鴨西區塊提速技術研究與應用

杜樹明，王文強，呂曉平，孫東光

（西部鉆探國際鉆井公司,甘肅酒泉735000）

鴨西區塊提速技術研究與應用

杜樹明*，王文強，呂曉平，孫東光

（西部鉆探國際鉆井公司,甘肅酒泉735000）

鴨西區塊位于酒泉盆地酒西坳陷青西凹陷東部，因受祁連山逆沖推覆作用的影響，地層發生褶皺變形,斷層分布廣泛。根據玉門油田勘探開發計劃，2015年鴨西區塊成為新的主戰區，所鉆井包括鴨6井區定向井、白堊系深井和老井加深側鉆等特殊工藝井。通過對所鉆井進行全面分析研究，針對鉆井的主要難點進行技術攻關，解決困擾鴨西區塊鉆井提速瓶頸問題，提高該區塊的整體鉆井速度，縮短鉆井周期。

推覆作用；定向井；斷層分布；特殊工藝井

1　鴨西地質構造特征

該區塊被多組逆沖斷層切割。區塊內斷層多，走向不一、傾角不同，導致了鴨西區塊鉆井易斜、易塌、鉆遇地層差異性大。

2　鴨西區塊鉆井資料調研（表1）

表1　鴨西區塊所完成井數據統計

白堊系深井鉆進平均井深4426m，平均鉆進周期169.7d，平均單井機速2.34m/h，事故復雜率8.57%。鴨6井區平均井深3614m，平均鉆井周期59.42d，平均機械鉆速4.57m/h。

3　鉆井難點分析

（1）由于褶皺和斷層的雙重影響，第三系和白堊系地層傾角大，自然造斜率高。

①白堊系地層自然增斜率高：鴨西117井從3501m鉆至3835m，井斜由4.86°增至15.77°。鴨西11井從4294m鉆至4450m，井斜由5.59°增至26.8°。

②鴨6井區設計與地層施工難點：直井段易斜，參數不能強化，水平負位移影響下部定向井施工。造斜后穩斜段長達1000m，控制井斜方位困難，影響鉆井機速。

（2）第三系牛胳套—胳塘溝組上部和白堊系地層下部粉砂巖和含礫砂巖研磨性強，對鉆頭磨損嚴重。

（3）該區塊為2層結構，裸眼段長，第三系白楊河、柳溝莊地層長期浸泡，易發生井壁垮塌、劃眼憋泵導致卡鉆。白楊河組及以下地層可能存在高壓鹽水層。小井眼加深側鉆，發生事故后處理難度大，鴨西地層典型事故復雜統計見表2。

表2　鴨西地層典型事故復雜統計表

4　技術措施應用

4.1井眼軌跡控制技術

4.1.1直井段防斜打快技術

防斜打快重點對井身質量控制的基礎上提高機械鉆速和行程機械鉆速，所選用的鉆具結構既能滿足穩斜穩方位效果，又能做到調控靈活性。

（1）鐘擺+螺桿鉆具+轉盤復合鉆井，可以使鉆具因加壓而柔性變形產生的側向力不斷改變方向，鐘擺力可與增斜力互相抵消，從而不易井斜，有利于穩斜。

（2）螺桿鉆具+轉盤復合鉆井方式，由于轉速高，彌補低鉆壓能量不足，可以大幅度提高機械鉆速。

（3）螺桿鉆具，可使鉆頭轉速加快切屑速度，但又不影響地面旋轉太快而無法控制憋跳鉆，有利于上部鉆具的平穩使用。

具體做法：選用1°～1.25°單彎螺桿“0-1”和“0-2”結構，MWD無線隨鉆測斜儀器隨鉆跟蹤。糾方位至自然方位（20°～60°）反向，井斜控制在2°～3°，全壓復合鉆進提高機速。

達到效果：在直井段的施工過程中，提前進行定向井軌跡預測，通過直井段定向施工控制負位移（20～ 30m），減小定向段的井斜，整體縮短鉆井周期。

4.1.2斜井段軌跡控制技術

（1）定向的理論依據。在定向造斜段以調方位為主，方位到位再全力增斜，避免大井斜調方位困難。穩斜段主要通過調整鉆具結構及鉆進參數控制井斜，通過滑動鉆進控制方位，在保證中靶的前提下多復合少滑動。

（2）優化鉆具組合。造斜段：通過優化鉆具結構，將原來12根鉆鋌減少到6根，用加重鉆桿替代部分鉆鋌，減少與井壁接觸，緩解托壓問題。

穩斜段：調整鉆具結構及鉆進參數，試驗多套鉆具結構，實現井斜控制。

4.2牛胳套地層的個性化PDC鉆頭選型

鴨西區塊N2n+N1t段長在1500～2000m，平均每鉆進400～500m，會鉆遇一套砂礫層，使得普通PDC鉆頭磨損嚴重，單只壽命短。在鴨6井區的鉆進過程中，優選攻擊性強、抗沖擊性高的鉆頭進行鉆進，優選出SF56H3和FX55SX3等型號的PDC鉆頭，從鉆頭使用數量和報廢數量上實現最低，并且保證單只鉆頭平均進尺提高到1000m，鉆頭選型依據見表3。

表3　鉆頭選型依據

4.3提速新工具——New-Drill的試驗應用

（1）同時將扭向和軸向連續沖擊力傳遞給鉆頭，增加鉆頭的破巖能力。

（2）減小鉆壓波動，提供連續的穩定鉆壓，能較好地提高鉆頭壽命。

（3）相比其他提速工具，可以做到主動控制井身質量。New-drill工具在鴨西2口216mm井眼試驗機速相比該井復合鉆進分別提高了81.19%和54.17%；在鴨西8X井152mm井眼試驗機速相比該井復合鉆進提高了87.3%。

4.4成功預防了事故復雜

4.4.1立足一次井控

針對鴨西的高壓鹽水層，制定相應的技術措施，主要突出預防為主，早發現早處理，確保實現一次井控。只有2口井鉆遇水層，但通過邊循環邊加重處理成功，立足實現一次井控。

4.4.2特殊工藝井管控措施

（1）提高泥漿的懸浮性和攜帶性，增加循環時間，盡可能清潔井眼，實現了小排量鉆進的井下安全。

（2）小鉆桿、鉆鋌抗拉抗扭強度低，加強鉆具檢查，規范上扣扭矩，落實探傷、錯扣及倒換鉆具制度，避免了鉆具事故。

（3）為鉆遇破碎帶制定了破碎帶鉆進、劃眼及開泵等技術措施，降低了破碎帶鉆進風險。

（4）成立現場技術管理小組，形成碰頭會制度，細致評估施工風險，加強現場監督落實，確保措施執行到位。

5　效果評價

機速提高：鴨6井區由2014年的4.57m/h提高至5.05m/h，整體提速10.5%。鴨西深井由2014年的1.71m/h提高至2.11m/h，整體提速25.5%。

節約周期：鴨6井區共鉆進11口井，節約鉆井周期86.12d，鴨西深井2口，節約鉆井周期65.25d，特殊工藝井2口，多用鉆井周期28.83d。鴨西區塊共計15口井，共計節約鉆井周期122.54d。

6　結論與建議

（1）鴨西區塊提速技術的研究使得常規井有效地預防了高壓鹽水層，老井眼加深側鉆等特殊工藝井順利完鉆，實現了鴨西區塊零事故零復雜。

（2）鴨西提速技術的研究，不但提高了鉆井速度、減少井下復雜、節約鉆井成本，同時還有利于發現和保護油氣層，真正實現了甲乙雙方共贏的目的。

[1]汪海閣，蘇義腦.直井防斜打快理論研究進展[J].石油學報，2012（6）.

[2]肖經緯，馮德杰.扶正器鉆具組合在定向井中的應用[J].內蒙古石油化工，2010（3）.

[3]張輝，高德利.鉆頭選型方法綜述[J].石油鉆采工藝，2002（1）.

TE2

B

1004-5716（2016）11-0049-03

2015-12-08

2016-01-18

杜樹明（1982-），男（漢族），黑龍江綏化人，工程師，現從事鉆井技術管理工作。