利853區塊優快鉆井模式研究

李緒鋒

摘要：利853區塊位于濟陽坳陷東營凹陷濱南-利津斷裂構造帶，巖性復雜多樣，油藏埋深2600～3200m，屬常溫常壓系統。在鉆井成本壓縮的大環境下，通過對施工的利853區塊鉆井施工方案及鄰井相關資料進行總結，結合實際施工經驗，從鉆井工藝技術、鉆井工具及過程管理等方面，深入優化總結出一套適合該區塊的優快鉆井施工模式，達到提速提效的目的，為利853井組后續井的施工提供經驗。

關鍵詞： 利853區塊;優快鉆井;提速提效;鉆井模式

1 地質情況簡介

利853區塊巖性復雜多樣，扇中主要以含礫砂巖、礫狀砂巖為主，夾礫巖、細砂巖、灰質砂巖，扇端以泥質粉砂巖、粉砂巖、含礫細砂巖為主。巖石類型為長石巖屑砂巖，石英含量25%、長石含量29%、巖屑含量46%。儲層以粗粒為主，分選中-差，磨圓度次棱角狀為主，結構成熟度低，膠結類型為孔隙膠結。油藏埋深2650～3200m，地層溫度112-120℃，溫度梯度3.32℃/100m;原始油層壓力24.15-34.8MPa，平均壓力為28.6MPa，壓力系數0.9-1.2，平均1.0，屬常溫常壓系統。根據利853井樣品分析化驗資料統計，沙四中儲層孔隙度平均為11%，滲透率平均為8.6×10-3μm2，碳酸鹽含量較高，平均為22.3%。膠結致密，屬于低孔、特低滲儲層。利853塊油層地面原油密度0.8589g/cm3，地面原油粘度為8.29mPa.s（50℃時），凝固點平均為27.8℃。 沙四段地層水以CaCl2型為主，總礦化度較高，一般為50623-112520mg/l，平均7.3×104mg/l，氯離子含量為4.4-6.9×104mg/l。

2 施工難點分析

利853塊構造位置位于濟陽坳陷東營凹陷濱南-利津斷裂構造帶。鉆探目的是完善利853塊主體注采井網，提高儲量控制程度和采收率，主要目的層為沙四段。通過對該地區鄰井資料及前期井施工情況分析，該地區鉆井施工難點如下：

1、利853區塊造斜點淺，屬于淺層定向，穩斜段長，設計要求中靶后自然降斜，軌跡控制難度大。

2、該井組井網密集，防碰難度大。

3、該井組沙河街井段長，造漿嚴重，鉆井液性能維護困難。

4、進入沙三段后，斜深2300-2600m左右，地層偏軟，受地層傾角影響呈降斜趨勢，最高可達6°/100m，平均降斜率3°/100m，降斜趨勢持續至沙四段中靶，控制井斜存在較大難度。

針對利853區塊造斜點淺、穩斜段長、沙河街井段長、防碰及軌跡控制難度大等施工難題，從優化鉆具結構、優選PDC鉆頭及鉆進參數、優化泥漿體系三個方面，優化鉆井施工模式，提高每個環節施工效率，達到整體提速提效的目的。

3 施工模式優化

3.1 鉆具結構優化

1、一開平均井深410m，采用鐘擺鉆具結構，增加鉆鋌數量，確保防斜打直，配合PDC鉆頭加雙泵組合，提高機械鉆速。平均一開純鉆時間4h，泵壓12MPa。

2、二開先期方案采用PDC+單彎螺桿（1.25°）+無磁鉆鋌+無磁承壓”的鉆具結構，但在實際施工時，在降斜段井斜難以控制，定向困難且效果不好。在2500m處更換牙輪鉆頭，定向鉆進200m調整軌跡，2800m后牙輪鉆頭鉆時較慢，更換PDC鉆頭完成后300m進尺。先期方案使用三個鉆頭，三趟鉆，進尺工作時間較長。

針對利853井組地層特點，優化鉆具組合，采取PDC鉆頭+單彎螺桿（1.5°）+止回閥+無磁承壓鉆桿+MWD懸掛+加重*8柱+鉆桿的鉆具結構，有效降低了穩斜段因地層傾角產生的降斜趨勢，實現一趟鉆完鉆，并且減少了滑動鉆進的比例，提高了機械鉆速。

3、在鉆具中加入偏心擴眼器、扶正器等井下工具，利用短起下作業，破壞井筒內巖屑床，循環時提高鉆井泵排量，調整鉆井液性能增加攜砂能力，達到清除巖屑床，提高環空清潔度的目的。

3.2 優選PDC鉆頭及鉆進參數

利853區塊前四口井分別使用三個廠家的四刀翼PDC鉆頭，根據地層優化水眼及鉆頭齒數、齒形高度，對比分析。

通過使用比較，優選廠家一的4刀翼PDC，該鉆頭在保證較快機械鉆速的前提下，能有效調整井深軌跡，可以實現二開一趟鉆完鉆。該鉆頭的設計采用淺內錐角，提高定向鉆進時鉆頭弧頂位置接觸地層的齒數，增加鉆頭抗沖擊抗研磨能力。同時相當于減少芯部齒吃入地層深度，減少了對復合片的沖擊載荷，預防芯部齒過早損壞出現鉆頭掏心情況。規徑齒部位復合片采用小磨邊設計，提高鉆頭定向時支撐點的減震能力，并保持有充足的切削能力提高定向效率。鉆頭采用短保徑設計，進一步減少鉆頭定向時保徑面與井壁之間的磨阻以提高機速。鉆頭復合片采用14°后傾角設計提高機械鉆速，復合片選用超深脫鈷耐高抗沖擊與耐研磨異形面復合片（屋脊齒）。通過以上對鉆頭的深度優化處理，該鉆頭充分匹配該區塊地層，可實現高效造斜，有效穩斜并保持高機速。

根據設計調整、優化井眼軌跡，合理調整鉆進參數。針對該區塊地層特征，定向施工特點，在鉆時快的井段多定向鉆進，提高造斜率，在鉆時慢不好定向的井段多使用復合鉆進，通過調整鉆壓大小和頂驅轉速快慢控制井斜方位變化情況，減少定向時間，提高了鉆井時效，

3.3 鉆井液處理優化

通過利853井組的施工，鉆井液處理方面總結出以下幾點優化措施：

1、一開井段采用清水鉆進，重點控制攜砂和防塌，適當增加粘度，配合雙泵大排量保證攜砂。

2、二開上部地層直井段成巖性差，泥巖較軟且砂層發育，重點抑制地層造漿、防止泥巖縮徑。保證足量的氯化鈣，抑制能力強，可有效抑制巖屑和粘土顆粒在分散，保持在較粗顆粒級別，易于清除。

3、上部地層采用離心機輔助絮凝的方式，將膠液直接打入離心機中，實現離心機底流是清水的效果，有效清除有害固相，大大減少了廢液排放，提高了機械鉆速。

4、至東營組控制好失水，至沙二段提比重，始終保持低粘低切，控制好流型，調節好沙河街組斜井段潤滑、屑沙能力。

5、隨著井深、井斜增大，及時補充潤滑劑。

6、封井漿采用“井漿+液體潤滑劑+塑料小球”配方，要充分循環，確保井眼干凈暢通。

3.4 生產管理優化

發揮甲乙雙方項目組技術管理優勢，做到設計及合同、搬遷安裝、開工驗收、固井施工、物資供應“五不等待”，實現了生產高效率。

全面梳理生產流程，銜接好每個施工節點，調整開鉆和鉆開油氣層驗收方式，優化二開試壓流程，下套管使用與套管尺寸相符合的變扣接頭并做好預案，減少更換閘板試壓。

堅持安全標準化操作，重點對搬遷整改、起下鉆、配鉆具、接立柱、下套管等工序進行跟班監管，強化崗位操作與作業配合，力求“工序零對接、時間零損失”。根據當班崗位效率、輔助工作完成情況、安全操作等方面，對班組人員量化考核，與班組人員績效掛鉤，使工時分配更加準確、公正科學，有效促進了班組生產，提升了生產效率。

4 實施效果及結論

4.1 方案實施效果

通過采取有效優化措施，使用高效長壽命螺桿鉆具、優化鉆頭選型、優化鉆井參數及鉆井液性能參數，配合離心機輔助絮凝技術，形成了“一口井、一趟鉆、一只鉆頭、一套鉆具組合”的施工模式，利853井組基本數據如下：

從中可以看出，采用該鉆井模式后，效果如下：

1、一開純鉆時間縮短到4-5h，下表層套管時間縮短到3-4h。

2、二開實現一趟鉆，口井鉆井周期由最初的15.7d減少到最快5.54d

3、口井機械鉆速由最初的25.73m/h提高到最高45.27m/h，總體提速76%。

4、鉆機月速由4287.5m/臺月提高到最快10520.69m/臺月。

4.2 結論與建議

1、在利853區塊實現了優快鉆井模式，大幅提高了鉆井施工速度，節約了鉆井周期，降低了鉆井成本。

2、利853區塊優快鉆井模式是通過一系列優化措施，達到提速提效目的，可推廣到其他區塊鉆井施工中。

參考文獻

[1]楊馥蔓等. 利853-斜53井鉆井工程設計[M]. 勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，2019.

[2]王萍等. 利853-斜53井鉆井地質設計書[M]. 勝利石油工程有限公司地質錄井公司，2019.