淺談丁山區塊淺地層提速施工

毛洪偉

摘 要：丁山區塊位于重慶、貴州和四川三省市交界，構造上位于四川盆地東南部川東南拗褶區，礁石壩的西南。作為頁巖氣勘探的重要組成部分，丁山區塊如有突破，可在礁石壩頁巖氣勘探、開發的基礎上，繼續擴大、甩開勘探目標，打造可觀的頁巖氣新產區。

關鍵詞：霧化鉆井;大尺寸;提速

丁頁5井位于貴州省習水縣寨壩鎮合心村灣頭組，其對應的構造位置為川東南地區林灘場--丁山北東向構造帶丁山構造北西翼，設計井深3700m。

1 上部大尺寸井眼提速技術難點分析

上部須家河以上陸相地層井眼尺寸大（444.5mm），常規泥漿工藝鉆進機械鉆速極低，空氣鉆可有效提高機械鉆速，但易出水，井壁坍塌掉塊現象多，鉆進井段少，轉漿風險大，本井空氣鉆井計劃鉆進至井深1274m（須家河組底界），但鉆進至井深77.3m時因地層出水轉為霧化鉆井，鉆進至井深870m時井下掉塊嚴重，接單根困難，時效較低，通過優化霧化鉆進參數，堅持鉆進至井深1036m時轉為泥漿鉆進，轉漿過程劃眼困難，并有很大的卡鉆風險，對泥漿處理也帶來很大困難。

2 提速技術措施

基于施工中遇到的技術難題，在實際施工中，結合地層特點，加強問題分析，制定了合理的技術措施，優選高耐磨性PDC鉆頭配合扭沖工具，合理優化鉆井參數，提速效果明顯，開發積累了寶貴的經驗。

2.1 首次成功實施大井眼霧化鉆井技術，有效延伸了空氣鉆井井段

丁頁5導管2（Ф609.6mm）空氣鉆進至井深77.3m因地層出水轉為霧化鉆井，通過優化霧化參數，順利鉆達預定井深530m，而鄰井丁頁4井空氣鉆僅鉆進至223m;一開（Ф444.5mm）直接采用霧化鉆進至井深1036m，平均鉆速8.58m/h，創出霧化鉆井在該區施工最深最快施工紀錄，而鄰井丁頁4井僅鉆進至876m，大尺寸井眼霧化鉆井技術有效提高了整體機械鉆速。

2.1.1 第一趟鉆（42m～77.3m）

12月2日8：00鉆進至井深74.6m，撈砂口取不到砂樣。增大注氣量至267.5m3/min烘干井壁，烘干過程中一直未見有水返出，試鉆進至井深77.3m，排沙口沒有砂子返出，12：30起鉆倒霧化鉆流程。起出鉆挺與鉆頭光滑無泥。

鉆具結構：φ609.6mm牙輪+回壓閥+φ279.4mmDC3根+φ229減震器+φ127mm鉆桿。

鉆進層位：上沙溪廟組。

本趟鉆空氣鉆進井段為：42m～77.3m，純鉆進時間29.5h，平均機械鉆速1.20m/h。

2.1.2 第二趟鉆（77.3m～192m）

12月2日17：30于井深77.3m開始霧化鉆進，注氣量182.5m3/min，注液量14L/min。

鉆具組合：φ609.6mm牙輪+回壓閥+φ279.4mmDC3根+φ229雙向減震器+φ228.6mmDC6根+φ127mm鉆桿。

12月5日19：30鉆進至井深192m，因進尺緩慢起鉆。0：00起出鉆頭，鉆頭損傷較輕斷齒3顆。

層位：下沙溪廟組。

本趟鉆霧化鉆進井段77.3m～192m，純鉆時間67.5h，平均機械鉆速1.70m/h。

2.1.3 第三趟鉆（192m～282.9m）

12月6日2：00下鉆到底，開始霧化鉆進。鉆進2m后鉆時開始加快。17：00為了緩解憋跳鉆嚴重的問題，替入9根8寸鉆鋌。

鉆具結構：略。

層位：下沙溪廟組。

12月8日19：00鉆進至井深282.9m，起鉆更換鉆頭。

本趟鉆霧化鉆進井段192m～282.9m，純鉆時間59.5h，平均機械鉆速1.53m/h。

2.1.4 第四趟鉆（282.9m～530m）

12月9日12：00下鉆至井深200m遇阻，現場判斷井眼因泥巖吸水膨脹縮徑，使用霧化鉆正常排量劃眼解除復雜。

鉆進至井深389m，接單根摩阻變大，井底有沉沙，增大注氣量至235m3/min，增加注液量至42L/min，立壓上升至2.2MPa，情況改善不明顯。

井深428m后，返出開始出現段塞，立壓上漲0.4MPa并且有所波動，現場初步判斷井底有新的出水層，出水量在20m3/h左右。

12月13日4：30鉆進至井深530m，導眼二完鉆。

鉆具結構：同上。

層位：下沙溪廟組，自流井組。

本趟鉆霧化鉆進井段282.9m～530m，純鉆時間67.5h，平均機械鉆速3.66m/h。

2.2 一開霧化鉆施工

2.2.1 第一趟鉆（530m～947.3m）

12月20日9：00開始一開霧化鉆進，注氣量235m3/min，注液量14L/min，立壓2.8MPa，返砂量很少;9：30增加注液量至28L/min，立壓2.8MPa沒有變化，返砂量仍很少，無明顯變化。

至11：00共計鉆進8m，開始注入發泡劑，注液量28L/min，返出大量砂子與泥團，排沙口沖擊力大。判斷純空氣鉆進的巖屑遇水后全部吸附在井壁和鉆具上，地層出水量不大，但新鉆巖屑也不能把水全部干燥。如繼續空氣鉆進，巖屑一直不返出勢必造成井下安全事故。

泡沫循環正常后開始正常霧化鉆進，返砂量一直偏少。

12月21日18：00，鉆進至井深813m，由于霧化鉆進過程中巖屑返出一直不正常，決定采用泡沫鉆進。注氣量降為182.5m3/min，注液量增加至3L/S，泡沫循環均勻后開始泡沫鉆進，巖屑返出正常。

鉆具結構：φ444.5mm牙輪+回壓閥+φ279.4mmDC3根+φ229雙向減震器+φ228.6DC6根+φ203mmDC8根+φ127mm鉆桿。

參數：鉆壓160-280kN，注氣量182.5～267.5m3/min，轉速30～50rpm，立壓2.8～3.7MPa，霧化注液量28～

42L/min，泡沫注液量3L/S。

層位：自流井組。

12月22日12：00，鉆進至井深933m，鉆進進尺緩慢并且憋跳鉆嚴重，增加注氣量至225m3/min。至17：00鉆進至井深947.3m，情況沒有明顯改善，開始循環準備起鉆檢查鉆頭。循環至17：30停氣，起立柱時上提遇阻，重新開始泡沫循環。18：30停氣起出一柱正常后起鉆。

本趟鉆鉆進井段530m～947.3m，純鉆時間44h，平均機械鉆速9.48m/h。

2.2.2 第二趟鉆（947.3m～1036m）

12月23日4：00，更換鉆頭后下鉆至井深891m遇阻，7：00劃眼到底開始正常泡沫鉆進。

鉆具結構：同上。

參數：鉆壓200-280kN，注氣量225m3/min，轉速30～50rpm，立壓3.4～3.6MPa，注液量3～4L/S。

層位：須家河組。

鉆進過程中經常出現蹩壓上提下放困難情況，接完立柱后上提遇阻，但注氣后恢復正常。12月23日9：40鉆進至井深958m，接完單根后送氣，注氣壓力迅速上升到6MPa，頂驅憋停。循環正常后開始劃眼，下劃眼過程中在井深940m左右扭矩較大，下部井眼順暢，初步判斷卡鉆原因為上部井眼坍塌。

12月24日7：30，鉆進至井深1036m，劃眼期間扭矩大，多次蹩停頂驅，接單根后注氣壓力上漲快，循環正常后壓力能有所下降。1倒劃眼起出一柱后立壓恢復正常，倒劃眼起出兩柱后開始正常起鉆。本井空氣鉆結束。

本趟鉆鉆進井段947.3m～1036m，純鉆時間15h，平均機械鉆速5.91m/h。

3 平均機械鉆速與鄰井對比

導管1平均機械鉆速，丁頁5井0.91m/h，丁頁4井0.61m/h，提速效果49.18%;導管2平均機械鉆速，丁頁5井2.18m/h，丁頁4井1.93m/h，提速效果12.95%。

4 結束語

霧化鉆井技術在丁頁5井的使用，達到很理想的結果，機械鉆速最高達到9.48m/h，其優勢得到了很好的體現。該項技術在近年來，隨著油氣田的加快鉆探開發步伐，而不斷得到很好的發展和應用，展現了其在空氣鉆井中的優越性，同時也加快了油氣田的勘探開發速度。