胜利油田典型区块中深井钻井技术

摘 要：胜利油田部分区块油藏埋深大，要综合采取中深井钻井进行开发，但中深井钻井相比常规油井钻井存在技术难点，本文就结合这些难点分析，对中深井钻井工艺和技术措施进行了探究。

关键词：中深井钻井；技术难点；工艺技术

当前，随着PDC钻头应用以及牙轮钻头等钻具的工艺改进，中深井钻井工艺水平提升有了工具和工艺基础。中深井钻井相比常规钻井存在较多技术难点，只有结合具体区块地质条件对中深井钻井技术进行研究，才能提升油田整体开发水平。因此，有必要对中深井钻井工艺技术进行一定的探究。

1 胜利油田典型区块地层特点和钻井工艺难点

1.1胜利油田地层基本特点

在胜利油田主力区块地层中，主要地层厚度大约值是：平原组350m、明化镇组700m、馆陶组350m、东营组400m、沙河街组1400m。其中，平原组地层以黏土和砂层为主，地层比较松软、存在较高的可钻性，但在水平井钻井中存在造斜困难的问题；明化镇组地层以砂岩和泥岩为主，地层硬度中等，可钻性同样较强，但该地层底部岩层易吸水膨胀，在钻井中要加强井壁稳定性控制；馆陶组地层多为泥岩和砂砾岩互层，地层为松软或中等硬度，存在较强的可钻性，但砂砾岩互层岩性存在较大变化，对钻头性能提出了更高要求；东营组地层多为泥岩和砂砾岩互层，可钻性较强，但因为岩性的复杂性，造成钻进速度与上部地层相比偏低；沙河街组是主要含油气层位，岩性特征较为复杂，包含泥岩、粉砂岩、细砂岩、含砂砾岩互层、页岩和油页岩等，地层硬度为中等偏上，可钻性相对较差，且部分岩层岩性特征复杂、存在较大的地层倾角，钻进中易发生井斜问题。

1.2胜利油田中深井钻井技术难点

结合胜利油田地层特点，在中深井钻井中储层多位于馆陶组到沙河街组，形成年代相对较晚，属于新生界三、四系地层，虽然地层松软，但井壁易失稳和吸水膨胀，需要加强随钻监测；在钻进达到一定深度后，钻进速度相对减慢，特别是泥岩地层钻进中易出现井眼缩径问题，易引发井下复杂状况，特别是划眼、起下钻遇阻等问题；胜利油田当前钻井中水平井和定向井应用较多，在中深地层该类钻井工艺更为复杂。比如胜利油田辛162区块，在钻遇沙河街组时存在大量夹层和泥岩，井壁易失稳或形成“糖葫芦”井眼，易出现电测卡阻、起下钻困难等问题，且岩层性质相对复杂，钻井轨迹相对困难。作为中深井钻井存在困难较多的典型区块，主要技术难点具有一定的代表性，主要是：较长泥岩段和泥砂岩互层钻井中井壁易坍塌掉块，易形成岩屑床阻碍钻井顺利进行，携砂困难，造成憋泵、井壁失稳等难题；定向钻进中易脱压，定向段长、钻进时间长，钻井深度较大后工具面稳定性变差，钻井轨迹控制存在较大难题；特别是沙河街组三段地层较长，对电测造成一定困难，易产生不规则的井眼。

2 中深井钻井技术措施

2.1合理选择钻头

在中深井钻井上部硬度较低地层，可选择PDC钻头进行快速钻进。比如规格为Ф215.9mm的井眼，在二开钻进中可采用Ф215.9mm的PDC钻头，通过减小钻压、提升钻头转速和配套偏心钟摆钻具等措施，在保持较快钻进速度下确保沿预定井身轨迹钻进。一般情况下可采用如下钻进参数：30-50kN的钻压、120-200r/min的钻头转速和30L/s的排量。可在二开钻进到2000-2500m地层，在井深2500以内直井钻进中可以实现一支PDC钻头完钻，该类油井平均钻速可达30m/h。在地层深度为1700-3200m的东营组和沙河街组地层中，可采用六翼、八翼的PDC钻头钻进，基本钻进参数为钻压40-80kN、钻头转速120-200r/min和排量30L/s，同时加强钻进中井斜角、方位偏移等参数监测，灵活进行钻进参数调整。在特殊地层钻进中，可以选择牙轮钻头进行应用，比如在沙二段以上地层可采用HAT127型钻头，利用其轴承承压性较强特点，通过Ф215.9mm牙轮钻具+Ф177.8mm无磁钻铤+Ф127mm加重钻杆+Ф127mm钻杆的钻具组合，以30-80kN的钻压和30L/s的排量钻进，在硬度较低地层获取较高的钻进速度。在非直井定向段和水平段钻进，特别是硬度较高地层钻进时，要对钻头采取金属浮动密封、特殊保径和螺纹锁紧等措施，提升钻进安全性和速度。在硬度较高地层可借助转盘钻进，比如利用Ф215.9mmHJ517型钻头+Ф177.8mm钻铤+稳定器+60m177.8mm钻铤+127mm钻杆的钻具组合进行转盘钻进，将钻进参数控制为钻压160-200kN、转速70-120r/min、排量30L/s。在定向段和水平段钻进中，可以增加螺杆钻具、动力钻具，增强转盘复合钻进性能，提升破岩钻进效率，在提升钻速、保护钻头的同时，抑制钻头偏磨问题。

2.2优化设计钻进程序

对深度在3000m以内的中深井钻井，可以设计为三趟完钻模式，在直井段实施第一趟钻井，利用四翼PDC钻头+稳定器+钟摆钻具的钻具组合实现钻进；在定向段中实施第二趟钻进，利用单弯动力钻具进行造斜钻进，结合动力钻具和转盘的复合应用，增加定向段长度，确保在低造斜率下加快钻进速度。同时，可在钻具组合中增加MWD随钻监测设备，杜绝传统监测手段测斜和起下电缆浪费时间的问}。在稳斜段实施第三趟钻进，在传统钻具组合基础上优化稳定器间的钻铤长度，一般情况下以6m间距为宜，确保稳定井斜角和方位。在钻进中还要统筹考虑井眼保护措施，在钻铤上部添加修壁器，在钻进时实施井壁修整，确保井眼轨迹符合设计要求，在每趟钻进中都不进行起下钻作业实现一次完钻，减少井下复杂状况、提升钻进速度。比如在坨-142斜44井中，就采用八翼PDC钻头进行1700-2800m的钻进，实现了一次性完钻。因为PDC钻头钻进速度快、中深井钻井携砂返排难度大等问题，可在完钻前期加大钻井液排量，确保井内无岩屑床，保持井眼畅通性。

2.3优选钻井液体系

对深度在3000m以内的中深井钻井，可以利用正电胶和聚合物钻井液体系进行应用，井深在3000m以上时因井壁稳定性控制难度加大、地层遇水膨胀易剥离掉块，要采用多元复合醇和聚磺钻井液体系。比如在沙河街组地层中，要将压滤失维持在5ml以内、塑性粘度维持在15-18mPa？s、动切力在5-10Pa范围内，在高温高压地层要将压滤失控制在15ml以内，确保同时满足井壁稳定和携砂返排要求。比如在辛162区块沙三段中部以上地层呈现泥砂交错、软硬交错的地层岩性特点，要控制粘切在50-60s、中压失水3-4ml、高压失水低于15ml；在沙三段中部以下地层，主要是对坂土含量进行控制，清除劣质固相，确保较高的泥饼质量。同时，可在钻至2500m左右时添加适当软化点的胶乳沥青，并适当控制下钻开泵速度，防止产生过大的激动压力造成井壁失稳。同时，要确保钻井液排量、粘切适当，根据钻井摩阻适时添加剂，提升钻井液性能。

3 结论

综上所述，中深井钻井是提升油气采收率的重要措施，但在钻进中存在一定难点，结合胜利油田地层特点对技术难点进行分析，有针对性的采取技术措施，有利于提升中深井钻井应用水平，更好地进行油气资源勘探开发。

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