元坝超深井二开大尺寸井眼钻井工艺优化

李凯贤

摘要：元坝区块超深井二开Ф444.5mm井眼目前主要应用空气钻井，该工艺使用过程中存在的地层出水、井壁失稳、深部井段沉沙多等问题。本文结合近年来下部陆相地层PDC钻头+螺杆钻井工艺在提速提效方面的突出表现，提出在井深2500m左右提前进行气液转换，采用PDC+螺杆钻井工艺完成后续井段的方案，并在YF203H井进行了应用，取得了较好的经济效益。

关键词：元坝;二开Ф444.5mm井眼;空气钻;PDC钻头+螺杆

元坝区块气体钻井主要应用于剑门关至上沙溪庙组，根据已施工井资料看，随着井深增加，井下风险增大，YL602井、YB205-2井施工中出现垮塌卡钻，YB1-1H井气液转换过程中井壁坍塌，通井划眼困难，复杂故障工期较长，根据调研情况看，出现复杂故障井段均在2500m左右，分析出现的原因主要还是在是上沙溪庙组底部地层稳定性较差，因此深部井段空气钻施工无论是钻进还是气液转换都存在较大风险，在该井深提前进行气液转换对降低事故复杂率较为有利。

1.钻井周期分析

1.1钻时情况分析

由于深部井段空气携岩效果变差，为了降低环空岩屑浓度，施工中均有意识的降低机械钻速，以增加循环时间，前期已施工井若空气钻未钻达设计井深，则气液转换后均使用牙轮钻头常规钻井，由于钻时非常慢（200-400min/m），基本都提前结束二开，上沙溪庙组剩余井段留至三开施工，其中YB10-2H井、YB205-3井、YB204-2井、YB27-4井等三开上沙溪庙组地层均采用PDC+螺杆钻井工艺。

1.2二开2500m以深井段使用空气钻与使用钻井液条件下钻井周期预测

结合5口井二开空气钻2500m以浅及以深井段空气钻日平均纯钻时间和三开上沙溪庙组日平均纯钻时间，二开Ф444.5mm井眼2500m以深井段使用空气钻和钻井液完成进尺所需周期控制在一周内，钻时及日纯钻效率均参照三开Ф320.68mm井眼施工情况。按照预测，二开Ф444.5mm井眼2500m以深井段钻井液条件下应用PDC+螺杆工艺，钻井周期方面较空气钻井增加6.21-3.75=2.46天。

1.3气液转换周期分析

（1）元坝区块前期已施工井气液转换时间调研统计

对元坝区块近期施工的几口井气液转换周期进行了统计，如表1所示。

上沙溪庙组地层较为稳定的井其气液转换周期可以缩短至4天以内，如表2所示。

（2）提前转浆后井眼净化缩短的周期分析

根据前期实钻情况看，井深2500m以浅，空气钻携砂效率较高，井壁稳定性也较好，表8中6口井空气钻深均达到了3000m左右，但依然实现了快速气液转换，即使地层稳定性较差的YB1-1H井，根据通井情况看，井壁失稳导致通井遇阻的井段也在2400m左右，因此若将气液转换提前至2500m左右，可以确保转浆效率，缩短划眼时间，预计在3天内可以完成气液转换工作，提前进行气液转换，预计井眼净化缩短周期为9.09-3.0=6.09天。

1.4提前气液转换钻井周期对比预测

根据以上分析预测情况，进行了元坝区块2500m以深分别使用空气钻和采用钻井液条件下PDC+螺杆钻井工艺，从2500m至中完电测井周期对比，如表3所示。

即根据预测，2500m以深井段采用钻井液条件PDC+螺杆工艺较使用空气钻井可节约周期13.84-10.21=3.63天。

2.现场应用

本方案在YF203H井进行了试验应用，在井深2517.5m气转液后，采用PDC+螺杆复合钻井，井深2500m至中完周期为2.65+7.33=9.98天，較表9中预测使用空气钻平均周期13.84天节约3.86天，综合分析钻机日费、空气钻及钻井液费用、钻井工具支出等，共计节约费用为51.32万元。

3.结论

（1）本文从前期施工井实际情况出发，采用统计对比分析的方法，证明了在元坝区块二开Ф444.5mm井眼深部井段提前气液转换，采用PDC+螺杆钻井工艺施工，兼顾了安全性和经济性，为本区块气体钻井深部井段所面邻的一系列问题提出了一个较好的解决方案;

（2）试验井YF203H井气液转换后，由于钻头选型过于保守，第一趟使用6刀翼PDC钻头，机械钻速不太理想（3.46m/h），起钻更换5刀翼PDC钻头，机械钻速达到4.08m/h，下步应用中可以使用攻击性强的PDC钻头，其机械钻速还可进一步提高，钻井周期还可进一步缩短;

（3）随着元坝区块海相更深层次油气资源开发，井身结构势必会发生变换，大尺寸井眼钻深会进一步加深，目前部分井二开Ф444.5mm需要钻穿上沙溪庙组，进入下沙溪庙组地层中完，而上沙溪庙组底部稳定性极差，本文所提出的优化方案对该类井的施工更具参考性。