同地區(qū)兩口地?zé)峋@井工藝對(duì)比分析

李鵬

摘 要：我所先后在X地區(qū)實(shí)施LK1102和LK1103地?zé)峋@探，LK1103井在充分吸收LK1102井經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化鉆井工藝、提高鉆進(jìn)效率，圓滿完成LK1103井的鉆探生產(chǎn)任務(wù)，現(xiàn)將兩口井的鉆探過(guò)程遇到問(wèn)題及優(yōu)化鉆井工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：同地區(qū)；地?zé)峋汇@井工藝；對(duì)比

中圖分類號(hào)：P634.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）16-0109-02

Abstract： On the basis of fully absorbing the experience of LK1102 well， our institute successively carried out the drilling of LK1102 and LK1103 geothermal wells in area X， optimized drilling technology， improved drilling efficiency， and successfully completed the drilling and production tasks of LK1103 well. In this paper， the problems encountered in the drilling process of the two wells and the optimization drilling technology are compared and analyzed simply.

Keywords： same area； geothermal well； drilling technology； contrast

1 工程概況

（1）LK1102井和LK1103井均位于X省X市X鎮(zhèn)內(nèi)，直線距離相近800米，鉆井性質(zhì)為探采相結(jié)合，設(shè)計(jì)完鉆井深為2000米，其目標(biāo)層是土門(mén)子組、琿春組并穿過(guò)花崗巖50m終孔完鉆。

（2）地層情況描述：根據(jù)以前施工的LK1101實(shí)鉆揭露地層自上而下依次為：第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)南坪組、下更新統(tǒng)軍艦山組、新近系上新統(tǒng)船底山組、中新統(tǒng)土門(mén)子組、古近系琿春組基巖。本井預(yù)測(cè)地層厚度及巖性如下：

第四系全新統(tǒng)：0～10m，巖性為黃褐色砂質(zhì)粘土、腐植土。與下伏地層接觸關(guān)系為不整合接觸。

南坪組：10～40m，巖性為黑色、紫黑色含少量白色斑晶、玄武巖。與下伏地層的接觸關(guān)系為不整合接觸。

軍艦山組：40～130m，巖性為灰黑色、紫黑色玄武巖，致密塊狀，偶見(jiàn)氣孔狀，硬度大，有泥巖夾層。與下伏地層接觸關(guān)系為整合接觸。

船底山組：130～240m，巖性為灰綠色、黑灰色致密塊狀凝灰?guī)r，夾灰黑色致密塊狀玄武巖。與下伏地層接觸關(guān)系為整合接觸。

土門(mén)子組：240～930m，巖性主要為砂巖、砂礫巖、礫巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等，上部夾薄層玄武巖。特點(diǎn)是砂、泥巖交替，并且以砂巖為主，所揭露的砂巖、砂礫巖、礫巖主要含水層累計(jì)厚度147.56m，單層厚度8-16.25m，透水性好。

琿春組：930m～1800m，巖性以褐色泥巖、雜色砂質(zhì)泥巖、雜色、灰白色、棕紅色、灰褐色泥質(zhì)細(xì)砂巖、灰褐色細(xì)砂巖、砂巖為主，所揭露的砂巖、砂礫巖、礫巖主要含水層累計(jì)厚度86.57m，單層厚度4.91-28.58m。具斜層理和交錯(cuò)層理。

基巖（未穿）：花崗巖，粗粒結(jié)構(gòu)，礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主。

預(yù)計(jì)熱儲(chǔ)層：新近系土門(mén)子組、古近系始-漸新統(tǒng)琿春組。

2 LK1102井遇到主要問(wèn)題及解決辦法

（1）井漏：鉆至井深21米時(shí)井漏情況發(fā)生，通過(guò)兩次配漿還是有滲漏的情況，此時(shí)選擇加入鋸末子繼續(xù)鉆進(jìn)，繼續(xù)鉆進(jìn)仍持續(xù)漏漿，起鉆測(cè)量漏點(diǎn)位置大概在15米左右。配漿后繼續(xù)鉆進(jìn)至24米發(fā)生大漏失，泥漿進(jìn)井后完全不返漿。采取起鉆采用水泥+水玻璃固井，侯凝48小時(shí)后開(kāi)鉆仍然漏失，由于該地區(qū)玄武巖層較厚且氣孔較大，有裂隙，夾層多，24米-320米左右一直采用配制重泥漿摻雜鋸末強(qiáng)行鉆進(jìn)。后來(lái)漏失較少鉆至井底完鉆，完鉆一開(kāi)井深為449.94米。

（2）下管受阻：下表層套管至74米處遇阻，起套管下鉆滑眼通井。通井后再次下套管還是74米仍然下不進(jìn)去，起套管下鉆滑眼，滑至80米起鉆下套管74米處再次遇阻，起鉆下直徑445mm牙輪鉆頭擴(kuò)眼擴(kuò)到24米處，次日測(cè)井車(chē)測(cè)井74米處遇阻，通井之后再次測(cè)井還是74米處遇阻。最后研究決定換420mm擴(kuò)眼鉆頭擴(kuò)孔，擴(kuò)眼鉆進(jìn)至98米，下鉆通井，下套管下到160米處再次遇阻只好起套管，決定繼續(xù)擴(kuò)孔，擴(kuò)孔到一開(kāi)井底449.94米完鉆。

3 LK1103井主要優(yōu)化鉆井工藝

（1）依據(jù)LK1102孔掌握的地質(zhì)資料，在30-500m之間存在漏水，在下部含水層存在坍塌，為解決上部漏水及下部坍塌特采取如下技術(shù)措施：

a.上部漏水：在30-500m之間漏水，對(duì)其采用井口沖砂的方法堵漏，即向井眼內(nèi)投入填料（粘土球），相對(duì)于漏失較為嚴(yán)重的地層，采用水灰比為0.6的水泥漿注入井眼，待水泥漿24h達(dá)到穩(wěn)定的強(qiáng)度之后再進(jìn)行鉆進(jìn)。目的是盡快的建立井壁堵塞并隔離的方法進(jìn)行處理井漏問(wèn)題[1]。

b.下部坍塌：當(dāng)井下有削蝕掉快現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)該對(duì)鉆井液的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從粘度、切力，稠度系數(shù)等方面進(jìn)行提高，并且提高排量，將掉塊及時(shí)的攜帶到地面，使井眼得以暢通。針對(duì)下部塌的特點(diǎn)，優(yōu)先選擇防塌材料針對(duì)防塌層，配制專用的防塌鉆井液（要有足夠數(shù)量的防塌劑），將防塌鉆井液在起鉆前替換到塌層的鉆進(jìn)段，并用防塌鉆井液一點(diǎn)點(diǎn)將全部鉆井液替換，待鉆井液性能達(dá)到穩(wěn)定后再繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。

（2）優(yōu)化鉆頭選型、鉆具結(jié)構(gòu)及鉆井參數(shù)：根據(jù)地質(zhì)分層一開(kāi)鉆遇地層的可鉆性較慢為玄武巖。為提高鉆速縮短鉆進(jìn)周期減少鉆井的成本，此次一開(kāi)采用241.3mm牙輪鉆頭鉆到一開(kāi)的設(shè)計(jì)井深之后，再用400mm擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔到設(shè)計(jì)一開(kāi)井深。一開(kāi)鉆進(jìn)中使用的鉆具組合為∮241.3mm三牙輪鉆頭+∮172mm鉆鋌12根 +∮127mm鉆桿鉆進(jìn)至一開(kāi)設(shè)計(jì)井深。之后再應(yīng)用∮400mm擴(kuò)孔鉆頭+∮172mm鉆鋌12根 +∮127mm鉆桿。鉆井的參數(shù)選用較大排量（35升/秒以上）、較小的鉆壓（不超過(guò)20kN）、一檔（轉(zhuǎn)盤(pán)速度：58轉(zhuǎn)/分）順利完成一開(kāi)的鉆井深度685.10m，并下入∮273.1mm表層套管685m。根據(jù)一開(kāi)完鉆分析本井表層適合PDC鉆頭鉆進(jìn)，鉆井參數(shù)合理。

二開(kāi)開(kāi)始采用∮241.3mmPDC鉆頭，鉆具結(jié)構(gòu)采用防斜打直的塔式鉆具結(jié)構(gòu)，應(yīng)用12根∮172mm鉆鋌， 鉆井參數(shù)采用低轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速：58轉(zhuǎn)/分）、較大排量（排量：32升/秒以上），并將鉆壓控制在10-20kN之內(nèi)，為防止上部地層有縮徑和環(huán)空堵塞現(xiàn)象，鉆井過(guò)程采取打一劃二的技術(shù)措施，而且每當(dāng)鉆進(jìn)200米左右進(jìn)行短起下拉井壁，確保井下鉆井安全[2]。為了確保井身質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符，上部大段泥巖的地層進(jìn)尺相對(duì)較快并盡量采取鉆壓（20kN）吊打，且要堅(jiān)持定點(diǎn)的短起下鉆，使井身質(zhì)量保證在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)。

（3）優(yōu)化鉆井液性能：一開(kāi)鉆進(jìn)應(yīng)用低固相的聚合物鉆井液，主要以膨潤(rùn)土、碳酸鈉為主，配制泥漿粘度為45秒，此鉆井液鉆進(jìn)較快，對(duì)于漏失段采用水灰比為0.6的水泥漿注入井眼，并且要保證井下安全，順利完成一開(kāi)鉆進(jìn)，表層套管順利下至目的層段。二開(kāi)采用聚丙烯酰胺鉀鹽為主要配漿材料配制成低固相聚合物的鉆井液，采用此鉆井液鉆進(jìn)速度較快，將低固相聚合物的優(yōu)點(diǎn)較好凸顯出來(lái)。固相含量控制在10%，鉆井液性能的參數(shù)設(shè)計(jì)符合要求，一開(kāi)地層鉆井液密度控制在1.10-1.16g/cm3，粘度為55-60S，實(shí)現(xiàn)紊流洗井并克服阻卡現(xiàn)象，提高鉆進(jìn)速度。二開(kāi)鉆進(jìn)200米要進(jìn)行一次測(cè)斜，不成功及時(shí)補(bǔ)測(cè)，來(lái)保證井身質(zhì)量。用好固控設(shè)備，保證鉆井液有較強(qiáng)的抑制性能，低濾失性量及良好的泥餅質(zhì)量，失水量降到5mL，泥餅厚度0.5mm。泥餅薄且堅(jiān)韌，用以滿足地層的要求。

通過(guò)先后兩口地?zé)峋@進(jìn)對(duì)比，我們要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在新的鉆井任務(wù)中，要提前做好地質(zhì)地層調(diào)查，做好防漏、防卡、防塌等方面預(yù)防，優(yōu)化鉆井工藝，這樣才能保證鉆進(jìn)過(guò)程高效、高質(zhì)的完成，節(jié)省鉆進(jìn)周期，節(jié)約資金投入，對(duì)以后的地?zé)徙@井起到良好的助進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]白占學(xué).羊易zk212地?zé)峋逅@井技術(shù)及其對(duì)巖石破碎的影響研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.

[2]蘇寧，王虎，王劍，等.多工藝鉆井技術(shù)在貴州省遵義縣ZK1井施工中的應(yīng)用研究[J].地質(zhì)與勘探，2016，52（01）：165-172.

[3]王虎，陳怡，段德培，等.貴州省深部地?zé)徙@井現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015，42（02）：45-47+52.

[4]谷懿.云南大峽谷地?zé)徙@井工藝及引水方案對(duì)水量水溫影響評(píng)價(jià)[D].成都理工大學(xué)，2007.

[5]楊名耀.河北辛集地區(qū)地?zé)峋@井工藝技術(shù)研究[J].化工管理，2016（3）.

[6]王洪偉.淺談我國(guó)地?zé)峋@探工藝及方法[J].西部探礦工程，2015（2）.

[7]景龍，王彥靜，李偉，等.承德閆營(yíng)子地?zé)峥碧骄@井技術(shù)分析[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015（10）.