新疆頁巖氣調查井準頁2井鉆井施工技術及問題探討

■趙建邦 李鄭

（新疆地質礦產勘查開發局第九地質大隊 新疆 烏魯木齊830000）

新疆頁巖氣調查井準頁2井鉆井施工技術及問題探討

■趙建邦 李鄭

（新疆地質礦產勘查開發局第九地質大隊 新疆 烏魯木齊830000）

我國頁巖氣很長時間以來在鉆井施工中都呈現出成本高、事故多、周期長等特點。新疆頁巖氣調查井準頁2井是我國鉆井施工較為成功的案例，該井設計井深1700米，工程質量良好，出氣情況佳，達到了地質目的。本文從鉆井設備的選擇依據,井身結構,取心鉆具、鉆頭的選擇使用情況,鉆井液的使用情況等方面詳細介紹了準頁2井的鉆井施工技術。

頁巖氣調查井鉆井施工技術

1 新疆頁巖氣調查井準頁2井工程概況

頁巖氣是賦存在有機泥頁夾層中，其主要存在方式為吸附或游離狀態，頁巖氣在一定的條件下轉換成非常規天然氣。

新疆頁巖氣調查井準頁2井位于新疆吉木薩爾縣，該區域地層各類巖石種類紛繁、交替出現。二疊系泉子街組合蘆草溝組是準頁2井鉆遇的主要地層。

新疆頁巖氣調查井準頁2井是一口調研井，在2014年1月17日開鉆，施工172天，井深達1617.18米，工程要求采取率為100%，該工程質量完全滿足要求。準頁2井是測氣量相對高的一口井，儲氣量平均品位達到了6-7m3/t。儲氣的最好井段在760—1000米。

2 新疆頁巖氣調查井準頁2井施工技術概況

2.1 工程質量要求

巖心直徑＞60毫米，所采用取心技術為繩索取心；嚴格執行巖心探鉆規程，直徑≯2°/100米；要求取心的井段巖礦心采取到達率100%，巖心直徑＞60毫米，并且保持結構完整，不變質、不磨燒；含氣巖心在地面暴露時間低于10分；井深不足1000米，打撈巖心時間小于20分鐘。

2.2 鉆井設備的選擇

鉆機：準頁2井設計井深為1700米，選擇鉆機首先要考慮的是能夠滿足井深和口徑的要求。根據這一原則，準頁2井在施工過程中所使用的鉆桿為?89毫米繩索取心鉆桿；鉆機最大重力為64噸，鉆機完全滿足了準頁2井的施工需求[1]。

鉆塔：準頁2井工程為深井施工，強力起拔必不可少，所以要求鉆塔有強大的支撐能力以及較長的立桿。

泥漿泵：深井施工中，耐壓值高的泥漿泵同樣必不可少。

鉆具：準頁2井工程地質方面定做的氣體解吸罐內經為70毫米，需求直徑≮60毫米，所以要求巖心直徑為60——70毫米之間，所選取鉆具的規格必須滿足施工要求。

鉆頭：為提高沖洗液攜帶巖粉和護壁的能力，同時也為了減少沖洗液上返時的阻力，所以增加了井壁與鉆桿之間的環狀間隙，將金剛石鉆頭外徑加大，改成了110毫米[3]。施工過程順利進行，說明參數相對準確。

動力設備：施工現場必須保證可以提供充足的電源，由于該工程所需用電量較大，所以配備發電機作為備用電源，以防萬一。

2.3 鉆井施工技術

準頁2井施工所遇地層巖石硬度不夠，井壁巖層不夠穩定，為了保證工程順利進行，在選取鉆進技術參數時進行了詳細周到的分析及細分，具體數據為：鉆壓：5.19—285米井段加壓鉆進，鉆壓為5-8Kn;285—1617.18米井段,鉆壓為 6-11Kn。鉆速：120——340r/min。泵量：68L/min左右。

由于準頁2井地層結構的限制，該井結構設計為二開。在實際施工過程中，井身結構也為二開。在施工過程中，為了達到更好的壓裂效果，以及出于對井壁穩定的考慮，采用了優質泥漿體系，有效的保護了井壁，整個工程施工中未出現嚴重的井內問題，整體進度平穩順利，說明所選取的工具以及泥漿體系適合地層結構。

準頁2井施工時間為冬季，由于新疆北部氣候寒冷，頁巖氣為可燃性氣體，施工過程中御寒和防火安全工作成了重中之重。為做好這兩項工作，在施工現場中，準備了大量的沙土，如果出現氣體噴涌，就及時用砂土填埋井口。并且要求施工現場方圓50米不得有明火，用帆布搭建防寒室，將不耐寒的材料放置其中，并加熱取暖。施工現場所用電器和電路全部安裝防爆裝置，以防引起火災。因為防護措施到位，整個施工過程未出現火災、火險[2]。

3 新疆頁巖氣調查井準頁2井問題探討

在新疆頁巖氣調查井準頁2井的施工中，總體來說，滿足了質量要求，保證了安全生產，施工技術到位，各項工作安排相對合理有效，但是依然有需要改進的地方，在存在的問題上做進一步探討，將有益于頁巖氣調查井的優化。對今后頁巖氣調查井的施工具有指導意義。

由于頁巖氣屬于可燃性氣體，冬季施工，為取暖造成了困擾，同時防火防爆的工作增加了施工成本，也拖慢了施工進度。所以在施工的時間上最好避開冬季。

準頁2井施工所選用的鉆機體積龐大，增加了操作的難度與成本，所以在選擇鉆機時，應當考慮工程情況，選擇合理的施工鉆機。

對于井壁失穩問題的研究由來已久，保證井壁穩定以及鉆井安全，在施工過程中選擇合適的鉆井液，保證取心鉆井順利進行，同時在施工過程中，要按照實際情況控制鉆井液的排量，并且時刻注意下鉆速度，防止抽吸壓力引起的井壁不穩定。過于簡單的井身結構不利于井壁的維護，當深井施工遭遇復雜地層時，應該采用多級井身結構，并做好相應的維護工作。

4 總結

綜上所述，新疆頁巖氣調查井準頁2井是相對成功的工程。準頁2井是測氣量相對高的一口井，儲氣量平均品位達到了6-7m3/t。760—1000米之間為儲氣的最好井段。新疆頁巖氣調查井準頁2井的完成不僅滿足質地要求，同時，達到了掌握準格爾盆地南緣晚古生界沉積充填系列，了解了當地地層結構及巖層分布特點，為下一步開展頁巖氣調查井的工程奠定了基礎，積累了經驗。為改寫我國頁巖氣長時間以來在鉆井施工中所呈現出成本高、事故多、周期長等特點做出了貢獻。

[1]任曉順，太武，劉健福，等.河北省樂亭縣灤河古河道深覆蓋層井鉆施工工藝 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015,42（1）:22—26

[2]蓋志鵬，付兆友，羅剛，等.新疆薩瓦亞爾頓金礦區鉆探施工難點及對策 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2013,40（12）:43—46

[3]張祖海，董海燕，丁昌盛，等.新疆溫泉縣AKT1-1地熱孔鉆探施工技術 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015,42（8）:17—21

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-32-1

趙建邦（1989～），男，畢業于中國地質大學（武漢），本科，技術員，研究方向為油氣地質勘探。

對準頁2井的施工經驗的充分總結以及存在問題的探討，有益于頁巖氣調查井的優化。為國內頁巖氣鉆井積累經驗。對今后頁巖氣鉆井的施工具有指導意義。