米处，次日测井车测井74米处遇阻，通井之后再次测井还是74米处遇阻。最后研究决定换420mm扩眼钻头扩孔，扩眼钻进至98米，下钻通井，下套管下到160米处再次遇阻只好起套管，决定继续扩孔，扩孔到一开井底449.94米完钻。

3 LK1103井主要优化钻井工艺

（1）依据LK1102孔掌握的地质资料，在30-500m之间存在漏水，在下部含水层存在坍塌，为解决上部漏水及下部坍塌特采取如下技术措施：

a.上部漏水：在30-500m之间漏水，对其采用井口冲砂的方法堵漏，即向井眼内投入填料（粘土球），相对于漏失较为严重的地层，采用水灰比为0.6的水泥浆注入井眼，待水泥浆24h达到稳定的强度之后再进行钻进。目的是尽快的建立井壁堵塞并隔离的方法进行处理井漏问题[1]。

b.下部坍塌：当井下有削蚀掉快现象出现时，应该对钻井液的性能进行调节，从粘度、切力，稠度系数等方面进行提高，并且提高排量，将掉块及时的携带到地面，使井眼得以畅通。针对下部塌的特点，优先选择防塌材料针对防塌层，配制专用的防塌钻井液（要有足够数量的防塌剂），将防塌钻井液在起钻前替换到塌层的钻进段，并用防塌钻井液一点点将全部钻井液替换，待钻井液性能达到稳定后再继续进行钻进。

（2）优化钻头选型、钻具结构及钻井参数：根据地质分层一开钻遇地层的可钻性较慢为玄武岩。为提高钻速缩短钻进周期减少钻井的成本，此次一开采用241.3mm牙轮钻头钻到一开的设计井深之后，再用400mm扩孔钻头进行扩孔到设计一开井深。一开钻进中使用的钻具组合为∮241.3mm三牙轮钻头+∮172mm钻铤12根 +∮127mm钻杆钻进至一开设计井深。之后再应用∮400mm扩孔钻头+∮172mm钻铤12根 +∮127mm钻杆。钻井的参数选用较大排量（35升/秒以上）、较小的钻压（不超过20kN）、一档（转盘速度：58转/分）顺利完成一开的钻井深度685.10m，并下入∮273.1mm表层套管685m。根据一开完钻分析本井表层适合PDC钻头钻进，钻井参数合理。

二开开始采用∮241.3mmPDC钻头，钻具结构采用防斜打直的塔式钻具结构，应用12根∮172mm钻铤， 钻井参数采用低转速（转盘转速：58转/分）、较大排量（排量：32升/秒以上），并将钻压控制在10-20kN之内，为防止上部地层有缩径和环空堵塞现象，钻井过程采取打一划二的技术措施，而且每当钻进200米左右进行短起下拉井壁，确保井下钻井安全[2]。为了确保井身质量与设计要求相符，上部大段泥岩的地层进尺相对较快并尽量采取钻压（20kN）吊打，且要坚持定点的短起下钻，使井身质量保证在设计的范围之内。

（3）优化钻井液性能：一开钻进应用低固相的聚合物钻井液，主要以膨润土、碳酸钠为主，配制泥浆粘度为45秒，此钻井液钻进较快，对于漏失段采用水灰比为0.6的水泥浆注入井眼，并且要保证井下安全，顺利完成一开钻进，表层套管顺利下至目的层段。二开采用聚丙烯酰胺钾盐为主要配浆材料配制成低固相聚合物的钻井液，采用此钻井液钻进速度较快，将低固相聚合物的优点较好凸显出来。固相含量控制在10%，钻井液性能的参数设计符合要求，一开地层钻井液密度控制在1.10-1.16g/cm3，粘度为55-60S，实现紊流洗井并克服阻卡现象，提高钻进速度。二开钻进200米要进行一次测斜，不成功及时补测，来保证井身质量。用好固控设备，保证钻井液有较强的抑制性能，低滤失性量及良好的泥饼质量，失水量降到5mL，泥饼厚度0.5mm。泥饼薄且坚韧，用以满足地层的要求。

通过先后两口地热井钻进对比，我们要总结经验，在新的钻井任务中，要提前做好地质地层调查，做好防漏、防卡、防塌等方面预防，优化钻井工艺，这样才能保证钻进过程高效、高质的完成，节省钻进周期，节约资金投入，对以后的地热钻井起到良好的助进作用。

参考文献：

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