D油田深层气水平井钻完井技术

李占明

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）

X深1区块位于X断陷中部，为一个受X中断层控制的NNW向延伸的构造带，整体表现为南高北低、中部高东西两侧低，X中断裂贯穿全区。断裂西部为深凹区，地层发育较全；断裂西侧Y组地层发育Y一段和Y四段，缺失Y二段和Y三段地层。断层延伸长度大于25km，走向为NNW向，断距自北向南由600m减小到50m，中部断距200m左右。

1 施工难点

（1）T组等上部地层成岩性差，胶结疏松，钻进时应做好钻井液维护和处理工作，防止井塌和井漏的发生。

（2）N四段、N三段地层发育硬夹层，钻井过程中注意防斜。

（3）N一、二段和Q组发育大段泥岩，泥岩易吸水水化膨胀剥落、造浆性能强，钻井过程中防井塌卡钻，同时预防钻具泥包。

（4）该区地层含CO2气体，应预防CO2气体腐蚀和对环境的影响。

（5）油气层部位钻井过程中，注意预防油气侵和井喷。

（6）全井钻井过程中，做好井控工作，预防井喷事故发生。

（7）深层基底岩性研磨性强，可钻性差，限制了PDC钻头的应用，钻井速度慢。

（8）目的层岩性复杂，处裂缝发育区，易井漏，特别是水平段防漏堵漏尤为重点。

（9）地质预测本井全井段地层压力系数1.00~

1.13，地层承压能力低，完井固井防漏问题突出。

2 工程技术优化设计

为了高效施工深层气平井，对原有的施工技术方案进行了优化，通过优选钻具组合、技套井段防斜打直措施、三开轨迹控制、水平段防漏等方面的优化，实现安全高效施工深层气水平井的目的。

（1）技套井段长，为有效防斜打直，钻具组合选装203无磁，精准测量井斜和方位、数据。为施工参数调整提供准确数据。

（2）使用螺杆和液动旋冲工具提速。二开技套下部地层适合PDC钻头钻进，使用液动旋冲工具配合PDC钻头提速，达到较好的提速效果。

（3）优选高效钻头进行造斜段、水平段施工。结合近期新钻井施工经验，优选复合钻头、进口休斯牙轮钻头，提高机械钻速。

（4）优选先进钻井液、固井水泥浆体系。嫩江组、青山口组大段脆性泥岩易导致井壁失稳，水平段较长易井漏、井塌，优选盐水钻井液体系，加强钻井液抑制性、润滑性、封堵性，降低缩径、扩径井段比例，防泥环和泥包，保证井眼规则，提高井身质量。

（5）强化钻井参数。采取大排量、大钻压、大扭矩，高转速、高泵压的“三大两高”工程措施，保证井眼清洁、提高机械钻速。

（6）强化施工组织和设备的维护保养，做到各施工环节的无缝对接，减少非生产时间，提高钻井时效。

3 技术方案优化

合适的钻具组合结构对高效钻井的实现意义重

大，尤其是对于深井施工来说，由于施工周期长，井深、地层相对复杂，减少一次起下钻的时间，对于高效施工十分有意义。为了达到深层气水平井高效钻进，对直井段、造斜段、水平段施工的钻具组合进行了优化。

3.1 一开施工技术方案

一开重点开直井眼，防止上部地层井漏、井塌，钻至四方台组稳定地层，保证下套管和固井作业顺利进行。

3.1.1 钻头及钻具组合

（1）钻井参数如表1所示。

表1 钻井参数

（2）钻具组合。塔式钻具：Ø445.5mm钻头+Ø227mm钻 铤+Ø203mm钻 铤+Ø179mm钻 铤+Ø138mm钻杆。

3.1.2 钻井液体系及维护处理要点钻井液体系：膨润土混浆。主要维护处理措施：

（1）按配方要求，向配浆罐中加入所需纯碱，搅拌溶解20min后，使用混合漏斗或剪切泵加入膨润土粉，持续搅拌水化16h以上，粘度达40s以上方可开钻。

（2）表层施工要加强坐岗，勤测钻井液密度、粘度，发现性能变化要分析原因，及时调整；振动筛筛布在不跑浆的前提下，必须使用高目数筛布，除砂器必须使用。

（3）勤观察返砂，防止憋漏或地层薄弱处漏失，另外，表套必须坐在泥岩上。

（4）一完起钻前要将密度提高0.02g/cm3，起钻严防抽吸。

（5）要确保施工的连续性，不能打打停停。

（6）固表层套管时，严禁水泥及混浆进入泥浆坑。表层施工完候凝期间，清理锥形罐及循环系统沉砂。

（7）要求排量不低于60L/s，完钻后充分循环洗井，以保证下套管和固井作业顺利进行。

3.2 二开施工技术方案

3.2.1 钻具组合

以单钟摆钻具组合为主：Ø312mm钻头+Ø229mm钻铤+Ø308.0mm稳定器+Ø229mm钻铤+Ø203mm钻铤+Ø178mm钻铤+Ø138mm钻杆。

3.2.2 钻井液体系及维护处理措施

（1）钻井液体系：低固相盐水钻井液体系。

（2）主要维护处理措施：

①现场一开固井结束后，将罐清理干净。

②二开前，配制约200m3钻井液，配土浆50m3。严格按加药配浆。土浆充分水化后，土浆与胶液利用地面循环设备混合均匀，利用加重泵充分剪切泥浆，入井钻塞前跑直通1h，充分剪切后方可用新浆钻塞开钻。

（3）N组地层造浆性强，以强抑制性为主，其中N二段含油页岩容易剥落掉块，维护要点如下：降低失水量，保持充足的封堵材料，保证密度在设计上限，提供井壁足够的支撑力。进入N二前进行一次长短起下作业（起钻至表套），修整井壁，以及增加循环时间，使井底岩屑充分返出，保证井眼通畅。

（4）Q组，Q二三段中上部造浆性较强，Q二三段下部和Q一段易剥落掉块，本井段以强抑制性和封堵性为主。

（5）Q组紫红色泥岩造浆性比较强，同时由于砂泥岩交互出现，又存在剥落掉块，井壁稳定性差。结合以往深井二开划眼复杂，原因分析为：Q组为砂泥岩交替分布，紫红色泥岩质软，易水化膨胀；从录井岩性描述数据分析，Q组砂岩最高含量达50%，渗透率高，钻井液封堵性不能满足施工要求，易形成虚厚泥饼；二开期间长时间未进行长起修整井壁，环空不畅造成阻卡。

3.3 三开施工技术方案

3.3.1 钻具组合

根据邻井实际施工情况，确定组合为：Ø215.9mm钻头+173.0mm钻具止回阀+Ø178mm提速工具+Ø178mm无磁钻铤+Ø178mm钻铤+Ø213.0mm稳定器+Ø178mm钻铤+Ø213.0mm稳定器+Ø178mm钻铤+Ø167mm螺旋钻铤+Ø138mm加重钻杆+Ø138mm钻杆。

3.3.2 钻井液体系及维护处理措施

（1）钻井液体系：深层水平井高性能水基钻井液体系。（2）钻井液维护处理措施：

①现场二开固井结束后，将罐清理干净并用清水洗罐1~2遍，配浆前取罐内清水测氯根。

②严格按加药顺序配土浆和胶液1。

③土浆充分水化后，通过漏斗加入土浆护胶液，然后将护胶后的土浆与胶液利用地面循环设备混合均匀，利用加重泵充分剪切泥浆，泥浆得到充分剪切后顶替井筒内二开老浆。（根据现场三开时间，如有必要，要求井队替浆前先进行刮管作业，清除技套内壁粘附的盐类，防止污染三开泥浆）然后大泵全井大循环调整泥浆性能，待性能调整完毕后用重晶石粉加重至设计范围内。

④配浆时包被剂根据实际情况选择加入，如果现场循环罐循环剪切能力不足，配浆过程中可先加入大分子0.1%~0.2%，然后在钻塞过程中及时补充至浓度0.3%。也可利用剪切仓配制成包被剂胶液，在钻进过程中逐渐补量至0.5%。

4 现场应用

现场实钻应用严格按照技术方案执行，并制定了相关技术措施，保证钻井施工的顺利进行，消除了复杂隐患，提高了钻井效益。具体技术措施如下。

4.1 直井段技术措施

（1）严把入井钻具、工具质量关，使用中做好工具、钻具、仪器的使用时间统计，加强探伤和按时更换，以防事故发生，钻具、接头使用上限时间后必须倒换、错扣，钻头使用时间视现场情况及时更换。

（2）起钻前投入多点测斜仪，测量直井段井斜、方位。

（3）根据测量数据计算井底位移及方位走向，作为修正造斜段井眼轨道的依据。

（4）做好降磨减阻，钻井液提高携砂能力加足润滑剂，工程上辅以正、倒划眼及短起下措施，防止出现复杂事故。

4.2 造斜段钻进技术措施

（1）造斜段用Ø175.0mm（1.25°）螺杆造斜，采用MWD随钻测试仪进行随钻测井，在进入Y组地层前垂深50m（预计垂深3266m）开始采用LWD随钻近钻头测试仪进行随钻测井，根据实际钻进情况选择合适的测试项目，确保在设计目的层内钻进。

（2）采用LWD（或MWD）随钻随测监控井眼轨迹，根据实际情况采用滑动钻进和复合钻进两种方式施工，随时调整井斜和方位。

（3）下井前认真检测弯螺杆度数，地面试动力钻具，检查LWD（或MWD）仪器的组装。

（4）每钻完一个单根要测斜一次，钻具静止3min取数据，并预测井底数据，计算实际造斜率和井眼轨迹。

（5）造斜率不符合设计要求时，及时采取措施，调整钻具组合和钻进参数。

4.3 水平段钻进技术措施

（1）该井段用Ø174.0mm（0.75°）螺杆造斜，用LWD随钻监测。

（2）采用LWD随钻随测监控井眼轨迹，根据测量数据采用滑动钻进或复合钻进两种方式施工，随时调整井斜和方位。

（3）为确保井眼在目的层气层内穿过，根据随钻监测结果，及时调整井眼轨迹，达到地质要求。

（4）发生拖压无进尺时，及时活动钻具、划眼，消除岩屑床，然后重新恢复钻进。

同时目的层裂缝发育，存在井漏风险，钻井过程中注意防漏。油气层部位钻井过程中，注意预防油气侵和井喷。

5 结论

（1）技套段选装无磁可以精确测量井斜和方位，为施工参数的优化提供准确数据，为长井段技套防斜打直提供保障。

（2）施工技术措施可以有效降低井下施工风险，避免施工复杂的发生。

（3）深层气水平井钻完井技术有效提升了D油田该类型水平井的钻井时效。