淺析福山油田花13平臺從式井鉆井技術

顏寒 林莉莉

1、渤海鉆探第一鉆井工程公司，天津市 大港區 300280 2、天津市大港油田采油工藝研究院 300280

淺析福山油田花13平臺從式井鉆井技術

顏寒1林莉莉2

1、渤海鉆探第一鉆井工程公司，天津市 大港區 300280 2、天津市大港油田采油工藝研究院 300280

福山油田花13平臺共設計4口井，開發構造位置為福山凹陷花場構造流三段花1 3斷塊、花114斷塊，該區塊地層復雜，塌漏并存，完井電測遇阻遇卡現象嚴重；井溫高，影響固井質量；地層有一定傾角，井眼軌跡控制難度大，通過對鄰井及本平臺的鉆井施工技術進行分析總結的基礎上，本平臺所鉆井的鉆井周期、鉆機月速大幅提高，為今后本區塊的優快鉆井提供了經驗。

鉆井；福山；井眼軌跡；鉆頭福山油田主要開發的福山凹陷位于海南省北部，是北部灣盆地中次級負向構造單元。凹陷是受燕山運動的影響在古生界及中生界白堊系變質巖基底上，發育起來的一個呈北斷南超的箕狀凹陷，構造走向北東。花

13平臺主要開發福山凹陷花場構造流三段花

13斷塊、流一段花114斷塊，主要目的是為了認識評價花13斷塊、花114斷塊的油氣層分布規律及油氣水關系。

1.花13平臺施工存在主要難點

（一）、本平臺花13井在流三段設計取心40m，流三段地層極不穩定，以大段硬脆性泥巖為主，硬脆性泥巖遇水極易剝落、掉塊，取心難度大。

（二）、根據防碰計算，本平臺4口井直井段涉及防碰，特別是為防止花114-1X井與花13井、花13-1x井、花13-2x相碰，直井段不得向相對方位100°～133°偏斜。鄰井最小間距不到5m，施防碰形勢嚴峻。

（三）該地區地層硬度高，可鉆性差。表層鉆遇玄武巖，潿洲組造漿嚴重、易縮徑，流沙港組流二段主要巖性為巨厚層灰黑色泥巖與淺灰色、灰色安山巖、黑灰色輝長巖。

（四）、本平臺215.9mm井眼裸眼段長，易塌長裸眼段的井眼軌跡控制技術、井眼凈化是施工中的難點。

（五）地層復雜，流沙港組坍塌嚴重、地溫高，對鉆井液性能要求高，固井難度大。

2. 花13平臺鉆井施工技術

2.1 井眼軌跡控制

本平臺存在防碰繞障，花114-1X井與花13-2x井最為嚴重，從井深0～540m相距均小于10m、從井深540～1410m相距均在10～20m之間，相對方位為116.05°～132.58°。在井口處最近距離為4.92m。施工中重點加強防碰，加密測斜，避免向相對方位方向偏斜。為取保直井段質量，一開鉆進采用小鉆壓（10/20KN）、高轉速(110rpm)、大排量(62l/s)的鉆進參數。二開（三開）上直段采用鐘擺鉆具組合：∮215.9mm牙輪×0.24m+410/430×0.89m+∮172mm無磁×8.99m+411/4A10×0.92m+∮165mm鉆鋌×8.9m+4A11/410×0.92m+∮213扶正器×1.75m+411/4A10×0.92m+∮165mm鉆鋌×72.72m+4A11/410×0.92m+∮127mm×185.96m+∮127mm鉆桿。鉆井參數:鉆壓(30-50KN)、轉速110rpm、排量62l/s。施工重點是防斜、防碰。在防斜方面：控制好鉆壓，優選鉆進參數，加強防碰技術，在鉆遇地層軟硬交接面時，適當降低鉆壓，減小地層因素對井斜的影響，取得了較好的效果。加密測斜，每50-100m測斜一次，及時掌握井眼軌跡情況，避免大幅度調整井斜方位，鉆出高質量的井眼軌道，防止與鄰井相碰。

2.2 鉆頭選型

通過對鄰井的總結分析，444.5mm的鉆頭適合使用XHP2、SKH517G型號，311.1mm鉆頭使用H517G獲得很好的效果。215.9mm鉆頭適合在等樓角、角尾組、下洋組使用，目前普遍使用HJT系列金屬密封牙輪鉆頭。潿洲組適合型號為KM1652GAR的PDC鉆進。難點在于流沙港組，流沙港組為硬脆性地層，可鉆性差，在本平臺試驗了江漢KM1652GAR、成都百施特M1664SS、山東東營迪爾蒙德M5445F和MG535S、北京金工萬邦S1953JG這幾種型號的PDC鉆頭，其中山東東營迪爾蒙德M5445F和MG535S這2種型號的鉆頭適合在流沙港組的泥巖段鉆進，機械鉆速大幅提高。

2.3 長裸眼段鉆井施工技術

本平臺一般從1250m～1700m開始定向，造斜率3.6°/30m。鉆具組合為∮215.9mmPDC×0.32m+∮172mm螺桿（1.5度）×7.68m+∮208扶正器×1.57m+∮165mmMWD短節×0.72m+∮165mm無磁×8.99m+∮127mm加重×167.06m+∮127mm鉆桿，由于設計深定向，且穩斜段長，井斜大，重點解決定向脫壓問題和防卡。及時合理提高極壓潤滑劑、石墨等潤滑劑的加量，提高潤滑性能，有效避免托壓現象的發生。為加強井眼軌跡控制，自定向段至井底采用螺桿+MWD復合鉆井技術。泥漿方面流一段地層巖性主要為泥巖和砂巖，容易水化垮塌，在施工時及時將鉆井液密度提高到設計上限，黏度控制在設計范圍內，加入硅穩定劑、硅稀釋劑、弱熒光磺化瀝青、弱熒光防塌劑、弱熒光液體潤滑劑，并保證其有效含量，改善泥餅質量，嚴格控制失水，保證井壁穩定。每鉆進100-150m，搞一次短起下，過一次稠塞，及時清除井壁巖屑。

表1 M5445F鉆頭與鄰井相同地層機械鉆速對比表

表2 S1953JG鉆頭在花114-1X井使用情況

表3 花13井取心情況匯總

2.4 鉆井液技術

為控制流沙港組地層坍塌，通過對福山油田已完成井資料的總結，地層黏土礦物的分析[1]，得出了地層坍塌的原因；從鉆井液體系、流變性和封堵能力方面進行研究,提出了配合應用正電膠和成膜劑的有機硅防塌鉆井液技術，有機硅防塌鉆井液對于福山油田井壁穩定有較強適用性；體系處理劑配比為:0.2 % KPAM + 0.6 %NPAN + 1.5%GWJ +1.5 %GXJ + 2%KHm + 2%SAS +2%SMP有機硅防塌鉆井液中，有機硅的硅醇基與黏土礦物的鋁醇基發生縮合反應，產生膠結性物質，將黏土等礦物顆粒結合成牢固的整體，從而封固井壁。在一定溫度下,有機硅中的—Si—OH基易和黏土表面的—Si—OH基縮合失水，形成Si—O—Si鍵,在黏土表面產生一種很強的化學吸附作用，使黏土發生潤濕反轉，從而使泥頁巖的水化得到控制；瀝青類處理劑的加入，可封堵地層中層理裂縫,從而阻止水的進入，同時由于瀝青具有疏水特性，也可有效地阻止濾液進入地層，抑制地層的水化，防止井壁的坍塌。

同時加入正電膠對鉆井液流變性調整、使用成膜劑提高對地層封堵能力以及與工程技術措施的相互配合[1]，有效控制了地層的進一步坍塌，進入流二段后,黏度維持在50～70s，動塑比控制在0.50 Pa/ mPa?s以上,使鉆井液具有較好的攀巖能力，并根據井下情況采用稠或稀漿清掃井眼，確保鉆屑被及時清除出井眼，強化固控設備的使用，控制含砂量小于0.3% ，保證井眼的清潔。

2.5 固井施工技術

為了提高固井質量，主要采取了以下措施：

（1）套管下到預訂位置后，充分循環鉆井液，加入處理劑調節鉆井液性能，鉆井液黏度降低到50s左右。在注水泥之前首先注入先導低黏度鉆井液。選用優質沖洗液稀釋井內鉆井液和沖洗井壁上的虛泥餅[2]，加入渤海鉆探工程技術研究院的專利產品——可加重前置液外加劑ZQY-1 配制的沖洗液，之后注入ZQY-1的隔離液。

（2）提高套管居中度。在主要油氣層段每根套管下入一個雙弓彈性扶正器，提高頂替效率。

（3）為了防止高溫水泥漿沉降[2]，采取了以下措施:①在水泥漿中加入5% 的微硅，增加漿體的致密性。將微硅加入到水泥漿之后，微硅充填在水泥顆粒之間，減少漿體的顆粒空間，起到防止水泥漿沉降的作用；②使用抗溫性能好的ZJ-5 降失水劑，其分子鏈中引入了偶氮二甲基基團，抗溫性能可達160 ℃。由于該降失水劑的分子在高溫下不斷鏈，保持了水泥漿漿體一定的液相黏度，因此起到了防止水泥漿沉降的作用。

2.6 鉆井取心施工技術

花13井在流三段3119.03m～3152.52m井段連續取芯4筒，取芯收獲率100%。該區塊流三段地層極不穩定，以大段硬脆性泥巖為主，硬脆性泥巖遇水極易剝落、掉塊。取心難度大在取心過程中嚴格控制技術，調理好泥漿性能，保證每次順利下鉆到底。取心情況如下表3

3. 取得的成果和認識

3.1 本平臺花114-1X井鉆井周期23.46天，鉆完井周期28.29天。機械鉆速10.68m/h，鉆機臺月0.94臺月，鉆機月速3173.73m/臺月。鉆井周期、鉆機月速創同區塊最高紀錄。

3.2 本平臺4口井三大工程質量合格，其中花114-1X井井身質量合格，固井質量優質。

3.3 得出合理的鉆頭選型，其中山東東營迪爾蒙德型號為M5445F和MG535S的PDC鉆頭在流沙港組機械鉆速提高84%以上。

3.4 本平臺施工無井下事故復雜，起下鉆正常，無劃眼井塌現象，說明有機硅防塌鉆井液體系對于福山油田井壁穩定有較強適用性。

3.5 花13 井深井段連續取芯4筒，取芯收獲率均為100%。

3.6 合理的固井技術措施、水泥漿體系和外加藥液有利于提高固井質量。

[1]王魯坤，畢龍井，王禹，陶旭，龍上云，劉志明.防塌鉆井液技術在福山油田的應用[J].鉆井液與完井液.2007，2 4(6)：26～27

[2]曾思云，趙德喜，李立昌，王野，楊豫航，馬倩蕓，任強.套海南福山油田深井油層套管固井技術[J].鉆井液與完井液.2010，27(6)：52～54

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.19.035