雙某塊儲氣庫鉆井提速措施研究與應用

摘 要：雙某塊儲氣庫屬于遼河盆地西部凹陷雙臺子斷裂背斜，主要利用枯竭砂巖氣層為儲層，儲層滲透性好、孔隙壓力系數低，鉆井施工中帶來了更多井壁穩定、防漏堵漏、潤滑防卡等技術問題。針對上述情況，該項研究開展了井身結構優化，鉆井參數優選，PDC鉆頭及高效螺桿優選，制定針對性技術措施，有效提升了井下故障預防和處理能力，采用“控時鉆進+隨鉆堵漏的方式”施工，縮短鉆井周期，降低井下事故率。2021年完鉆9口井平均機械鉆速14.37，同比2020年提高18.6%;平均鉆井周期45.31天，同比縮短3.1%;平均事故復雜率1.40%，同比降低46.4%。研究形成的雙某塊儲氣庫鉆井提速技術，對本區塊水平井和定向井，提高鉆井速度、縮短鉆井周期、減少井下故障率、降低作業成本有著十分重要的意義。

關鍵詞：鉆井提速;PDC鉆頭及高效螺桿;井眼軌跡控制;儲氣庫鉆井

1 區塊概況

雙某塊儲氣庫隸屬國家重點項目，雙某塊構造上位于遼河盆地西部凹陷雙臺子斷裂背斜的主體部位，構造面積約15km2，雙6區塊主體由雙6、雙67兩個北東傾沒的斷鼻構造組成，斷鼻形態較完整。自下而上發育沙河街、東營和館陶三套地層，其中S1+S2是主要目的層，儲層埋深2300-2500米，巖性以淺灰色含礫砂巖、砂礫巖為主夾深灰色泥巖，目的層為枯竭氣藏。東營組埋深1900-2000m，巖性以灰綠色、綠色泥巖為主，下部夾碳質泥巖。

2 存在的鉆井技術難點

通過調研分析儲氣庫區塊鉆完井施工經驗，總結出的共性技術難點主要體現為：

2.1鉆井井漏問題突出

沙河街組、興隆臺油層，可鉆性和滲透性都較好，沙河街組巖性以淺灰色砂質礫巖與含礫砂巖夾薄層深灰色泥巖組合，興隆臺油層巖性以含礫中粗砂巖、不等粒砂巖、礫狀砂巖為主。施工過程中易漏失（返出降低，甚至失返），因此施工難度很大。

2.2鉆頭選型和井身軌跡控制存在困難

鉆頭選型存在瓶頸，PDC鉆頭定向效果差，根據井身結構，合理使用復合鉆頭+水力振蕩器組合，提高鉆井效率。井身軌跡控制困難，同時五段制設計增多、井身軌跡復雜等條件影響，因此儲氣庫區塊定向井、水平井定向段摩阻扭矩大，托壓嚴重，施工困難日趨顯現。

2.3井下故障率高

由于地層巖性復雜、裂縫發育等因素，導致深井井漏、井塌劃眼問題嚴重;水平井鉆井液潤滑性差、摩阻大，處理劑降解快，鉆井液粘切不易控制，井眼清潔能力低;井設計井身軌跡復雜、裸眼段長、不同地層壓力體系并存，造成軌跡控制難度大、井壁穩定和井眼凈化困難、摩阻大等問題，也直接導致儲氣庫區塊施工井難度大。

2.4完井工序復雜

由于儲氣庫區塊井型特殊，對完井工藝要求較高，要高固井質量、要有效的套管封隔、要高質量的井眼保護、要高質量的套管頭（使用芯軸懸掛式密封裝置）密封等問題。因此完井期間，各個施工工序必須銜接有序，安全連貫。

3鉆井關鍵技術研究

3.1鉆頭及高效螺桿優選和防漏措施

復合鉆頭及高效螺桿+水力振蕩器組合使用，鉆頭性能綜合防震設計提高鉆頭工作平穩性，使用高強度耐磨切削齒+異形齒，提高鉆頭穿夾層能力，螺桿優選為深井、超深井等超硬地層設計的新型螺桿，轉速可達400-1000rpm，降低循環壓耗、提高排量及，提升鉆進效率。在施工中總結出防漏的有效措施，采用控時鉆進+降低排量+加入隨鉆堵漏劑相結合的方式鉆進[1]。

3.2井身結構優化和井眼軌跡控制

井身結構優化，表層套管下深由原設計封館陶組變為封到東營組上部易漏砂礫巖地層。二開中完蓋層底以上10m中完，以實現儲層專打。井眼軌跡控制技術主要通過將造斜點下移、雙靶點斜穿入靶降低降斜段曲率等手段優化軌跡，對下部降斜段施工困難的井段，應用旋轉導向技術控制井眼軌跡，解決下部井段定向托壓問題[2]。

3.3制定預防井下故障的應對措施

分析鄰井鉆井作業風險，有針對性的制定本井技術措施，有效預防井下故障。應用大數據系統，其特點是：數據多元化、效率更高。分析本井的地層特征、構造特征、儲層特征及斷層發育情況等地質數據，根據已完鉆井在建井工程中的異常情況數據，制定更有針對性的技術措施，有效預防事故發生。

3.4優化設計完井作業工序

完井施工中，提前做好地層承壓工作，調整好泥漿性能;合理布放套管扶正器，下套管期間各相關方做好配合工作，確保施工連續;開泵時，控制好開泵排量，避免造成憋堵，循環順暢后，固井施工期間保證各步驟連續;做好測聲幅及特殊附件鉆穿（合理選用鉆頭和磨鞋）工作。根據地層情況，可采用自制引鞋（鴨嘴型自制引鞋，水眼保護井壁設計）+篩管串+變徑短節+套管串+盲板+套管1根+管外封隔器+套管1根+管外封隔器+分級箍+套管串+帶回接桶懸掛器[3]。

4現場應用情況

2021年以來儲氣庫區塊區塊共施工完成12口井其中9口完井，完井總進尺*m。平均井深*m，平均機械鉆速14.37，同比2020年提高18.6%;平均鉆井周期45.31天，同比縮短3.1%;平均建井周期75.03天，同比縮短3.9%;平均事故復雜率1.40%，同比降低46.4%。

5結論和建議

研究形成的儲氣庫區塊鉆井提速提效技術，對本區塊水平井和定向井，提高鉆井速度、縮短鉆井周期、減少井下故障率、降低作業成本、有著十分重要的意義。尤其儲氣庫工程作為國家項目，是在供氣淡季使用集輸管線，將的多余天然氣注入地下存儲起來，其特點是儲存量大，機動性強，調峰范圍廣;在用氣高峰時將天然氣調出來，用以補充管線供氣不足，實現國家能源調配，目前投用的儲氣庫總數達到23座，調峰能力快速增加，占到全國調峰能力的95%以上，具有重要的戰略意義。

參考文獻：

[1]魏斯壯.鉆井工程中井漏預防與堵漏技術的應用 [J].化工管理.2019（35）

[2]曾勇.井身結構設計系統開發及應用研究[D].長江大學.2012

[3]李沁周，劉夕僑.瀘203井完井技術分析與認識 [J].化工管理.2019（33）

作者簡介：

石鵬（1985-），男，工程師，2010年畢業于中國石油大學（華東）石油工程專業，學士學位，現工作于中國石油遼河油田公司鉆采工程技術部，從事石油鉆井管理工作。