孤东非标井优快钻井技术研究

高丰　陈永生

摘 要：通过分析研究孤东馆上、馆下地层构造和岩性特点，优化钻头选型；组配适合区块特点的钻井液体系，研究制定润滑、防塌钻井液体系的配伍，为安全施工提供保障；分析地质因素，从井身结构、钻井参数、钻具结构、钻井过程管理和控制，加快井身轨迹控制；并结合已钻的孤东6-3平1井等井的现场资料，研究出一整套适合该区块非标井施工特点的优快钻井技术，形成了一套高效的区域钻井模式。

关键词：钻头选型；钻井液体系；轨迹控制

1 概况

1.1 国内同类技术研究状况及发展趋势

小井眼钻井的迅速兴起主要出于以下几个目的：小井眼钻井的初期投资较小，包括使用较小的钻机、较小的井场、较细的管材、较少的水泥及钻井液和燃料、较少的搬运费、较少的劳动费用。减少钻机钻柱重量就是减少钻机租用费，而减少井眼容积就是减少泥浆、水泥及套管费用。用小井眼钻井技术在普通井眼里加深鉆井，可大大节约成本。

1.2 存在的问题

小井眼钻井会导致套管与井壁之间间隙小，水泥环薄确又要满足压裂、算酸化等后期作业，水泥浆流动阻力大，施工泵压高，易压漏地层，顶替效率低等许多问题；三开井眼与技套间隙小，与油套间隙小，环空压耗大；三开小尺寸钻头易磨损；三开油套无接箍，挂尾管、固井等安全隐患多，施工难度大。

2 钻井技术措施

2.1 钻井液技术对策及方案

该地区馆上及以上地层遇水后极易分散、膨胀，造浆极强，易造成上部地层泥页岩缩径、阻卡、泥包钻头等复杂情况。钻井液主要以提高钻井液抑制性、控制固相含量、保证钻井液良好的流动性和较强的携岩能力为目的。

2.1.1 一开（0～321m），小循环开钻

清水开钻，自然造浆，钻完设计井深后要进行充分循环和通井。

2.1.2 二开（321～1502m），使用聚合物钻井液体系

配方：一开井浆+（0.3～0.5）%钻井液用聚丙烯酰胺干粉+（0.5～1）%钻井液用改性铵盐+（1～1.5）%钻井液用天然高分子降滤失剂+（1.5～2）%钻井液用防塌降黏降滤失剂。馆陶组及以上地层主要以控制粘切为目的，防止糊井眼，加完重后的钻井液粘度控制在50s以内。钻进至井深1000m～1100m时，预处理钻井液，处理钻井液前严格控制粘切及固相含量。

2.1.3 三开（1502～2500m～完钻），聚合物钻井液→封堵润滑防塌钻井液

配方：二开井浆+（0.3～0.5）%钻井液用聚丙烯酰胺干粉+（1～1.5）%钻井液用天然高分子降滤失剂+（1.5～2.5）%钻井液用防塌降黏降滤失剂 +（2～3）%无荧光白油润滑剂润滑剂。本段钻遇地层为馆下段、东营组。钻井液的主要任务为防塌、防喷、保护油气层。

2.2 工程技术方案

为了保证套管下入顺利，一开完钻后做好短起下钻。起钻前投入多点，监测井斜，为后续作业提供依据。二开合理选择直井段和定向段钻具结构，优化钻井参数。多进行短起下钻，修复井壁。三开过程中滑动钻及复合钻交互钻进，无线随钻测量仪随钻检测，钻进中必须依据井斜、方位变化情况及时调整钻进参数，确保井眼轨迹良好。钻遇砾石地层时，应适当提高泥浆泵排量，同时提高钻井液粘度至45s以上，以满足携砂要求。同时加强该段井眼的短程起下钻，确保井眼畅通。

2.3 完井作业、挂尾管

非常规井眼（改设计241.3mm井眼为254mm井眼后增大了193.7mm套管与井眼间隙）与常规井眼二开测井、固井完井作业顺利，固井质量良好；三开挂尾管作业 （下Φ139.7mm无接箍油层套管） ，为保证三开完井作业顺利井队主要做好如下工作：

①由于本井下的油层套管丝扣为无接箍直连扣，提前调试好气动卡瓦，准备好足够的提升短节（4个）以及上提升短节用的链钳保证短节扣上到位；②准备好安全卡瓦，每根都打上安全卡瓦做到万无一失；③悬挂器以上的送钻钻具称好重，为倒扣提供悬重依据；④提前与厂家沟通，选择合适的钻具通径规，保证下井钻具通好径；⑤与套管厂家联系好选择合适的上扣扭矩；⑥保证泥浆罐能单个使用，测量好罐的体积，保证替浆时的准确性。

孤东区块非标井优快钻井技术应用6口，机械钻速逐步提高7%，钻井周期稳步提高22.70%，井队综合效益盈利60余万元。随着该技术的不断完善，机械钻速还会提高，钻井周期会逐渐缩短，经济效益会更加可观。

3 结论及建议

①通过对上述技术的研究与应用，钻井速度得到逐步有效加快，取得了一定的经济效果，已初步形成了孤东非标井的配套钻井技术；②已成熟聚合物钻井液体系有效抑制泥页岩的坍塌，同时提高地层承压能力，确保了孤东区块施工井的井壁稳定；③通过几口非标井施工，在三开对牙轮钻头方面进行了优选，同时在高效PDC钻头方面也进行了很好探索并有望取得突破；④通过优化井身结构、完井方案，杜绝了复杂、事故，减少了非生产时间；⑤虽然以上几口井在三开对牙轮钻头方面进行了优选，但根据三口井实钻来看下部地层虽然含砾石但胶结很疏松，可在高效PDC钻头方面进行探索从而取得突破，也可有效杜绝井下掉牙轮事故的发生。

参考文献：

[1]赵金洲，张桂林.钻井技术手册[M].北京：中国石化出版社，2017.

[2]蒋希文.钻井事故与复杂问题[M].北京：石油工业出版社，2001.