关于对钻井提速新技术的研究与探讨

郑国清

摘要：随着我国经济的快速发展，人们对于石油资源的需求越来越多，因此钻井提速新技术逐渐应用于各项石油钻井工程施工当中。为了能够直观的了解到钻井工程的特点，本文结合了某盆地钻井工程，简单阐述了钻井提速新技术在钻井工程当中的实际应用。

关键词：钻井;提速;新技术;研究

1 钻井概况

1.1 前期钻井简况

2016年3口完成井平均工期122.87d，平均机械钻速4.30m/h，平均复杂时率17.23%。复杂主要以井漏、阻卡、漏溢为主。

1.2 区块钻井难点

（1）砂砾岩发育，地层承压能力低。

（2）泥岩水敏性强易垮塌，井壁稳定性构差。

（3）石炭系地层以凝灰岩、安山岩为主，地层可钻性差，地层裂缝发育含气，易漏易出，井控风险高。

（4）二开斜井段钻遇三叠系、二叠系、石炭系地层，岩性不均质，钻速低，提速难度大。

2 钻井提速技术

通过对井区完成井资料分析，主要從井身结构优化、个性化钻头优选、钻井液性能优化、轨迹控制优化、防漏堵漏、安全钻井等方面入手，开展提速工作。

2.1 井身结构优化

鉴于前期钻井过程中主要存在复杂时率高、定向段钻速慢等难题，对井身结构和施工方案不断优化。

（1）调整技术套管下深，钻至进入石炭系15～20m中完。原设计：二开钻至A点，石炭系同处同一裸眼段，存在漏溢后导致垮塌加剧矛盾;定向段以滑动钻进为主，钻速慢、周期长，泥岩浸泡时间长。优化方案：快速钻穿，下技套封隔复杂层位，为后续石炭系安全钻进打下基础，减少复杂。

（2）上调造斜点，稳斜钻进。造斜点2800m左右，定向增斜钻进，下入PDC钻头工具面不稳、定向机速缓慢（1～1.5m/h），只能使用牙轮钻头，滑动钻进机速低，井眼狗腿度大，井眼失稳概率高。优化方案：上调造斜点至2730m左右，在地层稳斜钻进，以复合钻进为主，使用PDC钻头钻进机速高，井眼轨迹圆滑，井壁稳定性好。

2.2 个性化钻头优选

前期钻井过程中，机械钻速较低，主要制约因素为二开定向段以滑动、增斜钻进为主，一般使用牙轮钻头;三开地层以凝灰岩、安山岩为主，岩性不均质，研磨性强，钻头报废率高。一般情况下，二开直井段使用2只PDC钻头，二开定向段使用7牙轮钻头，三开水平段使用5只牙轮钻头。通过开展PDC钻头优选技术试验，提高了定向段、水平段钻头行程机械钻速，形成一套适用钻头序列。

2.3 钻井液性能优化

二开段原为钾钙基聚磺钻井液体系，因垮塌严重，改为钾钙基聚胺钻井液体系，仍无法抑制系，定向段使用多元协同有机盐体系，体系强抑制性有助于抑制泥岩地层水化，提高井壁稳定性。

2.4 轨迹控制优化

（1）轨迹设计原则。采用“直-增-稳”剖面设计，最大狗腿度小于6°/30m。通过优化轨迹设计，降低井眼轨迹控制难度。

（2）加强直井段监测。严格保证直井段井身质量，为定向施工创造良好的条件。

（3）提高造斜点。为消减因直井段位移导致定向段造斜率大等问题，直井段提前下入螺杆与PDC钻头，提前扭方位，为定向造斜打好基础。

（4）优化轨迹控制。利用地层井斜、方位变化规律提前预设轨迹，增加复合钻进时间，提高机械钻速。

（5）选用7头低转速高扭矩长寿命螺杆，三开水平段井实现1趟。

2.5 防漏堵漏技术

开展井漏机理研究，进为主，确定堵漏配方：

（1）钻进中若发生轻微渗漏，集中加入1%KZ-2、2%～3%石灰石粉、2%～3%KZ-5、2%磺化沥青粉。

（2）漏速较快时，配8%～10%堵漏剂桥堵：25～30m3井浆+2%KZ-2+3%～5%KZ-4+2%～3%KZ-5。

（3）加入沥青类材料、WC-1等提高钻井液造壁封堵能力，沥青含量达到5%以上，API失水控制在3.5mL以下。

（4）石炭系地层。随钻堵漏时加入3%KZ-5+3%石灰石粉，浓度维持在3%。

2.6 安全钻进措施

（1）二开防阻卡措施。制定不同层段钻井液关键节点控制措施;上部井段

—低粘切、大排量，快速钻进，强化长短提;下部井段—调整钻井参数，精心操作，钻穿砾石夹层。

（2）二开防井漏措施。上部井段—控制钻井液密度，降低岩屑浓度;下部井段—提前加入随钻堵漏剂、控制下钻速度，缓慢开泵;中完作业—严控中途洗井位置、排量及时间。

（3）三开防井漏措施。大排量钻进、定期短提，破坏岩屑床，增强携岩能力;微裂缝漏失主要降排量、加入随钻堵漏剂;裂缝性失返漏失立即起至安全井段配浆堵漏，以细颗粒堵漏为主，若无效加入综堵，或起钻下常规钻具堵漏。

（4）完井措施。逐次加入扶正器通井，遇阻时以划眼通过方式处理，通顺井眼;增加中途顶通、洗井次数，防止蹩堵造成井漏;承压试验采用重浆、大排量模。

（5）井控技术措施。目的层石炭系地层以先漏后溢为主要特点，高度重视井漏，发现失返性漏失立即按照1.5～2倍钻具体积吊灌起钻，迅速组织人员堵漏;石炭系溢流以气侵为主，表现为井漏后圈闭压力释放，处理原则以节流循环排气为主，缓慢上提密度为辅;强化坐岗制度和干部值班制度;明确汇报程序，按照规定程序（预案）处理。

2.7 推进管理创新技术措施

为了满足某盆地钻井的提速提效的要求，利用国家重大科技项目为载体，结合现场试验项目的科技力量，进行新技术的试验和推广，形成旋转导向地质钻井技术措施，利用国产的尾管悬挂器，提高完井施工质量。研究适应盆地油田的PDC钻头系列，应用于深井和超深井的钻探施工，提高了石油钻井的速度。在超深复杂溶洞型碳酸盐岩储层的钻井施工过程中，应用扭力冲击器、高寿命的螺杆钻具，进行钻探施工，提高了机械钻速，缩短了钻井施工的周期，满足区块的钻井提速要求。加强对深井钻探施工的管理，实现管理创新，建立一支高素质的管理人员队伍，实施监督和管理深井的钻井施工过程，发现影响钻井速度的因素，立即进行处理，达到钻井提速的技术要求。

3 钻井提速技术的发展趋势

随着数字化油田生产的不断发展和进步，深井的钻井提速技术也向着智能化、现代化的方向发展，逐渐形成信息化、集成化的闭环钻井系统。目前我国油田钻井提速技术与国外先进的石油钻井提速技术相比仍然具有一定的差距，因此，要想加快我国油田钻井提速发展的步伐，首先，要敢于创新更高、更快、更安全的钻井技术，要有勇于创新的精神。其次，要继续走内涵扩大再生产的道路，提高钻井队伍的自身能力，使钻井提速水平上一个新的台阶。只有通过技术和管理两个方面共同发展，才能有效的提升油田钻井速度，更好的实现油田生产的目标。

4 结束语

通过对某盆地石油钻井提速技术的研究，采取最优化的钻井工艺技术措施，提高石油钻探的速度，降低钻井施工的成本，缩短了钻井施工的周期，满足油田勘探开发的需要。

参考文献：

[1]侯治江.深井、超深井钻井提速技术难点及对策[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（10）：101-102.