吉林油田王府地区钻完井配套技术研究与应用

[摘 要]吉林油田王府地区地层存在大段的砾岩层，可钻性差，研磨性强，钻井施工过程中普遍存在机械钻速低，钻井周期长，井漏等问题，以往采用三开井身结构，钻头选型不适合，导致钻井成本偏高，降低了开发效益，严重制约了该区块的整体开发速度。多年来，以解决该区块钻完井过程中普遍存在的问题为出发点，不断开展科研攻关，形成了适合该区块钻完井配套技术，大大降低了钻井成本，为王府地区的高效开发提供了技术支持。

[关键词]王府地区 井身结构 钻头优选 防漏堵漏

中图分类号：TE245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0021-01

吉林油田王府地区位于松辽盆地南部，是吉林油田天然资源稳产上产的重点区块。钻井过程中，要钻穿泉头组、登娄组、营城组、沙河子组、火石岭组等层位。由于该地区下部地层沉积环境复杂，且伴随地质反转等地质构造运动，导致了下部地层可钻性差，研磨性强，井漏严重，极大地影响了钻井速度和钻井效益的提升。通过对该地区的测井资料和已钻井资料的综合分析得的基础上，开展了井身结构优化，钻头优选，防漏堵漏技术的研究，并在该地区得到了广泛应用，取得了良好的效果。

1.井身结构优化技术研究与应用

王府地区开发初期设计井深3000米左右的井，均采用三开常规井眼井身结构，通过方案优化采用三开小井眼井身结构，减少了钻井材料消耗，单井钻井成本降幅20%左右，但从钻井情况看，仍有进一步优化空间，通过不断的摸索与攻关，实现了将三开井身结构简化为二开井身结构，可进一步降低钻井成本10%以上。目前，已在地区得到全面推广应用。

2.钻头优选及应用

王府地区遇到了以砾岩为主的沙河子组及以下地层，导致了钻井过程中机械钻速低，单只钻头进尺少，初期下部地层基本以牙轮钻头为主，主要原因还是在于对王府地区下部地层岩石力学强度和可钻性的认识不够清楚，不能合理地制定优选钻头序列以及采取合理的钻井方式。本文针对王府地区钻井实际情况，以该地区的岩心资料和测井为基础，开展了下部岩石岩石强度和可钻性研究，从而指导了王府地区二开钻头的优选。通过现场试验，优选出了适合该地区地层特点的钻头序列，有效提高了钻井速度，节约了钻井周期，降低了钻井成本，为二开井身结构的全面推广奠定了良好的基础。

2.1 Φ228.6mm钻头的优选

由下表可以看出，该区块Φ228.6mm钻头平均进尺1202.3米，平均机速11.42m/h，后经过针对性改进，主要是提高钻头攻击性和提高钻头防斜能力，江钻KS1952AR钻头在cs217井达到了最高进尺（1364.7米）和最高机速（15.87m/h），分别比平均值提高13.5%和38.9%，取得了非常好的使用效果，说明江钻KS1952AR钻头非常适合该地层钻进。

2.2 Φ215.9mm钻头的优选

Φ215.9mm钻头主要钻进地层是登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组，钻进难点主要在营城组、沙河子组和火石岭组。以营城组井深2300米左右为分界对钻头进行优选。

营城组以上井段，江钻KSD1652AGR钻头，入井井深1863米，出井2385米，进尺522米，纯钻时间103小时，平均机速5.07m/h。进尺比平均值高出105%，机速也比平均机速高出13%。

营城组以下井段江钻在cs217井使用的Φ215.9mmKMD1652ADGR钻头在Φ215.9mm下部井段达到了最高的进尺（470米）和最高机速（5.11m/h），分别比平均值提高186%和39%，取得了非常好的使用效果。同时Φ215.9mmKM1662DTR和Φ215.9mmKMD1652ADGR钻头由于螺杆问题影响了进尺，未能取得非常理想的使用效果，但进尺和机速仍然比平均值分别提高39%和17%，具有取得良好使用效果的潜质。

综合王府地区前期钻头使用情况，针对地层特点对钻头进行了相应的优选和改进，从而优选出了适合该地区地层特点的PDC钻头序列，改变了以往多使用牙轮钻头的状况。

3.钻完井防漏堵漏技术研究与应用

王府地区下部地层的漏层以砾石层或含砾石的泥岩砂岩为主，且普遍发育裂缝，裂缝宽度易在高压差条件下诱导变宽达到致漏宽度，是导致王府地区漏失情况普遍存在的重要原因。

3.1 防漏堵漏技术研究与应用

针对王府地区漏失严重的问题，实验探索了堵漏剂类型、浓度、级配对堵漏效果的影响规律，为钻井过程的防漏堵漏提供了备选配方，在以GZD系列堵漏剂为主的配方中，堵漏剂浓度不能低于10%，均匀级配且细颗粒略偏多有利于成功堵漏。应用该项防漏堵漏技术，现场成功实施了2口井，取得了预期效果，2口井固井水泥外返都达到了设计要求，井底压力增加幅度都超过了7MPa。

3.2 固井方式优化

由于井漏问题的存在，加之天然气井要求生产套管固井水泥浆返至地面，以往该地区多采用分级固井，存在工具可靠性难以保障、固井周期长，分级箍附近固井质量差等缺点，难以保证井筒的完整性。

攻关长封固段双密度一次返固井技术，提高固井质量。成功研究应用高强低密防窜水泥浆体系和晶体微膨胀水泥浆体系，有效防止漏失和低返，实现水泥浆固井一次性返至地面，得到了非常的效果，避免采用二级注固井存在的气密性不好、固井质量难以保证问题。同时，该技术也已大范围推广到类似区块。

4.结论与认识

1）通过在王府地区开展井身结构优化简化，有效降低了钻井成本，提高了开发效益，具有良好的推广前景。

2）继续开展钻头优选的同时，在现场应用过程中也要相应提高配套工具的使用效率和可靠性，如螺杆等，才能充分充分发挥钻头的最大潜力。

3）建议进一步细化使用GZD系列堵漏剂的现场工艺。

参考文献

[1] 石林；国产精细控压钻井装备在塔里木盆地的应用[J]；天然气工业；2012年08期.

[2] 姜伟；旋转导向钻井技术应用研究及其进展[J]；天然气工业；2013年04期.

作者简介

唐智广，男，1982年4月出生，2007年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，工程师，现在吉林油田钻井院探井设计所任项目研究员。