磨溪高石梯區塊震旦系探井鉆井提速技術措施與效果

萬書宇 李黔

摘 要：高石梯區塊，位于四川盆地，地層十分復雜，易發生坍塌、滲漏的現象，該地地層壓力梯度變化較大，不利于鉆探工作的開展。為了優化四川磨溪高石梯區塊震旦系探井鉆井的技術，相關研究人員展開了深入的研究、探索，逐漸摸索出一條符合該地區地質結構的鉆井技術。文章將詳細探討探井鉆井提速技術是如何措施，以及實施之后的效果。

關鍵詞：磨溪；高石梯區塊；震旦系；探井鉆井提速

前言

四川的磨溪高石梯區塊震旦系的儲層在地下五千米左右，地質情況特別復雜，探井鉆井的難度大，并且持續時間較長，直接導致工程施工的速度慢，產生的成本較高，不以利于該地區天然氣的開采。在人們長期的探索試驗中，在開采GS1井的過程中取得了重大的開采成果，向人們展示了四川地區廣闊的開采資源。目前，磨溪高石梯區塊震旦系已經成為了我國國開采天然氣的重點區域，這樣加快探井鉆井速度就成為了當前我國開采的重點。

1 磨溪高石梯區塊探井鉆井的概況

1.1 磨溪高石梯區塊的地質特征

磨溪高石梯區塊震旦系的鉆井地層主要由三疊層、二疊層、寒武層、震旦層等組成。在鉆井的過程中面臨著地層巖性復雜的狀況，以及諸多的不確定因素。在實際的開采過程中，地層壓力以及流體質量不易準確預測，無法事先預知可能發生的狀況，形成不了有效的應急預案，這會對施工人員的生命健康造成一定的威脅，施工人員的工作效率會直接被影響，進而延誤工期，對后續工作的如期開展帶來一定的阻礙[1]。

1.2 磨溪高石梯區塊鉆井的技術困難

天然氣專業開采技術人員，經過對該地的地質等因素的分析，總結出磨溪高石梯區塊鉆井面臨的實際技術困難：

第一，上部井壁的穩定性不高，該處地質硬度不高，容易發生井層垮塌狀況，很難運用氣體提高鉆井工程的速度，并且井層上部的巖石泥漿混合，不易于施工人員對采用的鉆頭進行選擇，尤其對于大尺寸的井眼，更加不能實施氣體鉆井，更加延長了整個施工的速度[2]。

第二，磨溪高石梯區塊處于縱向多壓力地質，局部存在高壓狀況。特別是當同一井段同時具有兩個或兩個以上高壓層時，相關的套管程序無法將眾多復雜的巖層全部分離開，進而產生井噴、井漏、井塌的嚴重施工危險，為井下作業人員帶了巨大的安全隱患[3]。

第三，磨溪高石梯區塊有長井段，此區域處于高密度狀況，這種情況要加快鉆井的速度存在一定的困難，鉆井經過的地層夾層多，并且遇到的巖石具有較高的硬度，鉆頭無法完全適應該地實際的情況，直接導致單只鉆頭深入的尺寸較少，阻礙了探井鉆井的速度[4]。

第四，磨溪高石梯區塊的中深部巖層具有溫度高、壓強高、含硫高的特點。在三疊層下局部會出現異常的高壓，地層壓力在1.5以上的區域大量存在，甚至有些區域超過2.1。這種狀況對鉆井是十分不利的，在高溫、高壓的狀態下會減慢鉆井的速度[5]。

第五，磨溪高石梯區塊的燈組產層會出現裂縫的現象，在天然氣開采的過程中，容易發生井漏溢流的狀況，這要求有較高的鉆井控制機制。

2 磨溪高石梯區塊探井鉆井提速的辦法

2.1 改善井體的內部結構，為鉆井提速做保障

高石1井過去運用空氣鉆鉆井，但在井深1027m會出現地層滲水，使空氣鉆井工作受阻。為了不受地層出水的干擾，將套管下深至1100m，以實現對上部水層的阻隔，使下部井段全為需要開采的氣體。在鉆井的過程中，會遇到地層出油的狀況，要改變原有井眼的深度，改為271m，在對兩井轉化體系之后，進行多次的實驗，才能開展正常的鉆井工作。

為保證探井工作的正常進行要對井身進行優化處理，將套管縮短為500m，對上部的垮塌層進行分隔。同時要為解決下部高壓的鉆井環境，封隔上部井段的高壓區域，從而對儲層給予適當的保護，保證安全的開展鉆井工作。

2.2 選擇優質的PDC鉆頭

由于磨溪高石梯區塊巖石泥土的混合較為頻繁，導致巖石強度和鉆井的差異性較大，鉆頭的選擇也較為困難。PDC鉆頭的設計是提高鉆井速度的關鍵。經過相關的數據分析表明，剛體PDC比胎體PDC鉆井的速率高了135.1%。鉆井的距離也提高了27.5m。所以，磨溪高石梯區塊的上部區域適合選用剛體鉆頭。在磨溪高石梯區塊自流井組一下，一般采用胎體PDC鉆頭，可以有效的提高該段鉆井的速度。

2.3 采用螺桿與PDC復合鉆井技術

眾所周知，螺桿鉆的轉速高，采用螺桿與PDC相結合的技術可以在很大程度上提高鉆井鉆頭的轉速，進而減少轉盤的負荷，延長鉆具使用的壽命，最大幅度的提高鉆井的速度。經過實際的研究表明，螺桿與PDC融合的鉆井技術，可以有效的提高鉆井的速度，提高的工程的進度。

2.4 改善鉆井施工工藝

要提高磨溪高石梯區塊探井鉆井的速度，可以從改善鉆井施工工藝入手。對于鉆井工藝，要根據具體施工遇到的問題，給予具體的解決辦法，對于磨溪高石梯區塊上部井眼阻卡的狀況，要提高施工的排量，加強短起下鉆的工作，確保固控設備可以高效的作用，使井鉆井液的清潔度保持在最佳的狀態。

2.5 正確的選擇鉆井液體系

磨溪高石梯區塊上部井眼段要選擇防塌陷抑制性的KCL聚合物鉆井液體系，對于井眼的下部區域則要選取聚磺鉆井液體系。

3 磨溪高石梯區塊探井鉆井提速顯現的效果

通過分析四川磨溪高石梯區塊結構的特點，制定了相應的五項提速辦法：改善井體的內部結構，為鉆井提速做保障、選擇優質的PDC鉆頭、采用螺桿與PDC復合鉆井技術、改善鉆井施工工藝、正確的選擇鉆井液體系等，使鉆井的速度得到了大幅度的提高。具體數據如下：在2012年磨溪高石梯區塊共完成了6口井的開采，速度比GS1井提高了55.8%，平均周期為194d，比GS1鉆井的周期縮短了108d。2013年開采的11口井，同比2012年平均速率提高了16.38%，周期縮短至165d，又有了加大幅度的進步。

根據相關統計指出，磨溪高石梯區塊探井的平均速率正在逐年的降低，機械鉆井轉速的逐漸升高。面對四川磨溪高石梯區塊復雜的地質狀況和鉆井工程施工的困難，經過反復的實踐檢驗，逐步完善、總結、形成符合該地區自然條件的配套技術，通過不斷的摸索探究，終于找到提高鉆井速率的技術方法，使鉆井速度有了長足的提高，有效的縮短鉆井施工的工期。

4 結束語

目前，我國已經制定了符合磨溪高石梯區塊震旦系探井鉆井的技術體系，是開采的工作施工速度大幅度的提高，縮短了鉆井的周期，節約了工程的預算成本，加快了我國開采天然氣的速度和產量，可以更好的供給人們的生產和生活，有效的保證我國天然氣的正常生產和供應。

參考文獻

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[4]李向碧，鄭有成，王蘭.KCl-有機鹽鉆井液在高石梯-磨溪區塊上部井段鉆井提速中的應用[J].天然氣工業，2014，12（18）：121-125.

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