快速鉆井技術研究

朱偉委

摘要：本文結合勝利油田非常規油氣資源特別是泥頁巖、致密砂巖等特殊油藏的鉆井特點，立足于水平井鉆井發展趨勢，對井身結構優化設計、鉆具優選、井底鉆具組合力學優化、鉆頭優化設計等優快鉆井技術措施進行了分析，并對鉆井液體系優化進行了簡要研究。

關鍵詞：非常規油氣;優快鉆井;鉆井液

勝利油田等傳統大型油田傳統油藏類型已逐步趨于開發中后期階段，非常規油氣資源是重要的戰略接替資源，對油田增儲上產具有重要意義。基丁我國各油田不同儲層特點和鉆井開發難點，需要掌握快速鉆井技術，特別是對長水平段水平井等特殊構造油井實現優快鉆井，才能更好地開發非常規油氣藏，服務油田增效。

1優快鉆井技術

1.1井身結構優化設計技術

當前勝利油田新開發油井多為非常規油氣藏資源，井身結構設計中要考慮鉆井安全，還要為滿足后期產液達標而實施的壓裂改造等技術需求。比如，頁巖油儲層鉆井中存在井壁易坍塌等問題，主要是頁巖儲層具有較強不穩定性。針對頁巖儲層和井壁易坍塌儲層較多特點，井身結構設計中要確保套管下入能保證上部井眼穩定性;對致密砂巖油藏而言，設計中要確保進入該巖層水平段技術套管在較小井徑水平段中具備較強延伸能力，并便于后期壓裂施工，這樣才能確保后期快速鉆井。

對常規頁巖層和易坍塌儲層，一開鉆井使用Φ444.5mm鉆頭，隨后下入Φ339.7mm表層套管后，再將水泥返排到地面;二開鉆井使用Φ311.2mm鉆頭對上部地層壓力較低的層段采用Φ244.5mm技術套管進行封堵，確保水平段特別是泥巖段鉆進安全;三開使用Φ215.9mm鉆頭，鉆到井底后實施裸眼完井。在鉆井中設計Φ139.7mm套管封井作為備選方案，確保裸眼完井無法實施后能迅速完井。

對致密砂巖油藏，一開與前述相同，二開采用Φ241.3mm鉆頭并下入Φ177.8mm技術套管，在A靶點附近進行封堵，確保在井徑較小井段具備較強延伸性;三開井段使用Φ152.4mm的鉆頭，直至鉆到井底實施裸眼完井。

在井眼軌道設計中，當前多采用長水平段的水平井進行開發，為了鉆井安全和效率，要盡量控制井眼的狗腿，結合儲層特點和試鉆資料等，分析摩阻和扭矩，優選鉆井方案，并實施多向交瓦式水平井的鉆井設計。

1.2鉆具優選技術

當前鉆井中滑動鉆井效率較低、起下鉆次數較多，鉆井提速思路是確保鉆具旋轉控制起下鉆次數，要統籌使用雙扶正器鉆具、變徑穩定器、旋轉導向鉆具（不帶導向短節），并利用螺桿鉆具進行復合鉆進。

1.3井底鉆具組合力學優化分析技術

鉆井提速技術關鍵點是在造斜、穩斜和降斜階段準確把握鉆進規律，通過鉆具力學分析提前預判鉆進趨勢，控制和調整扶正器的間距、大小等參數，實現優快鉆井。

在井底鉆具力學分析優化后，可有針對性的采用扶正器+鉆鋌的井底穩斜鉆具進行優快鉆井，并根據具體儲層特點適當調整，比如，以穩斜鉆具為主，配合微降斜和微增斜鉆具，輔助螺桿鉆具鉆進，效率較高。比如在濟陽坳陷東營凹陷金家一樊家鼻狀構造帶斷塊油藏區域，某油井采用該方法后12d完成了水平段800m鉆井，比相鄰油井傳統鉆井方式工期縮短lOd，三開平均鉆速超過6.5m/h，比相鄰井提速35%。

1.4鉆頭優化設計

以金家一樊家鼻狀構造帶斷塊油藏區塊沙三段地層優化為例，取芯評價后可鉆性指標如表2所示。該區塊造斜和水平段巖性基本一致，可采用PDC鉆頭鉆進，同時優化鉆頭水力結構、布齒方向，強化鉆頭切削穩定性沒計，可采用P5362MJ（Φ241.3mm）鉆頭進行定向鉆進，比常規鉆頭提速30%左右;采用PK5235MJH（Φ152.4mm）鉆頭配合進口復合片鉆進，能有效提升破巖效率，還能降低鉆頭磨損。

2優快鉆井鉆井液技術

優快鉆井需要井壁穩定，才能實現安全鉆井，確保鉆井速度。而井壁穩定必須依賴適合區塊巖性特征的鉆井液。我國初期頁巖等井肇易坍塌油藏鉆井采用油基鉆井液體系，相比水基鉆井液，具備較強的抗溫抗壓、抗鹽侵、抗鈣侵等特點，并具備較好的潤滑性和環境適用性，有利于井壁穩定。

綜上所述，優快鉆井是提升鉆井公司效益的重要措施，要統籌井身結構設計、鉆具和鉆頭優選、井底鉆具動力學分析以及鉆井液優選等技術措施，才能更好地實現優快鉆井目的。

參考文獻：

[1]劉迪，郭良.王664區塊鉆井提速鉆井液技術優化[J].中國石油和化工標準與質量，2011（03）.