元壩超深井二開大尺寸井眼鉆井工藝優化

李凱賢

摘要：元壩區塊超深井二開Ф444.5mm井眼目前主要應用空氣鉆井，該工藝使用過程中存在的地層出水、井壁失穩、深部井段沉沙多等問題。本文結合近年來下部陸相地層PDC鉆頭+螺桿鉆井工藝在提速提效方面的突出表現，提出在井深2500m左右提前進行氣液轉換，采用PDC+螺桿鉆井工藝完成后續井段的方案，并在YF203H井進行了應用，取得了較好的經濟效益。

關鍵詞：元壩;二開Ф444.5mm井眼;空氣鉆;PDC鉆頭+螺桿

元壩區塊氣體鉆井主要應用于劍門關至上沙溪廟組，根據已施工井資料看，隨著井深增加，井下風險增大，YL602井、YB205-2井施工中出現垮塌卡鉆，YB1-1H井氣液轉換過程中井壁坍塌，通井劃眼困難，復雜故障工期較長，根據調研情況看，出現復雜故障井段均在2500m左右，分析出現的原因主要還是在是上沙溪廟組底部地層穩定性較差，因此深部井段空氣鉆施工無論是鉆進還是氣液轉換都存在較大風險，在該井深提前進行氣液轉換對降低事故復雜率較為有利。

1.鉆井周期分析

1.1鉆時情況分析

由于深部井段空氣攜巖效果變差，為了降低環空巖屑濃度，施工中均有意識的降低機械鉆速，以增加循環時間，前期已施工井若空氣鉆未鉆達設計井深，則氣液轉換后均使用牙輪鉆頭常規鉆井，由于鉆時非常慢（200-400min/m），基本都提前結束二開，上沙溪廟組剩余井段留至三開施工，其中YB10-2H井、YB205-3井、YB204-2井、YB27-4井等三開上沙溪廟組地層均采用PDC+螺桿鉆井工藝。

1.2二開2500m以深井段使用空氣鉆與使用鉆井液條件下鉆井周期預測

結合5口井二開空氣鉆2500m以淺及以深井段空氣鉆日平均純鉆時間和三開上沙溪廟組日平均純鉆時間，二開Ф444.5mm井眼2500m以深井段使用空氣鉆和鉆井液完成進尺所需周期控制在一周內，鉆時及日純鉆效率均參照三開Ф320.68mm井眼施工情況。按照預測，二開Ф444.5mm井眼2500m以深井段鉆井液條件下應用PDC+螺桿工藝，鉆井周期方面較空氣鉆井增加6.21-3.75=2.46天。

1.3氣液轉換周期分析

（1）元壩區塊前期已施工井氣液轉換時間調研統計

對元壩區塊近期施工的幾口井氣液轉換周期進行了統計，如表1所示。

上沙溪廟組地層較為穩定的井其氣液轉換周期可以縮短至4天以內，如表2所示。

（2）提前轉漿后井眼凈化縮短的周期分析

根據前期實鉆情況看，井深2500m以淺，空氣鉆攜砂效率較高，井壁穩定性也較好，表8中6口井空氣鉆深均達到了3000m左右，但依然實現了快速氣液轉換，即使地層穩定性較差的YB1-1H井，根據通井情況看，井壁失穩導致通井遇阻的井段也在2400m左右，因此若將氣液轉換提前至2500m左右，可以確保轉漿效率，縮短劃眼時間，預計在3天內可以完成氣液轉換工作，提前進行氣液轉換，預計井眼凈化縮短周期為9.09-3.0=6.09天。

1.4提前氣液轉換鉆井周期對比預測

根據以上分析預測情況，進行了元壩區塊2500m以深分別使用空氣鉆和采用鉆井液條件下PDC+螺桿鉆井工藝，從2500m至中完電測井周期對比，如表3所示。

即根據預測，2500m以深井段采用鉆井液條件PDC+螺桿工藝較使用空氣鉆井可節約周期13.84-10.21=3.63天。

2.現場應用

本方案在YF203H井進行了試驗應用，在井深2517.5m氣轉液后，采用PDC+螺桿復合鉆井，井深2500m至中完周期為2.65+7.33=9.98天，較表9中預測使用空氣鉆平均周期13.84天節約3.86天，綜合分析鉆機日費、空氣鉆及鉆井液費用、鉆井工具支出等，共計節約費用為51.32萬元。

3.結論

（1）本文從前期施工井實際情況出發，采用統計對比分析的方法，證明了在元壩區塊二開Ф444.5mm井眼深部井段提前氣液轉換，采用PDC+螺桿鉆井工藝施工，兼顧了安全性和經濟性，為本區塊氣體鉆井深部井段所面鄰的一系列問題提出了一個較好的解決方案;

（2）試驗井YF203H井氣液轉換后，由于鉆頭選型過于保守，第一趟使用6刀翼PDC鉆頭，機械鉆速不太理想（3.46m/h），起鉆更換5刀翼PDC鉆頭，機械鉆速達到4.08m/h，下步應用中可以使用攻擊性強的PDC鉆頭，其機械鉆速還可進一步提高，鉆井周期還可進一步縮短;

（3）隨著元壩區塊海相更深層次油氣資源開發，井身結構勢必會發生變換，大尺寸井眼鉆深會進一步加深，目前部分井二開Ф444.5mm需要鉆穿上沙溪廟組，進入下沙溪廟組地層中完，而上沙溪廟組底部穩定性極差，本文所提出的優化方案對該類井的施工更具參考性。