义50区块快速钻井技术

刘克冰

摘 要：义50区块施工井主要含油层系为新生界古近系沙二段油藏，所钻地层有新生界平原组、馆陶组、东营组、沙河街组，下部地层构造复杂，同垂深不同方位上地层倾向变化较大，给钻井施工带了巨大困难。针对该地区的地层特点，现场施工针对地层的变化，做好优选钻头，合理调配钻具结构，及时调整钻井液性能，保证了井身轨迹，减少了东营组以下地层掉块的产生，预防了复杂情况及钻井故障发生；同时加快义50区块钻井施工速度。

关键词：钻头选型；防塌；井身轨迹

1 钻井的主要难点

1.1 地层构造复杂，地质资料参考性较低

义50区块总体构造形态以埕南断层为边界，发育两个小型断鼻构造，一个呈北东-南西走向，一个呈北西-南东走向，整体北高南低，北部构造较缓南部构造变陡，构造幅度较大，地层倾角17°，同时区块内部发育多条小断层，其中在义50井区发育一条埕南大断层的派生断层，走向为近东西向，断距在80m左右，邻井资料可供参考值较低。

1.2 含砾地层多，分布不均匀

同一裸眼井段有多套含砾层，分别为馆陶底东营顶部含砾层，沙二段、沙三段含砾层，主要有含砾粗砂岩、含砾细砂岩、含砾泥质细砂岩，含砾量随井深增加，应合理选用钻头。

1.3 东营组井壁稳定性差，加强钻井液处理

东营组地层稳定性差，对钻井液性能要求较高，如果该井段发生失稳产生掉块，后期很难控制，因此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。

1.4 下部井身轨迹控制要求较高

东营组、沙河街组以下地层发育小断层较多，同时构造幅度较大，地层倾角17°，同垂深不同方位上地层倾向变化无规律，定向井稳斜段受地层侵角、断层等因素影响较大，井身轨迹控制较难。

2 鉆井施工模式

2.1 钻头选型

2.1.1 东营组以上地层钻头选型

义50区块馆陶组砂层发育，成岩性差，岩性可钻性高，馆陶底部、东营组顶部有少量砾石层，使用HAT127钻头，充分发挥高压喷射的特点，既可以满足高转速，又可以获得较高的机械钻速，同时完全可以打穿这套含砾层。

2.1.2 东营组以下钻头选型

义50区块东营组、沙一段、沙二段上部地层可钻性较高，沙二段下部、沙三段地层，主要由含砾粗砂岩、含砾细砂岩、含砾泥质细砂岩组成，含砾情况随井深逐渐增加，因此，钻头选型主要以沙河街组地层特点来选型，在现场施工过程中，主要以使用不同尺寸复合片PDC和牙轮钻头为主。

2.2 优化钻井液性能，提升钻井液防塌、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；分段钻井液处理思路。

2.2.1 东营组以上钻井液处理思路（井深200～2100m井段）

为满足上部地层疏松快钻速情况下的携砂和防塌的需要，采用聚合物钻井液体系。使用聚合物PAM的同时，适当添加高分子CMC，起到优势互补的作用。在进入沙河街组地层前不加重钻井液，尽量使用低密度钻井液钻井，同时用好固控设备，控制钻井液中的劣质固相含量，通过优化上部地层“一高三低二适当”钻井液技术，实现钻速的提高。

2.2.2 东营组以下钻井液处理思路（井深2100～完钻3400m左右井段）

钻至井深2300m左右，开始将井浆转化为聚磺防塌钻井液。进入沙三段地层之前，将钻井液密度提高到设计上限（1.25g/cm3），以达到化学防塌和力学防塌并举的作用。将API滤失量降到4mL以下，HTHP滤失量15mL以内，使钻井液具有低的滤失量和好的泥饼质量，保证钻井液的造壁性和稳定性。在以后的维护中，根据钻井液的消耗量，定期定量补充各类防塌剂含量。

2.3 优化钻具组合，加强井身轨迹控制

针对义50区块东营组以下地层地层倾向变化大，地层倾角通常大于17°，根据不同的井型采用不同的钻具组合。

2.3.1 直井的井身轨迹控制

①对于东营组以上井段，推广使用小钟摆钻具组合，在高转盘钻速下，充分发挥钟摆钻具作用，在馆陶中下部打吊结合，严格控制上部井段井身质量；②东营组以下地层小断层较多，地层倾角较大，推广使用“四合一”导向钻具组合（钻头+单弯动力钻具+无磁钻铤9m+扶正器），钻具组合具备钟摆钻具和导向钻具组合的共同优点，用于防斜和纠斜双重特性，同时发挥复合钻进技术，加快施工速度。

2.3.2 定向井井身轨迹控制

①定向段使用欠尺寸扶正器，避免定向过程中扶正器“拖压”现象，定向期间预算好井身轨迹变化，预留井斜角和方位角“漂移”，减少后期调整量，有助于井身轨迹的控制，提高机械钻速；②稳斜段使用柔性具组合，随钻测量仪实时检测，依据井斜、方位变化情况及时调整钻进参数，尽可能少用单弯调整井斜、方位，防止出现“波浪式”井眼，保证良好的井身轨迹。

3 结论

①不同地层优选钻头有效加快义50区块施工速度；②优化导向钻具组合，合理携带使用不同尺寸的扶正器，对井身轨迹的保障起到了良好的效果；③义50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；④该优快钻井技术基本满足义50区块施工要求，可作为该区块施工模式推广。

参考文献：

[1]刘同富，王树永，李文明，向刚，万绪新.胜利油田沙河街组及以下地层井壁稳定技术[J].钻井液与完井液，2003 （5）.