大慶油田提高氣體鉆井效率措施分析

楊 毅，張樹森，劉玉民，賈 麗

（1.大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413；2.大慶鉆探工程公司地質錄井一公司，黑龍江大慶163411）

氣體鉆井是一種以氣體作為循環介質代替單一鉆井液的特殊鉆井工藝技術。由于氣體的密度極小，在環空中基本不存在液柱壓力，消除了井底的壓持效應影響，改變了巖石的應力狀態，有效提高了鉆頭碎巖效率，巖屑重復破碎率較低，在提高鉆井速度上實現“革命性”的突破。在發現與保護儲層和提高油氣井具有十分突出的作用，推動了氣體鉆井技術在天然氣勘探開發中的應用發展。但是在現場實際應用過程中，氣體鉆井技術隨之帶來的是對地層流體壓力和井眼穩定性控制能力較低、攜巖性差、應用地層條件苛刻等問題，存在氣體鉆井應用井段較短、處理井下復雜處理時間長，氣體鉆井技術不配套等問題，導致鉆井周期縮短效果不明顯，嚴重影響了氣體鉆井綜合效率[1-5]。為此，本文就如何提高大慶油田氣體鉆井效率的措施進行分析研究。

1 影響鉆井效率因素分析

通過統計所鉆的11口氣體鉆井（見表1），平均機械鉆速達到6.95m/h，是鄰井常規鉆井的5.35倍；氣體鉆井平均單只鉆頭進尺是鄰井常規鉆井的2.45倍，單井鉆頭用量比鄰井常規鉆井減少4.14只，氣體鉆井的平均鉆井周期比鄰井常規鉆井平均周期縮短14.64d，有4口井鉆井周期縮短20d，其中XH271井鉆井周期比鄰井縮短50.12d。同時由表1可知，氣體鉆井周期縮短20d以上的4口井，進尺均在700m以上，處理復雜時間平均7.275h，其中XH271井縮短鉆井周期50.12d，進尺達到了1100m，處理復雜時間為零，所以要想提高氣體鉆井效率，縮短鉆井周期，需要通過完善氣體鉆井技術來提高氣體鉆井進尺，減小井下復雜幾率和減少處理井下復雜時間。

1.1 應用井段較短

通過統計所鉆的11口氣體鉆井井段、層位及進尺情況。從表2可知，11口氣體鉆井的總進尺為6672.13m，平均為606.56m，占實際三開進尺45.56%。最長的井段為1100.0m，最短的只有175.96m。鉆井井段大于1000m的只有1口井，占總井數的9.09%，鉆井井段大于700m的有4口井，占總井數的36.36%；鉆井井段大于500m的有8口井，占總井數的27.27%；由此可見，達到氣體鉆井井段大于1000m的要求還有較大的差距。氣體鉆井層位主要集中在泉一段至登四段，還沒有在營城含氣層段進行鉆進，提高氣體鉆井井段還有較大的空間。

1.2 井下復雜發生幾率高，處理復雜時間長

通過統計11口氣體鉆井時效情況。由表3可知，生產時間2475.99h，生產時間率62.7%，其中生產時間率在80%以上有7口井，占總井數63.64%，有2口井因為井下復雜處理時間長，導致生產時間率在30%以下。處理復雜1205.7h，占總時間30.54%。

通過對所鉆的11口氣體鉆井鉆具失效情況，有3口井發生過鉆具失效，占總井數27.27%，處理時間共計1160.1h，占氣體鉆井總時間的29.38%，占氣體鉆井處理復雜時間96.22%。其中XH27井處理事故時間占本井氣體鉆井時間68.38%，XH213井處理事故時間占本井氣體鉆井時間78.74%。這3口井鉆具失效均發生在地層出水后空氣鉆進過程中，因地層出水造成井壁失穩，另外，在鶯深2井也發生了鉆具失效。氣體鉆井雖然提高機械鉆速明顯，但是由于事故發生幾率高，處理復雜時間長，導致鉆進周期縮短不明顯。

表1 氣體鉆井與鄰井機械鉆速、鉆井周期和鉆頭用量對比

表2 氣體鉆井井段、層位及進尺統計

表3 氣體鉆井時效統計

1.3 配套技術措施不完善

通過對11口氣體鉆井循環介質和轉換原因情況，由于配套技術不完善，無1口氣體鉆井鉆至設計井深，其中有2口井因為鉆具失效轉換成常規鉆井，占總井數18.18%，4口井因為進入產層轉換成常規鉆井，占總井數36.36%，3口井因為地層出水卡鉆轉換成常規鉆井，占總井數27.27%，2口井因為地層出水機械鉆速慢轉換成常規鉆井，占總井數18.18%。空氣鉆井實際井段占設計井段43.92%，其中XH29井實際氣體鉆井井段只占設計井段12.22%為最小，最大的XH271井實際氣體鉆井井段占設計井段88.35%為最大。由于防治地層出水、井下事故預防和氣體鉆儲層技術不完善，中途被迫轉換成常規鉆井，導致氣體鉆井井段短，綜合效益不明顯。

2 提高鉆井效率措施分析

2.1 提高氣體鉆井進尺

氣體鉆井所鉆的11口井，鉆遇層位泉二底到營城，在氣體鉆進過程中，未出現井塌，說明徐家圍子地區泉二底至營城適合氣體鉆井。通過對徐家圍子不同井區泉二底至營城對應井段及厚度統計分析，徐家圍子地區泉二底至營城厚度基本在1200～1500m之間，氣體鉆井進尺至少在1100m。如果氣體鉆井正常鉆進，鉆井周期縮減情況見表4。

由表4可以看出，登婁庫組進尺每提高100m，鉆井周期大約縮短4d，營城進尺每提高100m，鉆井周期大約縮短7d。

2.2 減小井下復雜發生幾率，減少復雜處理時間

從上述研究分析可知，井下復雜發生幾率27.27%，復雜處理時間占氣體鉆井總時間29.38%，氣體鉆井如果井下復雜消除，平均縮短鉆井周期達18.52d，總縮短鉆井周期203.72d。

2.3 完善氣體鉆井配套技術

為了提高氣體鉆井進尺、時效和避免井下復雜發生，建議開展：①地層出水預測技術；②地層出水后鉆進技術；③地層出水后起下鉆井壁保護技術；④氣體鉆井鉆具失效機理研究；⑤氣體打產層技術。

氣體鉆井平均機械鉆速6.95m/h，這個機械鉆速比較理想，如果過份地追求增加機械鉆速，是沒有意義的，不但會增加一些負面的效應，而且機械鉆速的提高對于縮短鉆井周期的影響不大。由表5可知，對于氣體鉆井進尺1000m，機械鉆速由5m/h變為10m/h，氣體鉆井縮短周期4.17d，機械鉆速由10m/h變為14m/h，氣體鉆井周期縮短1.19d。

表4 不同進尺氣體鉆井周期與常規鉆井周期對比表

表5 氣體鉆井不同機械鉆速與常規鉆井縮短情況一覽表

3 結論

（1）提高氣體鉆井效率，縮短鉆井周期，主要是通過完善技術提高氣體鉆井進尺，減少井下復雜發生幾率。

（2）徐家圍子地區氣體鉆井可鉆層位井段在1200m左右。

（3）氣體鉆井如果過份追求提高機械鉆速，不但會帶來負面效應，且對提高氣體鉆井效率，縮短鉆井周期作用效果有限。