錦州25-1 南油田鉆井難點分析及對策

王克洋 李進 唐啟勝 林家昱 王桂萍(.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300459；.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

為了實現(xiàn)渤海油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標，渤海油田的開發(fā)井項目及調(diào)整井項目意義重大。錦州25-1 南油田位于渤海灣遼東海域，是規(guī)模較大的海上油田，有較高的油氣儲量。但該區(qū)塊在二開鉆井作業(yè)中，Φ311mm 井眼部分井段會出現(xiàn)復(fù)雜情況，非生產(chǎn)時間影響了作業(yè)時效，制約著渤海油田鉆井提速提效[1-3]，亟需對錦州25-1 南油田的鉆井難點進行分析，形成針對性的技術(shù)對策，對渤海油田鉆井提效具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

錦州25-1 南油氣田區(qū)域構(gòu)造上位于遼西低凸起中北段，西側(cè)以遼西大斷層為界緊鄰遼西凹陷中洼，東南呈緩坡向凹陷過渡，毗鄰遼中凹陷中北洼，處于油氣富集的有利位置。錦州25-1 南油氣田鉆遇的地層自上而下有：第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營組和沙河街組及太古界。含油層系為沙河街組和太古界。

2 鉆井作業(yè)難點分析

結(jié)合錦州25-1 南油田地質(zhì)概況，分析存在的鉆井作業(yè)難點如下：

(1)上部地層疏松，井眼擴大率高：區(qū)域內(nèi)平原組底深為垂深400m 左右，地層疏松，容易擴徑和坍塌。該區(qū)域內(nèi)表層作業(yè)采用海水及膨潤土漿開路鉆進，鉆井液沖刷能力強，作業(yè)排量高，容易形成“大肚子”，在起下鉆及下表層套管時，容易出現(xiàn)新井眼、套管遇阻等復(fù)雜情況。

(2)館陶組底部礫巖厚度大，耐研磨性強，機械鉆速低：館陶組下部地層含有粗砂巖及砂礫巖，特別是底礫巖對PDC 鉆頭的損壞極為嚴重，且機械鉆速(5～15m/h)較慢。

(3)東營組地層易垮塌：東營組地層為大段的泥巖夾薄層砂巖。泥巖厚度大，易垮塌，導(dǎo)致起下鉆困難、下套管困難、電纜測井困難。

(4)沙河街組地層機械鉆速較慢：本套地層為砂泥巖，其中均含有灰質(zhì)及高嶺土成分，機械鉆速較低(15～40m/h)，且鉆頭、扶正器容易被泥包。

(5)太古界地層容易發(fā)生漏失：潛山地層屬于太古界，地層為正常壓力，鉆井液密度安全窗口窄，因此，鉆井過程中容易發(fā)生井漏。

3 應(yīng)對措施及對策

3.1 預(yù)防井徑擴大的措施

為降低上部松軟地層的井眼擴大率，采取如下措施：Φ311mm 井眼在一開井段采用海水膨潤土漿鉆進，控制排量在3300～3600L/min，正常情況下，每柱鉆完后，不進行倒劃眼作業(yè)，直接接立柱。為防止巖屑下沉，接立柱時晚停泵、早開泵，每鉆進1～2 柱掃6～8m3稠漿攜砂。轉(zhuǎn)速控制在70r/min 以內(nèi)，減少機械轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力對井壁的破壞。鉆壓要跟上，但不控制鉆速，以減少水力作用對松軟地層井壁的沖刷。增強鉆井液的攜帶性，若鉆井液具有良好的攜砂能力，就不需要大排量(高的環(huán)空返速)便可以將大顆粒巖屑帶出井筒，可減輕鉆井液對井壁的沖刷。

3.2 底礫巖鉆井措施

由于該區(qū)塊館陶組底部礫巖較厚，一般厚度達70～80m，再考慮到井斜因素，所以實際需要破碎的底礫巖厚度會更大。優(yōu)化設(shè)計PDC 鉆頭，首創(chuàng)了雙排齒七刀翼的PDC 鉆頭。在距離預(yù)測的底礫巖頂測深50～60m 時，開始降低參數(shù)保護鉆頭，降低轉(zhuǎn)速至30r/min，排量2900～3000L/min，鉆壓3t。若機械鉆速可觀，參數(shù)控制上可不必過于保守。值得注意的是，使用PDC 鉆頭確認鉆穿底礫巖后，應(yīng)當及時提高鉆井參數(shù)。

3.3 井壁穩(wěn)定技術(shù)措施

該區(qū)塊在東下段至沙河街組出現(xiàn)了較為嚴重的井壁坍塌和起下鉆阻卡問題，部分井段劃眼異常困難，頻繁憋壓蹩扭矩，返出的巖屑既有粘軟巖屑又有硬質(zhì)碎屑。循環(huán)、倒劃眼所占的非生產(chǎn)時間占到了鉆井總時間的10%～15%。資料顯示：該區(qū)塊A 平臺某井在1850m 左右井段處粘土礦物質(zhì)量分數(shù)高達60%以上，說明該處泥巖易水化分散，不利于井壁穩(wěn)定。為解決這一現(xiàn)象，應(yīng)嚴格控制鉆井液密度：東營組1.32～1.35g/cm3，沙河街組1.35～1.38 g/cm3。鉆進過程中要隨時觀察返出巖屑情況，是否有掉塊和掉片。采用抑制性較強的綜合陽離子體系鉆井液，抑制粘土水化膨脹、分散。同時，嚴格控制鉆井液失水在3.6mL 以下，增強泥巖段穩(wěn)定性，防止井塌。

3.4 預(yù)防起下鉆阻卡的對策

針對起下鉆過程中的鉆具阻卡問題，采取如下技術(shù)措施：(1)在鉆井液中加入包被劑。加入后，巖屑一經(jīng)形成就處于包被劑的包裹中，尤其是長鏈高分子包被劑，吸附在巖屑上，形成覆蓋整個巖屑的水化層。(2)降失水。綜合陽離子體系采用CPA 作為降失水劑，盡量保證鉆井液體系的陽離子環(huán)境，降低鉆井液的濾失量。(3)保證充足的循環(huán)時間。循環(huán)可以減少巖屑因在鉆井液中浸泡時間過長而造成的粘土水化、膨脹和分散，有利于巖屑被固控設(shè)備清除。由于巖屑在上行的過程中會發(fā)生不同程度的沉降，所以在掃稠漿或循環(huán)時，循環(huán)時間在1.5～2 個遲到時間為宜。(4)短起下鉆，拉順井眼。當井壁上堆積的“雜物”過多、過厚之前，及時拉順井眼，防患于未然。由于鉆具對井壁反復(fù)刮拉、擠壓、摩擦，在井壁上就可以形成薄而韌的新泥餅，新泥餅的粘附力大大降低，不易粘附巖屑。(5)高效固控，最大程度清潔鉆井液。提高固控設(shè)備的清除效率，最大程度地清除無用固相、確保入井鉆井液的清潔是解決阻卡的關(guān)鍵。

3.5 預(yù)防井漏的技術(shù)措施

數(shù)據(jù)分析表明，該區(qū)塊在鉆進、起下鉆、下套管、固井作業(yè)中多次發(fā)生井漏。主要原因有：井身結(jié)構(gòu)不合理、地層中存在斷層或尖滅、鉆井液密度不合理等。為防止發(fā)生井漏，有以下措施：

(1)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，對于進潛山的井，原則為進山3m 或見坡積砂中完，上層套管下至潛山頂，需要準確卡層。在潛山中采用低密度無固相鉆井液鉆進，在鉆井作業(yè)中保持輕微過平衡的狀態(tài)。對于風險較高的井，二開最后一趟鉆可采用簡易鉆具，既降低了經(jīng)濟損失的風險，在緊急情況下又便于堵漏。

(2)對于有斷層的井，確認斷層的深度、斷距系斷層的發(fā)育情況，分析對鉆井作業(yè)的影響。可在鉆井液中加入堵漏材料，提前預(yù)防。

(3)下套管前保證井眼順暢，調(diào)整鉆井液性能，做到“三低一高”。下套管過程中應(yīng)注意泥漿池液面變化，實際減小量應(yīng)為套管的開端排代量，注意返出流量，保證連續(xù)灌漿等。

(4)固井前循環(huán)時采用小排量開泵打通，階梯式逐級提高排量，不得猛提排量。

4 結(jié)語

結(jié)合錦州25-1 南油田地質(zhì)概況，深入分析了該區(qū)鉆井作業(yè)存在的技術(shù)難點與風險。研究形成針對性的技術(shù)對策，包括預(yù)防井徑擴大的措施、底礫巖鉆井措施、井壁穩(wěn)定技術(shù)措施、預(yù)防起下鉆阻卡和鉆井漏失的措施。研究結(jié)論對錦州25-1 南油田提速提效具有重要指導(dǎo)作用，助力實現(xiàn)渤海油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標。