茅山油田顧莊構造鉆井實踐與認識

張少東（華東石油工程公司六普鉆井分公司，江蘇 鎮江 212003）

1 概況

顧莊構造帶位于溱潼凹陷北部斜坡帶茅山-史家堡-殷莊油氣富集區帶中段。在該構造帶南部發現了茅山區塊和顧3區塊阜三段油藏，構造東部的蘇168井、北部的蘇177井及東南部的史家堡地區均有良好的油氣顯示。

自上而下鉆遇地層為第四系東臺組，上第三系鹽城組，下第三系三垛組和阜寧組，戴南組缺失。該區塊鉆井施工中未遇見異常高壓高溫地層,阜寧組四段存在斷層，斷距30-40m。

2 施工難點分析

2.1 鹽城組砂礫層厚度大，礫石大小不均，硬度大，對鉆頭磨損快，導致鉆頭早期損壞，機械鉆速下降。

2.2 鹽城組一段粘土層易吸水膨脹發生縮徑，下鉆不能一次到底，必須劃眼通過；電測到此段時，電測儀器重量輕，稍有阻卡無法通過，必須多次通井。鹽城組一段遇阻劃眼情況多，而該段地層松軟，劃眼時易出新井眼。

2.3 地層傾角較大，井斜方位自然漂移，導致滑動鉆進段增多，井眼軌跡不夠平滑，摩阻扭矩大，軌跡控制難度大，機械鉆速低。

2.4 阜寧組脆性泥巖易吸水膨脹剝落掉塊，導致井塌。

3 現場施工技術措施

3.1 井身結構

該區塊普遍采用二開制井身結構，一開用311.15mm鉆頭打穿第三系，下244.5mm套管封固成巖性差，膠結疏松的地表層，二開用215.9mm鉆頭打到阜三段目的層，下入139.7mm油層套管固井。

3.2 鉆具組合與鉆井參數

3.2.1 一開井段

一開重點是井眼打直，采用簡單的塔式鉆具結構，鉆壓由小到大，輕壓吊打。前80m控制排量，防止地表冒漿，地層垮塌。

鉆具組合：Φ311.15mm SKG124牙輪鉆頭+變絲接頭+托盤接頭+Φ165.00mm無磁鉆鋌+Φ165.00mm鉆鋌×5根+變絲接頭+Φ127.00mm加重鉆桿×20根

鉆井參數：鉆壓10-20KN、轉速：60-70rpm、排量35L/S、泵壓2-7MPa

3.2.2 二開井段

二開全井段選擇一套鉆具組合，鉆具組合簡化，減少鉆鋌使用，采用1.25°單彎螺桿加一個欠尺寸扶正器完成防斜，增斜和穩斜。鉆具組合如下：

鉆具組合：Φ215.9mmKS1942G鉆頭+1.25°×172mm單彎螺桿+變絲接頭+Φ210mm扶正器+浮閥+定向直接頭+Φ165mm無磁鉆鋌+變絲接頭+Φ127mm加重鉆桿×21根+Φ127mm鉆桿

鉆井參數：鉆壓20-50KN、轉速：螺桿+70/螺桿rpm、排量35L/S、泵壓10-15MPa

由于鹽城組礫石層對鉆頭磨損大，二開第一次入井鉆頭盡量選用七八成新舊鉆頭，確保其可以順利打穿鹽城組砂礫層。鹽城組膠結松散，砂礫多，排量盡可能的大，確保能將塊狀的礫石帶出。鉆遇礫石層時降低轉速，控制鉆壓[1]。

3.3 鉆井液性能

鹽城組地層滲透性好，要預防縮徑和漏失。三垛組地層以泥巖為主，易造漿、吸水膨脹縮徑，要提高鉆井液的抑制能力和包被能力。阜寧組硬脆性泥頁巖易吸水膨脹而產生剝落掉塊、垮塌，必須提高鉆井液的抑制和封堵防塌能力。

3.3.1 一開井段

一開采用預水化膨潤土，保持較高的粘度，減少對井壁的沖刷。防止表層垮塌。

3.3.2 二開井段

3.3.2.1 鹽城組、三垛組

采用用金屬兩性離子聚合物不分散鉆井液，提高鉆井液的抑制和包被能力，保持較高的切力，強化鉆井液的攜巖能力，減少泥巖造漿和吸水膨脹的程度。

鹽城組鉆進時加0.5-1%單向封閉劑隨鉆堵漏。每班補充50-75kg改性瀝青，改善泥餅質量，防止砂巖縮徑。

造斜前加入0.5%的潤滑劑，增斜段、穩斜段潤滑劑含量保持在0.5-2%，保證泥餅摩擦系數在0.08以下，防止粘卡。

3.3.2.2 阜寧組

采用金屬兩性離子聚合物防塌鉆井液，阜寧組地層硬脆性泥頁巖易吸水膨脹，易剝落掉塊、垮塌；斷層處易垮塌。應嚴格按鉆井液配方要求加入處理劑，提高鉆井液的抑制能力和防塌能力；保持粘度在60s左右，防止鉆井液沖刷井壁；根據實鉆情況及時調整鉆井液密度。出現垮塌后首先提高鉆井液的粘度，將垮塌物攜帶出井，并分析垮塌原因。若因地層吸水膨脹而產生剝落掉塊、垮塌時，應提高改性瀝青、OSAMK、PHP等抑制、防塌處理劑的含量，提高鉆井液的抑制防塌能力；若因地層坍塌壓力高而產生剝落掉塊、垮塌時，應及時提高密度，平衡坍塌壓力；若因地層破碎、鉆井液粘度低、沖刷較強而產生掉塊、垮塌時，應降低排量、提高鉆井液的粘度，使環空保持層流狀態，防止垮塌。

根據摩阻扭矩情況適時補充潤滑劑。充分利用四級固控清除鉆屑，保持較低的密度和含砂量。

進入目的層前50m加入屏蔽暫堵劑，保護油氣層。

3.4 井眼軌跡控制

本區塊采用無線隨鉆和多點測量相結合，進行井眼軌跡監測。直井段每100m測量一次，遇實鉆軌跡有偏離設計軌道趨勢時加密測量。鉆完直井段起鉆時投測多點，確保井斜方位數據的準確性。定向段鉆進時10m測量一次，及時根據變化趨勢進行調整，保證井眼軌跡平滑。穩斜段30-50m測量一次，防止井斜、方位大幅變化，便于及時糾正。

通過幾口井的施工發現，該區塊井斜隨方位變化有自增或自降趨勢，方位向右漂移，要合理利用方位漂移規律[2]，預留好方位提前量，減少滑動鉆進時間；選擇合適彎度的螺桿，保證井斜自降時造斜率滿足軌跡要求。井斜自增時，要記錄好趨勢，預測時加以考慮，減少降井斜滑動時間。

3.5 電測通井措施

完鉆電測前，先帶雙扶配HAT127鋼齒牙輪鉆頭通井一次，該區塊下鉆通井到230-500m時多有遇阻現象，經分析認為是地層蠕變[3]導致井眼縮徑。遇阻時，開泵劃眼通過，由于此段地層松軟，極易出新眼，劃眼時要嚴格遵守“一沖、二通、三劃眼”，接好單根開泵正常后，先沖下去，上提鉆具轉動一個方位再通下去，然后再提起鉆具轉動劃下去。劃眼要“輕撥點劃”，遇到沖不動、通不下的情況時，先加壓20-30 KN轉動轉盤，觀看指重表指示若懸重回升，則立即停轉盤，再加壓20-30 KN轉動轉盤。如此重復操作，直到撥放點劃一單根，再提起下劃一次。

為確保后續電測及下套管順利，通井起到臺面后，甩掉扶正器和鉆鋌，鉆頭加鉆桿或配加重再下到500m。經現場實驗，不開泵通井到500m效果不理想，采用開泵循環一到兩周可以有效保證測井順利，循環時要控制排量，嚴禁定點循環，防止沖出“大肚子”造成復雜情況。

經調研文獻，通井時要調整鉆井液性能，保持粘度較低[4]，以便循環時有效沖刷掉井壁上附著的攜巖，后再用原鉆井液循環至巖屑干凈。

4 結語

4.1 二開第一趟鉆，盡量選用新度合適的舊鉆頭鉆進礫石層，并且適當控制鉆進參數。穿過礫石層后再更換新鉆頭。

4.2 二開井段要維護好鉆井液性能，鹽城組和三垛組提高抑制能力和包被能力，減少粘土層吸水膨脹縮徑；阜寧組提供抑制能力和封堵防塌能力，避免阜寧組脆性泥巖剝落掉塊。

4.3 二開鉆具組合的選取要考慮地層傾角對井斜方位的影響，保證一套鉆具組合可以完成全井段的施工。定向時考慮好井斜變化趨勢及方位漂移的趨勢，提高復合鉆進的比例。

4.4 測井前要甩掉扶正器再次用鉆桿或加重帶牙輪鉆頭通井到500m，并循環一周以上，確保測井一次到底。

[1]劉曉民.亞肯北區礫石層優快鉆井技術[J].石油鉆采工藝，2014,36(1):11-13.

[2]吳鵬.淺析蘇北工區方位提前量及井眼軌跡控制技術[J].石油鉆探技術，2004,32(1):20-22.

[3]商淮禹.淺析常見卡鉆因素系統分析[J].中國石油和化工標準與質量，2013,34(3):215.

[4]王學英.于培志，杜素珍.完井電測遇阻分析及對策[J].鉆井液與完井液，2002,19(6):141-142.