哈拉哈塘地区钻井难点分析与提速关键技术.pdf

第 3 4卷 第 6期 2 0 1 2年 l 1月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI L LI NG PR0DUCT1 0N TECHNOLOGY Vo 1 ． 3 4 No ． 6 NO V ．2 01 2 文章编号 1 0 0 07 3 9 3 2 0 1 2 0 60 0 1 80 5 哈拉哈塘地区钻井难点分析与提速关键技术 李贵 宾 尤 军 王 福 合 柳 耀 泉 习 胜 利 1 ． 渤海钻探第三钻井公司， 天津3 0 0 2 8 0 ；2． 海钻探第一固井公司， 河北任丘0 6 2 5 5 2 引用格式李贵宾， 尤军， 王福合， 等 ． 哈拉哈塘地区钻井难点分析与提速关键技术 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 2 ， 3 4 6 1 8 2 2 ． 摘要哈拉哈塘 区块是 中国石油塔里木油田黑油增储上产的主要区块之一， 该区油藏埋深通常在 6 8 0 0 m左右， 钻井过程 中存在中上部地层阻卡严重， 容 易泥包钻头， 二叠系、 石炭系井壁稳定性差， 易垮塌， 深部地层可钻性差， 机械钻速低， 超长裸眼 事故复杂多和 目的层含硫化氢、 又漏又溢等技术难点。储层超深、 地层复杂、 钻井难度大、 钻井周期长， 严重制约了油田增储上 产的步伐。针对这些施工难点， 进行 了优化钻井水力参数、 优选钻头和涡轮、 旋冲工具复合钻井、 事故复杂预防、 超长裸眼井壁 稳定、 碳酸盐岩储层安全钻井技术等研究应用， 取得了明显成效， 平均单井钻井周期较之前缩短 1 个月以上， 有效控制了事故复 杂的发生， 实现了该区安全快速钻井的目标， 解决了该 区钻井速度慢、 事故复杂多的技术难题。 关键词深井提速；超长裸眼；复合钻井；钻头优选 ；钻井液 中图分类号 T E 2 4 5 文献标识码 A Dr i l l i ng di ffi c ul t y a na l y s i s a n d r a t e i n c r e a s i ng t e c hn i qu e s i n Ha l a ha t a ng a r e a L I G u i b i n ， Y O U J u n ， WA NG F u h e ， L I U Y a o q u a n ， X I S h e n g l i 1 ． No ． 3 Dr i l l i n g C o m p a n y ， B H DC , T i a n j i n 3 0 0 2 8 0 ， C h i n a ； 2 ． NO． 1 C e me n t i n g C o m p a n y ， B H DC ， Re n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a Ab s t r a c t Ha l a h a t a n g a r e a i s o n e o f t h e ma i n b l o c k s f o r b l a c k o i l r e s e r v e i n c r e a s i n g i n T a r i m Oi l fi e l d ， C NP C． Th e r e s e r v o i r d e p t h i s u s u a l l y a r o u n d 6 8 0 0 m ． t h e d ril l i n g p r o c e s s i s t r o u b l e d b y p i p e f r e e z i n g i n mi d d l e - u p p e r f o r ma t i o n s ， b a l l e d b i t ， we a k we l l b o r e s t a b i l i t y i n f o rm a t i o n s o f P e rm i a n S y s t e m a n d Ca r b o n i f e r o u s S y s t e m， p r o n e t o c o l l a p s e ， p o o r d r i l l a b i l i ty o f d e e p r e s e rvo i r f o rm a t i o n s ， l o w r a t e o f p e n e t r a t i o n ， s u p e r - l o n g o p e n h o l e wi t h mo r e t r o u b l e ， h y d r o g e n s u l p h i d e b e a r i n g t a r g e t ， l e a k a g e a n d b l o wo u t c o e x i s t i n g ， e t c ． Oi l fi e l d r e s e r v e i n c r e a s i n g p a c e i s c o n s t r a i n e d b y s u p e r - d e e p r e s e rvo i r , c o mp l e x f o rm a t i o n ， d i ffic u l t d r i l l i n g ， l o n g d ril l i n g p e r i o d ， e t c ． Ac c o r d i n g t o t h e s e d i ffic u l t i e s ， a s e ri e s o f s t u d i e s a r e c o n d u c t e d ， s u c h a s o p t i mi z i n g h y d r a u l i c d ri l l i n g p a r a me t e r s ， s e l e c t i n g b i t a n d t u r b i n e ， a c c i d e n t p r e v e n t i o n ， s u p e r l o n g o p e n h o l e we l l b o r e s t a b i l i t y , a n d c a r b o n a t e f o rm a t i o n s a f e d ri l l i n g ， a n d g o o d b e n e f t h a s b e e n o b t a i n e d ， wi t h a v e r - a g e i n d i v i d u a l d r i l l i n g p e r i o d s h o r t e n e d b y o n e mo n t h ， a n d g o o d c o n tr o l o f a c c i d e n t s h a p p e n i n g ． T h e o b j e c t i v e o f s a f e a n d f a s t d r i l l i n g wa s o b t a i n e d a n d t h e d i ffi c u l t i e s o f l o w d r i l l i n g r a t e a n d a c c i d e n t s p r o n e a r e s o l v e d ． Ke y wo r d s d e e p we l l d r i l l i n g r a t e r a i s i n g ； s u p e r - l o n g o p e n h o l e ； c o mp o u nd dr i l l i n g ； b i t s e l e c t i o n ； dri l l i n g fl u i d 哈拉 哈塘区块位于新疆维吾尔 自治区库车县与 沙雅县交界一带 ， 油藏 主要分布在塔里木盆地塔北 隆起中段南斜坡， 构造面积约 5 0 0 0 k m ， 地面海拔 9 7 0 m左右。目的层属于碳酸盐储集层， 储集空间主 要为大小悬殊的溶洞、 溶缝及裂缝带 J。通过近几 年的滚动勘探， 多口探井均在奥陶系中统一间房组 获高产工业油气流， 勘探成果表明该区块具有较好 的油气勘探前景 ， 是实现塔里木油 田增储上产 的有 力地区。该地区钻遇地层从上至下依次为第四系、 新近系、 古近系、 白垩系、 侏罗系、 三叠系、 二叠系、 石 炭系、 泥盆系、 志留系和奥陶系， 岩性和压力系统较 为复杂， 恶劣的地表环境和复杂的地质条件严重制 约了该区的开发进度， 急需开展技术攻关与现场试 验， 加快钻井速度。 基金项 目中国石油渤海钻探 工程公司科技 攻关项 目 “ 塔里木山前及塔 北优 快钻 井技术研 究与应 用” 编号 2 0 1 2 Z D1 3 Y 部 分成果。 作者简介李贵宾， 1 9 9 1 年毕业于江汉石油学院， 2 0 1 0 年获硕士学位， 钻井高级工程师， 局级技术专家， 副经理。电话0 2 2 2 5 9 2 3 9 8 3 。 E ma i l d d e c l i g b 1 2 6 ． c o rn。 李贵宾等哈拉哈塘地区钻井难点分析与提速关键技术 l 9 1 钻井难点 经过多年的探索研究 ， 哈拉哈塘地 区 目前所钻 井优化设计为三开井身结构， 最常用的钻井程序是 04 0 6 ． 4 mm钻头 1 5 0 0 m O2 4 1 - 3 mm钻头 6 6 0 0 m O1 6 8 ． 3 mm钻头 6 8 0 0 m。由于该 区地质条件 复杂， 二开裸眼井段超长， 存在不稳定岩性， 深部地层 可钻性差， 靶圈半径小， 目的层有井漏和溢流风险， 井 控工作压力大， 给钻井施工带来了一系列的技术难 题 ， 严重制约了钻井提速 ， 影响了油气开发的进程 。 1 ． 1 新近系地层阻卡严重 新近系以上地层 岩性及埋藏 深度相差不 大， 一 般为砂泥岩互层 ， 可钻性好 可钻性极值 3 ～ 5 ， 机械 钻速高 4 0 m ／ h以上 ， 不易发生井壁坍塌现象， 但因 环空岩屑浓度高， 在钻柱旋转作用下易黏附在井壁 上造成人_T缩径；特别是康村组和吉迪克组地层因 存在不同含量的石膏岩， 易发生缩径和虚滤饼卡钻 事故 。 1 ． 2 三叠 系泥岩容易泥包钻头 三叠系大套深灰色、 褐色巨厚泥岩胶黏性很强， 易造成 P DC钻头泥包 ， 个别井甚至发生连续泥包钻 头和扶正器现象 ， 增加 了起下钻次数 ， 对施工速度造 成较大影响。 1 ． 3 二叠系、 石炭 系井壁稳定性差 二叠系地层以火山灰凝灰岩为主， 含厚度不等 的玄武岩， 石炭系小海子组、 卡拉沙依组由于上覆岩 层压力大， 地层温度高， 岩石被压实为硬脆性泥岩， 极易发生剥蚀掉块 ， 井径扩大 ， 阻卡频繁 。常见的 事故复杂一是因井壁失稳导致卡钻；二是因井径扩 大形成砂桥 ， 造成测井 、 下套管等 中完 时间延长 ， 严 重时还发生过因划眼困难造成填井侧钻。 在 随机抽取 的 3 0口已完钻井 中共发生事故 复 杂 8 2 起， 平均单井事故复杂时效在 1 5 ％左右， 图 1 列举了6口典型井的事故复杂时效。 1 0 0 8 0 萎 0 粤4 o 耀 2 O O 哈8 哈9 1 哈1 2 哈1 3 ． 1哈 1 5 2哈6 0 1 ． 8 井 号 图 1 哈拉哈塘 区块典型井事故复杂时效图 1 ． 4 志留系沥青质砂岩可钻性差， 机械钻速低 哈拉哈塘深部志留系塔塔埃尔塔格组的沥青 质砂岩硬度高、 研磨性强、 可钻性差 可钻性级值 7 ． 5 - 8 ． 5 ， 机械钻速低， 钻头使用寿命短。单只 P D C 钻头平均使用寿命为 1 0 2 ．2 h ， 单只钻头平均进尺仅 1 8 0 m， 平均机械钻速 1 ． 7 6 m／ h 。 1 ． 5 超深井中靶难度大 受裂缝 、 溶洞性储层规模限制 ， 设计靶圈半径只 有 3 0 m， 长裸眼防斜打直难度大 ， 多 口井均出现了井 底水平位移超 标的事实 ， 只得在 中完前 留 4 0 0 m井 段下定向马达纠斜、 扭方位。这样不仅影响了速度， 延长了钻井周期， 而且大幅度地增加了钻井成本， 因 此在施工过程 中对井斜 的控制尤为重要 。 1 ． 6 超长裸眼安全钻井难度大 哈拉 哈塘所钻井二开裸 眼段要穿越新 近系 、 古 近系、 白垩系、 侏罗系、 三叠系、 二叠系、 石炭系、 泥盆 系 、 志 留系， 进入奥 陶系 良里塔格组地层 中完 ， 裸 眼 通常都在 5 0 0 0 m以上， 部分井可达到 5 5 0 0 m。裸 眼段超长直接导致 1 卡钻 与钻具事故多发 ； 2 一 旦发生井漏 就会 引发一 系列难 以处理 的事故复杂 ； 3 超长裸眼循环压耗高， 排量受限制， 携砂困难。 1 ． 7三开小井眼作业风险大 三开钻进通常选用 O1 0 1 ． 6 r n lT l 钻杆 ， 超深井钻 具承受的负荷大， 容易出现疲劳失效断裂落井， 处理 事故可供选择的打捞工具尺寸小， 强度低， 处理过 程 中容 易引发次生事故。设 计的钻头尺寸为 1 6 8 - 3 I I I 1 T I ， 钻头可选类型较少 ， 受钻具强度和循环压耗限 制， 参数无法强化， 使用马达也因为井下温度高 1 3 0 ℃以上 寿命短， 导致频繁起下钻， 消耗较多的时间。 1 ． 8 目的层井控风险大 目的层奥 陶系碳酸盐岩储层为裂缝 、 溶洞等油 气储集空间， 地层压力系数只有 1 ． 1 0 ～ 1 ． 1 5 ， 且普遍含 有 H， s ， 钻进过程 中常遇到放空和漏失现象 ， 漏失往 往伴随着溢流， 井漏和溢流又将伴随着整个钻完井 过程 ， 处理不当不仅影响施工周期， 甚至有井喷失控 的风险。 2 提速关键技术与应用效果 针对 以上钻井技术难点 ， 开展 了强化水力参数 优快钻井技术、 钻头优选、 钻具组合优化、 复合钻井 技术以及超长裸眼井壁稳定等技术研究 ， 并在该 地区进行 了试验应用 。 2 ． 1 强化水 力参数高效钻井技术 哈拉哈塘地区上部地层可钻性好， 机械钻速高， 环空岩屑浓度较高， 易发生阻卡， 需要强化水力参数 来提高携砂效率防止阻卡。为此， 该地区在钻上部 地层时， 钻井队配备了F 一 1 6 0 0型钻井泵， 采用 O1 2 7 i_ _ _ ■ ■ ■ I 臻_I lJ _J _J lJ 2 0 石油钻采工艺2 0 1 2 年 1 1 月 第3 4 卷 第6 期 mm s 一 1 3 5级非标大水眼钻杆 增大接头通径为 8 8 ． 9 m m 或 O1 3 9 ．7 m m钻杆降压增排量技术来解决中上 部地层因排量不足引起的阻卡问题 。同时， 配备 2台每小 时处 理量不小 于 6 0 m 的高速 离心机 ， 开 足马力运转， 清除钻井液中的有害固相， 推行接单根 “ 早开泵、 晚停泵” 方式， 每钻进 3 0 0 ～ 5 0 0 m短程起下 钻清理虚滤饼 ， 并执行 “ 两短一长”的短起下措施 ， 有效消除了裸 眼阻卡现象。 哈 7 4井 在二 开井 段施 工过程 中因采用 常规 AP I 钻具 ， 在 4 0 0 0 m 以上地层排量为 4 0 L ／ s ， 下部 排量只有 3 0 L ／ s ， 多次 出现接单根及短起下阻卡 ， 钻 井周期长 ， 到 6 5 2 1 m 二开 中完 时间为 9 6 ． 7 3 d 。哈 1 2 1 井选用大水眼钻杆， 在同等条件下压耗降低 3 ～ 8 MP a ， 在 3 0 0 0 m 以浅井段使用 4 5 L ／ s 排量 ， 下部施 工排量仍开到了 3 5 L ／ s ， 该井二开井段未出现过阻卡 现象， 钻至 6 6 2 0 m中完， 仅用 6 8 ．9 5 d ， lls lS 井缩短 周期 2 8 ． 7 2 ％。 2 ． 2 钻头优选 通过对大量邻 井实钻 资料 的分析研究 ， 根据井 段、 进尺 、 机械钻速和每米成本 4 个因素来综合评 价钻头的使用效果 ， 得出了不同井段的钻头优 选系列二叠系、 石炭系小海子组及卡拉沙依组地 层岩性致密、 抗压强度高， 间杂含有砾岩， P D C牙 齿不易吃人， 常致钻头先期损坏， 易使用牙轮钻头 作为过渡， 其他层段均可以使用 P DC钻头提高钻 井速度 ；上部软一 中硬地层可钻性好 ， 有泥包现象 哈 1 2 1井钻 至 4 7 3 9 m 因泥包而起钻 ， 宜选用防 泥包设计 的 O1 9 mm大复 合片 5刀翼 P DC钻头 ； 硬地层选用 O1 6 mm复合 片 5 - 6刀翼强化保 径 的 P D C钻头；特硬地层或含细石英砂地层宜选择布 齿密度高 ， 具有较强的抗研磨及抗冲击能力的 O1 3 m m复合片 6 ～ 7 刀翼 P D C钻头；目的层灰岩地层 钻进选用 l 3 m m主切屑齿6 刀翼， 具有高抗研磨 ， 性和热稳定性的 P DC钻头 ， 使用效果较好 。 哈 1 3 6井 1 5 2 0 ～ 4 6 5 6 m井段 ， 进 尺 3 1 3 6 m， 纯钻时间 2 0 3 ． 5 h ， 平均机械钻速 1 5 ． 4 m／ h ， 钻进地层 自上而下为新近系、 古近系、 白垩系、 侏罗系， 与邻 井同井段相比机械钻速提高了2 4 ． 7 ％。 哈 9 1 0井在二叠系 、 石炭系、 泥盆系志留系上段 5 5 3 5 ～ 6 1 9 5 m井段 ， 优选 1 只P DC钻头， 进尺6 6 0 m， 纯钻时 1 5 8 ． 5 h ， 机械钻速 4 ． 1 6 m ／ h 。而邻井哈 6 0 1 1 7 井， 在相同井段使用了 2 只钻头， 平均机械钻速 2 ． 6 6 m／ h ， 同比提高了 5 6 ． 4 ％。 2 ． 3 防斜打直技术 在直井施工过程中， 形成井斜因素主要有 2 个 一 是地层倾角 地层造斜力 ；二是井下钻具组合。 分析地震 剖面可 知， 随着井 深 的增加 ， 哈拉 哈 塘地区地层倾角越来越大， 地层造斜力也越来越大， 井斜控制也越来越难。总体来说， 该区块侏罗系及 以上地层倾角趋于平缓， 地层造斜力较小， 在三叠系 和石炭系随着地层倾角的增大， 地层造斜力也随之 增大， 井斜有增加的趋势， 使用塔式钻具防斜效果不 佳， 井斜角持续增大。 通过理论计算， 钻具中使用直螺杆后的纠斜能 力是不使用螺杆的2 ～ 4 倍， 不提高机械钻速时纠斜 能力最强， 在提高机械钻速的同时， 其纠斜能力仍然 是普通钟摆钻具的2 倍。因此， 使用螺杆防斜快速 钻进技术， 既能起到良好的防斜纠斜效果， 又能提高 机械钻速 。在实钻中， 除硬度较高的二叠系玄武 岩和研磨性极强的志留系地层外， 其余井段均使用 直马达进行钻进， 防斜效果较好， 应用以来 9 4 ％以 上井都能按照设计进靶。 2 ． 4 复合钻井技术 2 ．4 ． 1 螺杆复合钻井技术为进一步提高二叠系 以上井段 的钻井速度 ， 根据地层 物性特征 、 井 眼尺 寸、 所需排量、 泵压以及防斜打直的目标， 在 O 2 4 1 ． 3 m m井眼上部应用 7 L Z 1 9 7 7 Y型螺杆， 下部应用 7 L Z 1 8 5 X 7 Y型螺杆。相同井段同型号钻头钻进情 况对 比见表 1 ， 哈 6 0 1 3井 P DC钻 头用常规转盘钻 钻进方式 ， 平均机械钻速为 1 7 ． 6 1 m ／ h ；哈 1 5 1 井使 用了复合钻进技术， 采用 P D C钻头 O1 9 7 m m直螺 杆技术 ， 机械钻速 1 9 ． 1 l m／ h 。 表 1 复合钻进与常规钻进对比 在哈 7 - 6 井使用了贝克休斯产长寿命、 抗高温、 高扭矩 X T r e m e 螺杆， 井下工作时间 5 1 9 ． 5 h ， 使 用井段为 1 5 3 4 ～ 5 6 9 2 m， 纯钻时间 3 6 2 h， 机械钻速 为 1 1 ．4 9 m ／ h ， 比使用普通螺杆节约 1 趟起下钻时间， 实现了 1 只螺杆 1 只 P D C钻头钻完二叠系以上地 层 的提速效果。 2 ．4 ．2 涡轮复合钻井技术为提高哈拉哈塘地区高 研磨性地层的钻井速度， 针对该区石炭系、 志留系高 李贵宾等哈拉哈塘地区钻井难点分析与提速关键技术 2 l 研磨性地层 ， 开展了减速涡轮 个性化 P DC钻头提 速试验 。 由于涡轮钻具 自身压耗比较高， 在满足环空 返速 的前 提 下 ， 对钻 井液 排量 进行 了优 化 。在排 量一 定 的条件 下 ， 涡 轮钻具 的扭 矩 与钻压 密 切相 关 ， 为 了获得 最 大扭 矩 ， 对 钻 压 进 行 了优 化 设 计 ， 利用优化结果在 H A 6 ． 1 井进行了 “ 减速涡轮 S MI T H．MDI 5 1 9 MHB P X金 刚石 钻 头”复 合 钻 井试验 。试验井段 5 7 9 9 ～ 6 l 1 3 m， 进 尺 3 1 4 m， 平 均机械钻速 5 ． 1 7 m／ h ， 是邻井哈 9 1 井 机械钻速 3 ． 3 9 m ／ h 的 1 -3 倍 ， 是其他邻井的 3 ～ 4 倍， 提速效 果非常显著。 2 ． 4 - 3 扭 力冲击 器复合钻 井技术T o r k Bu s t e r 扭 力 冲击发生器配合 P D C钻头一起使用的破岩机理是 以冲击破碎为主， 加以旋转剪切岩层， 在保证井身质 量的同时提高机械钻速 J 。T o r k B u s t e r 消除了井下 钻头运动时可能出现的一种或多种振动的现象， 使 整个钻柱的扭矩保持稳定和平衡 ， 将钻井液的能量 转换成扭向的、 高频的、 稳定的机械冲击能量并直接 传递给钻头， 使钻头能够连续切屑地层， 有效提高破 岩效率 。 在新垦 1 0 1 井试用了扭力冲击器， 钻具组合为 O 2 4 1 ．3 i il in 钻头 阿特拉工具 0 2 0 3 1T IIT I 螺旋钻铤 X 2 根 O 2 4 1 mr n 扶 正器 0 2 0 3 m i l l 螺旋钻 铤 X 4根 0 1 7 7 ．8 mi n螺旋钻铤 x 1 2 根 0 1 2 7 mi n 加重钻杆 x l 2 根 O1 3 9 ．7 m m钻杆。所钻地层T 、 P 自 三叠系 顶N--叠系顶 ， 使用井段 5 3 3 4 ～ 5 9 1 8 m， 进尺 5 8 4 m， 共用时 1 8 4 ．3 2 h ， 机械钻速为 3 ． 1 7 9 m ／ h 。与邻井新 垦 1 井同井段相比， 平均机械钻速提高 5 2 ． 6 ％。 2 ． 5 超长裸 眼井壁稳定技术 哈拉哈塘二开井段是全 井施 工的最关 键阶段 ， 本段地层上部的库车组、 康村组、 吉迪克组、 古近系、 部分 白垩系的地层岩性 以极易分散 的粉砂岩 、 泥岩 、 泥质粉砂岩 为主， 还有部分 的砂质泥岩 ， 成 岩性差 ， 欠压实， 胶结性差， 渗透性强， 遇水易分散， 泥岩段容 易缩径， 砂岩地层易形成较厚的虚滤饼；吉迪克组 含少量不纯 的石膏泥岩 ， 易污染钻井液 ；下段 的侏 罗 系和三叠系交界处的硬脆性泥岩以及二叠系玄武 岩含有微裂缝 ， 在钻井液液柱与地层压力差作用下 ， 钻井液滤液侵入微裂缝， 与地层岩石发生化学反应 导致岩石水化膨胀、 分散， 强度下降而引起地层失 稳 9 1 , 出现剥落、 掉块、 坍塌， 产生不规则井径， 引起 井下复杂 井漏、 井壁坍塌、 起下钻和电测遇阻 。钻 井中， 一是要优选钻井液体系， 确定合理的钻井液密 度， 以平衡地层应力因素引起的井壁失稳；二是要 提高钻井液的抑制性起到抑制岩石水化膨胀 ， 防止 缝问滑移 ， 保持井壁的稳定。 基于以上分析， 采用了 “ 合理密度支撑 强化 抑制封堵”的稳定井壁基本思路 ， 探索了适用 于 该区长裸眼的钻井液体系及维护方法白垩系以上 井段采用聚合物钻井液体系， 进入卡普沙良群组进 行体系转换 ， 转为 K C 1 一 聚磺体系。钻井液配方为 3 ． 5 ～ 5 ％ 膨 润土 O ． 2 ～ 0 ． 3 ％ Na ， CO 0 ． 5 ～ 0 ． 8 ％大分子聚合物 0 ．2 ～ 0 -3 ％小分子聚合物 0 ．5 ～ 1 ．5 ％润滑剂 2 ～ 3 ％磺化褐煤树脂、 抗高温降 滤失剂、 防塌剂及磺化酚醛树脂。 钻井液密度优选进入古近系底部前钻井液密 度不大于 1 ． 1 5 g ／ c m ， 钻至 白垩系 巴什基奇克组密度 逐 渐提 至 1 ． 2 0 g ／ c m ， 在 白垩 系卡普 沙 良群组 一次 性加入氯化钾 1 2 t 、 封堵防塌剂 1 5 t ， 将体系转化为 K C 1 一 聚磺体系， 进入侏罗系前 ， 必须将密度提至 1 ．2 6 ～ 1 ．2 8 g ／ c m 。为提高防漏封堵性能， 预防二叠系 地层 漏失 ， 随钻加 入 3 ～ 4 ％ QS AM． K的防塌剂 、 乳化沥青 Y K H 和超细碳酸钙 ， 通过物理方式封堵 地层 的裂缝 。随着井深的增加 ， 加入 0 ． 2 ～ 0 ． 4 ％ 的 铵盐控制 A P I 失水逐渐减小， 改善滤饼质量， 提高滤 饼的致密性 ， 阻止滤液进入地层对泥岩的水化膨胀。 配合 P D C 螺杆复合钻进技术， 大排量、 高转速实施 快速钻进 ， 尽量减少裸眼浸泡时间。同时 ， 制定稳定 井壁钻井措施每钻进 3 0 0 ～ 5 0 0 m， 必须短起下钻 1 次， 如果附加拉力、 扭矩等参数发生变化， 加密短起 下钻次数， 在起下钻过程中有阻卡的井段必须多拉 几次 ， 充分破坏虚滤饼 ， 还应避免在易塌易漏井段定 点循环， 必要时可以间断开启双泵增大排量、 改善携 砂效果 。 2 ． 6 小井眼预防钻具事故技术 为提高钻具抗拉强度及密封性能， 哈拉哈塘地 区施 工井 在三 开 O1 6 8 ． 3 mm井 眼使 用 了 S 一 1 3 5级 O1 0 1 ． 6 mm双 台阶螺纹连接钻杆 见图 2 。该钻具 采用两级台肩密封， 比A P I 螺纹抗扭能力提高 3 0 ％ 以上， 可以施加更大的扭矩 ， 接头危险截面的应力分 布比A P I 接头更加缓和， 不容易发生应力腐蚀开裂， 即使增大钻具的内径， 也不降低钻具的使用寿命， 适 用于超深井小井 眼钻井 。 现场使用严格按照推荐的上扣扭矩紧扣， 井下 旋转 5 0 0 h ， 进行 1 次无损探伤 ， 入井工作超过 2 0 0 h 进行钻具倒换 ， 并在起钻时进行错扣 ， 对辅助钻具逐 根卸扣释放应力 ， 有效控制了小井眼钻具事故。 2 2 石油钻采工艺2 0 1 2 年 1 1 月 第3 4卷 第 6 期 图 2 双 台阶螺纹钻具接 头买物 图 2 ． 7 碳酸盐岩地层防硫技术 目的层钻进采用磺化防塌钻井液体系， 钻井液 密度为 1 ． 1 8 g ／ c m ， 随钻加入 3 ％油层保护剂， Y X - l 和 Y X一 2 对油气层进行有效的屏蔽暂堵 ， 为防止 H s 的入侵， 及时补充 N a O H和除硫剂， 维持钻井液的 p H值在 l l 以上， 现场储备足量除硫剂 G H T 和加 重剂 石灰石粉 备用。钻台下、 高架槽出口处均安 装有 H ， s 报警器， 钻台值班房、 循环罐区和井场值班 房按照 l l 的比例配备正压式空气呼吸器， 在罐区和 场地工作的岗位还配有便携式 H s检测仪， 井场四 周设风向标， 在此基础上定期组织应急演练， 确保出 现 s时能够正确处置。 2 ． 8 安全钻井及快速高效的完井方法 碳酸盐储层地层压力平衡窗口窄， 钻遇裂缝溶 洞体通常伴随井漏的出现 。为了实现奥陶系 目 的层段的安全钻进， 井 口安装了威廉姆斯旋转控制 头， 钻具组合中加装了双套钻具浮阀， 配备了井下液 面检测系统， 增加了对钻具及环空的控制， 给钻井提 供了一道安全屏障。 根据预测地层压力 和已完钻井 的资料 ， 对不 同 类型 的漏失层位采取不 同的应对方法 ， 一般采用随 钻和岩屑堵漏 对于小型裂缝地层和微量漏失 ， 采 用边漏边钻的技术 ， 在掌握漏失规律 正常漏失速度 在 3 ． 0 ～ 8 ． 0 m ／ h 的基础上 ， 边配钻井液边强行钻进。 一 旦钻遇大型裂缝和溶洞时， 漏速将迅速加大， 甚至 出现钻井液失返情况， 此时已经达到钻井目的， 需要 立即起钻进套管静止观察， 并连续监测液面高度， 判 断是否伴随出现溢流。若环空液面稳定 ， 则采用 “ 吊 罐” 灌入钻具体积的 2 倍左右， 使井筒压力与储层 压力在漏溢状态下建立一种动态平衡 方式起钻转 入完井作业；若液面先降后升， 则说明发生了溢流， 在溢流量小、 溢流处于井底位置、 储层连通性较好的 条件下， 可采用 “ 压回法” 将侵入井筒的流体挤入地 层， 使液面低于井口， 继续起钻。若地层流体涌出速 度较快， 说明井筒内钻井液密度偏低， 需要关井求得 立压后， 计算出压井密度， 全井筒或打段塞的方式进 行压井。压井后， 静止观察 5 h以上， 测油气上窜速 度， 若满足要求， 就可以起钻转入完井作业。 3 结论 与建议 1 哈拉哈塘区块钻井地质条件较为复杂， 针对 钻井技术难点开展的长裸眼复杂地层优快钻井技术 和井壁稳定技术研究与应用， 提速效果显著， 事故复 杂得到了有效控制， 钻井周期从 1 2 0 d 左右普遍缩短 到 9 0 d以内。 2 二叠系玄武岩地层 目前尚不能使用 P D C钻 头， 有待与国内外钻头厂家联合攻关， 研制耐磨性 好、 抗冲击性强的新型钻头类型， 实现本地区全井段 P D C钻头的推广使用。 3 为提速引进的旋冲钻井和涡轮钻井技术在工 具的可靠性方面还存在一些问题， 有待进一步改进 和完善， 形成成熟的配套技术。 4 井下马达在高温条件下， 常发生脱胶现象， 影 响了行程钻速， 因此， 马达生产厂家需要在抗高温方 面进行深入研究 ， 以满足深井钻井提速的需要。 参考文献 [ 1 ]崔海峰， 郑多明， 腾团余 ． 塔北隆起哈拉哈塘凹陷石油地质 特征与油气勘探方向 [ J ] ． 岩性油气藏， 2 0 0 9 ， 2 1 2 5 4 - 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