焦石壩區塊鉆井技術與應用

付天明

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲量達2.1萬億方，其勘探開發已進入快速發展階段，但該區塊存在地層復雜，穩定性差，一垮塌，富含硫化氫，導致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優選合適與焦石壩鉆進的鉆PDC鉆頭，優化鉆具組合，應用油基鉆井液完成水平段鉆進，達到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區塊優化高效鉆井提高參考。

關鍵詞：鉆井；技術；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號：TE24 文獻標識碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產工業氣流，這是全國第一口實現商業開發的頁巖氣井，成功實現了海相頁巖氣重大戰略性突破。其鉆探目的為動用焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣產能。焦石壩氣田探明儲量達2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發將重塑中國能源格局，目前焦石壩區塊鉆進速度較慢，鉆遇地層復雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對該區塊的鉆井實踐，通過對鉆頭的優選，鉆具組合的優化，較好的實現了該區塊的安全快速鉆進，為該區塊的同類井的鉆進提供參考。

二、主要鉆井技術措施

1 優選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關組地層鉆進，地層已灰巖為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風險難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機械鉆速上具有更大的優勢，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應一開嘉陵江組、飛仙關組高研磨地層，單只鉆頭進尺多，且磨損輕。

常規螺桿在使用過程中易卡死，使用時間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進，進入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復合片易損壞；定向段長，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優選。在前期鉆井施工作業中，通過優選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓問題上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對前期施工的資料調研，PDC鉆頭調研，主要對百施特、億斯達、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進行優選，通過現場施工展開對比分析。在PDC鉆頭優選上，通過現場使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優勢，在使用時間、進尺和機械鉆速上都存在明顯的優勢。②工具優選。進口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進過程中，采用進口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉速能實現鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實現鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進口PDC鉆頭，實現了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進時的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進時的機械效率。

2.鉆井液體系優選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質粉砂巖、灰色泥巖。采用三強聚合物鉆井液體系，該體系具有很強的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對地層起到防漏防塌功能，同時提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長期穩定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質泥巖、灰黑色粉砂質泥巖為主。本著穩定頁巖水平井段，潤滑防卡及保護氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實鉆證明，油基鉆井液性能穩定、抑制性強、潤滑性好，有利于鉆井液對井壁的保護和井眼清潔，對產層起到了良好的保護作用。

三、結論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進期間脫壓嚴重的問題，且能夠很好的保護鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強對進口PDC鉆頭的優選，PDC鉆頭能夠很好的適應海相地層，在進尺、機械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區塊通過對聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩定的問題。

參考文獻

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發地質理論創新與鉆完井技術進步[J].石油鉆探技術，2011，39（3）：17-23.endprint

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲量達2.1萬億方，其勘探開發已進入快速發展階段，但該區塊存在地層復雜，穩定性差，一垮塌，富含硫化氫，導致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優選合適與焦石壩鉆進的鉆PDC鉆頭，優化鉆具組合，應用油基鉆井液完成水平段鉆進，達到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區塊優化高效鉆井提高參考。

關鍵詞：鉆井；技術；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號：TE24 文獻標識碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產工業氣流，這是全國第一口實現商業開發的頁巖氣井，成功實現了海相頁巖氣重大戰略性突破。其鉆探目的為動用焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣產能。焦石壩氣田探明儲量達2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發將重塑中國能源格局，目前焦石壩區塊鉆進速度較慢，鉆遇地層復雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對該區塊的鉆井實踐，通過對鉆頭的優選，鉆具組合的優化，較好的實現了該區塊的安全快速鉆進，為該區塊的同類井的鉆進提供參考。

二、主要鉆井技術措施

1 優選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關組地層鉆進，地層已灰巖為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風險難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機械鉆速上具有更大的優勢，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應一開嘉陵江組、飛仙關組高研磨地層，單只鉆頭進尺多，且磨損輕。

常規螺桿在使用過程中易卡死，使用時間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進，進入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復合片易損壞；定向段長，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優選。在前期鉆井施工作業中，通過優選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓問題上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對前期施工的資料調研，PDC鉆頭調研，主要對百施特、億斯達、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進行優選，通過現場施工展開對比分析。在PDC鉆頭優選上，通過現場使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優勢，在使用時間、進尺和機械鉆速上都存在明顯的優勢。②工具優選。進口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進過程中，采用進口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉速能實現鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實現鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進口PDC鉆頭，實現了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進時的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進時的機械效率。

2.鉆井液體系優選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質粉砂巖、灰色泥巖。采用三強聚合物鉆井液體系，該體系具有很強的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對地層起到防漏防塌功能，同時提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長期穩定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質泥巖、灰黑色粉砂質泥巖為主。本著穩定頁巖水平井段，潤滑防卡及保護氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實鉆證明，油基鉆井液性能穩定、抑制性強、潤滑性好，有利于鉆井液對井壁的保護和井眼清潔，對產層起到了良好的保護作用。

三、結論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進期間脫壓嚴重的問題，且能夠很好的保護鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強對進口PDC鉆頭的優選，PDC鉆頭能夠很好的適應海相地層，在進尺、機械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區塊通過對聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩定的問題。

參考文獻

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發地質理論創新與鉆完井技術進步[J].石油鉆探技術，2011，39（3）：17-23.endprint

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲量達2.1萬億方，其勘探開發已進入快速發展階段，但該區塊存在地層復雜，穩定性差，一垮塌，富含硫化氫，導致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優選合適與焦石壩鉆進的鉆PDC鉆頭，優化鉆具組合，應用油基鉆井液完成水平段鉆進，達到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區塊優化高效鉆井提高參考。

關鍵詞：鉆井；技術；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號：TE24 文獻標識碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產工業氣流，這是全國第一口實現商業開發的頁巖氣井，成功實現了海相頁巖氣重大戰略性突破。其鉆探目的為動用焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖氣產能。焦石壩氣田探明儲量達2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發將重塑中國能源格局，目前焦石壩區塊鉆進速度較慢，鉆遇地層復雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對該區塊的鉆井實踐，通過對鉆頭的優選，鉆具組合的優化，較好的實現了該區塊的安全快速鉆進，為該區塊的同類井的鉆進提供參考。

二、主要鉆井技術措施

1 優選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關組地層鉆進，地層已灰巖為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風險難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機械鉆速上具有更大的優勢，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應一開嘉陵江組、飛仙關組高研磨地層，單只鉆頭進尺多，且磨損輕。

常規螺桿在使用過程中易卡死，使用時間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進，進入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復合片易損壞；定向段長，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優選。在前期鉆井施工作業中，通過優選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓問題上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對前期施工的資料調研，PDC鉆頭調研，主要對百施特、億斯達、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進行優選，通過現場施工展開對比分析。在PDC鉆頭優選上，通過現場使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優勢，在使用時間、進尺和機械鉆速上都存在明顯的優勢。②工具優選。進口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進過程中，采用進口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉速能實現鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實現鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進口PDC鉆頭，實現了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進時的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進時的機械效率。

2.鉆井液體系優選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質粉砂巖、灰色泥巖。采用三強聚合物鉆井液體系，該體系具有很強的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對地層起到防漏防塌功能，同時提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長期穩定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質泥巖、灰黑色粉砂質泥巖為主。本著穩定頁巖水平井段，潤滑防卡及保護氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實鉆證明，油基鉆井液性能穩定、抑制性強、潤滑性好，有利于鉆井液對井壁的保護和井眼清潔，對產層起到了良好的保護作用。

三、結論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進期間脫壓嚴重的問題，且能夠很好的保護鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強對進口PDC鉆頭的優選，PDC鉆頭能夠很好的適應海相地層，在進尺、機械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區塊通過對聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩定的問題。

參考文獻

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發地質理論創新與鉆完井技術進步[J].石油鉆探技術，2011，39（3）：17-23.endprint