三塘湖致密油藏钻井提速研究与应用

龚江川 蒙有鹏 张兰州 张伟 李云志

摘 要：三塘湖盆地致密油勘探开发前景广阔，开发逐年提高，设计多为深井和水平井，针对以上区块钻井过程存在的问题，成立三塘湖致密油藏钻井提速技术研究组，系统调研分析完成井资料，重点开展钻具组合优化、PDC钻头优选、井塌机理和处理方法、水平井安全钻井技术、自激谐振水力脉冲等技术研究，达到安全快速钻井。

关键词：致密油水平井;安全快速;三塘湖

1 前言

近两年三塘湖油田相继在条湖组（P2t）和哈儿加乌（C2h）火成岩致密油藏取得重大发现，特别是2015年以来在马56区和马67区针对该致密油藏部署12口井，为加快勘探开发进度，进行该区块提速研究工作。

2 钻井难点分析

①小泉沟组、条湖组及以下地层倾角28-48°，常规“塔式”钻具、直螺杆“单二”结构钻具对钻压敏感，防斜打快矛盾突出;②上部大段砂砾岩，易造成PDC钻头先期损坏，导致行程钻速低;下部火山岩发育，研磨性强、可钻性差，机速低;③井塌、井漏等事故复杂多发，小泉沟、条湖裂缝性发育，易发生井漏;条湖组凝灰岩破碎、地层胶结不稳易发生坍塌。

3 主要研究内容

3.1 优化井身质量控制方案，应用MWD复合钻井技术，实现防斜打快

3.1.1 地层自然造斜规律

通过调研多口井资料显示，在2000米左右増斜较快，且方位不变，常规钻具防斜困难，参数得不到强化。

3.1.2 井身质量控制方案的优化

3.1.3 应用效果

应用MWD复合导向，防斜、提速同步进行，2015年复合导向进尺比例占总进尺的72.7%;井身质量均控制在设计范围内，除个别井下部井段复杂之外，采用MWD全程跟踪。

3.2 针对上部大段砂砾岩、下部火成岩，应用个性化钻头配合中低速螺杆、自激谐振射流技术，提高机械钻速

3.2.1 岩石可钻性分析

岩石可钻性研究，采用取自马朗凹陷岩芯进行试验测试，对于牙轮和PDC钻头，依据可钻性与声波时差的相关性，建立可以用来计算可钻性极值的关系模型：Δtp-声波时差。

3.2.2 PDC钻头优选

①上部地层可钻性好，但砂砾岩对钻头冲击大，针对砾石层段应用FX56钻头;②针对下部强研磨地层应用FX64D钻头，兼顾进攻性和耐久度。

3.2.3 针对二叠系和石炭系致密地层应用高速牙轮钻头

3.2.4 应用中低速螺杆

优选大扭矩中低速螺杆，提高PDC钻头工作稳定性;下部难钻地层强化钻压，增加钻头吃入地层深度，提高钻头破岩能力，选用7头螺杆，转速在80-120转。

3.2.5 应用自激谐振脉冲射流钻井技术进一步提高机速

3.2.6 优化后效果

①PDC钻头应用效果，牛东110井二开创单只钻头最长进尺记录，对比邻井同井段平均机械钻速提高87.36%。牛东110井中下部井段对比邻井同井段平均机械钻速提高47.49%;②高速牙轮钻头使用效果;③脉冲射流技术应用效果：马65条湖组应用自激谐振脉冲工具配合脉冲PDC钻头MCXT416P-6，对比邻井平均机速3.42m/h提高2.25m/h，提高幅度47.36%。马68在哈尔加乌组应用自激谐振脉冲工具配合脉冲PDC钻头MCXT613P-6，机速比邻井牛东110井提高42%。

3.3 优化钻井液配方，提高防塌、防漏性能;针对水平井应用弱凝胶体系，提高水平段泥浆的携砂能力

3.3.1 地层稳定性、漏失性研究

①火成岩地层矿物组分多，粘土矿物含量少，为钻井液滤液侵入提供了通道和水化空间泥页岩水化剥落造成井壁失稳;②二叠系、石炭系火成岩裂缝以微裂缝、中小裂缝为主，并且存在一定的孔隙，钻井过程中容易出现严重漏失。

3.3.2 确定直井钻井液体系配方，解决二叠系及下部井段井塌井漏难题

根据吐哈常规体系特点和室内实验评价结果，确定出满足三塘湖深部地层井壁稳定要求的聚合物、聚磺钻井液体系配方，随钻801。

3.3.3 优化后效果

通过优化和完善钻井液配方，复杂事故率逐年降低;在水平段應用弱凝胶体系，成功解决长水平段的岩屑携带问题，水平段长度记录不断突破。

4 成果应用情况

整体应用效果：①应用12口井，其中水平井6口;平均井深3399.50m，平均机速5.30m/h，平均钻井周期55.02天，复杂损失率0.29%，事故损失率0;②通过提速技术的研究与应用，各项技术指标大幅提高，2015年完成井相比以前平均井深增加了42.33m，平均钻井周期缩短了12.46天，缩短幅度18.46%，平均机械钻速提高1.13m/h，提高幅度27.02%。