英西安全优快钻井技术研究与应用

英西地区位于柴西南区英雄岭构造带西段, 地面以风蚀山地为主, 地表海拔3000-3900m。该区整体处于柴富烃凹陷内, 油气资源丰富。纵向地层岩性及物性差异加大, 浅层易漏、中层大段盐膏层发育钻井液易污染、深层存在异常高压溢漏并存, 导致钻井施工难度大, 机械钻速慢、钻井周期长、钻井成本高。由此, 需开展安全优快钻井技术研究, 以进一步提升钻井速度及效率, 从而加快英西区块勘探开发进程。

1 地层特征及钻井难点分析

(1) 地层特征英西地区纵向自上而下共钻遇N22、N21、N1、E32四套地层。浅部 (N22-N21) 盐上地层以砂泥岩为主, 地层疏松、裂缝发育;中部 (N1-E32上) 复合盐膏层以砂泥岩、盐膏岩、泥膏岩互层为主;下部 (E32下) 盐下地层含大量石膏与芒硝、储层以泥质云灰岩和碎屑岩为主, 地层压力高, 裂缝空洞发育。

(2) 钻井难点表层成岩性较差, 易造成垮塌, 孔洞、裂缝发育, 易井漏;膏盐层蠕变缩径和污染钻井液, 阻卡等钻井复杂频繁发生;深层岩性致密, 可钻性差, 地层承压力低, 存在异常高压, 溢漏同层钻井风险高。

2 安全优快钻井技术研究

(1) 优化井身结构英西地区老井多采用“大三开”井身结构, 此井身结构钻井周期长、效率低、成本高, 通过对地层岩性、压力系统等研究, 综合考虑, 最终优化为“小三开”井身结构[1], 一开采用Φ311.2mm钻头钻至1600m, 下入Φ244.5mm套管开封隔上部松散及易漏地层;二开采用Φ215.9mm钻头穿盐层, 钻至高压层顶部, 下入Φ177.8mm套管, 开封隔盐膏层及E32上部层, 三开采用Φ152.4mm钻头钻至设计井深, 下入Φ127mm套管, 实施储层专打。

(2) 优选钻头序列根据纵向地层特性, 利用测井资料建立岩石力学特性纵向剖面, 对各开次岩石可钻性进行分级, 结合现场实钻情况, 对钻头类型进行优选。一开选用五刀翼Φ19mm切削齿PDC钻头, 针对地层特点选用高抗冲击性能切削齿, 提高钻头抗冲击能力;二开选用五刀翼Φ19mm切削齿PDC钻头, 下部选用五刀翼Φ16mm切削齿PDC钻头, 针对地层特点选用抗研磨性强的复合片, 提高机械钻速;三开选用五刀翼或六刀翼Φ13mm切削齿, 抗研磨性强的PDC钻头[2]。

(3) 钻井液体系及维护方法一开采用聚合物钻进液体系, 钻进过程中控制粘度在55s~75s, 保持较高剪切力, 及时补充胶液及HT301、BTM-2、FT-1A等处理剂, 提高抑制性能, 防止井壁缩径、坍塌, 维持井眼稳定, 施工时尽量用大排量 (45l/s以上) , 以提高携岩能力;二开采用盐水聚磺钻井液体系, 钻进过程中保持抑制性处理剂的加量, 降低地层水化分散和吸水膨胀, 防止井眼缩经。E32中上部地层富含膏盐层, 易井塌、井漏, 在钻井液中加入封堵防塌材料, 增强泥浆封堵和承压能力;三开采用复合有机盐钻井体系, 钻进时不间断的以胶液方式补充新浆。用BZ-YJZ-I和BZ-YJZ-II及防塌剂、润滑剂和抗盐抗温降滤失剂配成胶液, 以提高体系的抑制性和防塌性, 适当加入超细碳酸钙和BZ-YFT等封堵防塌材料, 改善泥饼质量, 增强泥浆封堵和承压能力, 保证井壁稳定。

(4) 防漏堵漏技术措施正常钻进应保持钻井液具有良好的流变性, 适当提高钻井液触变性, 合理控制钻井液密度;接单根前应留有一定的返屑时间, 避免井下岩屑沉积过多, 接好单根后应以小排量柔和开泵, 待正常后再使用正常钻进排量, 以减小激动压力, 降低井漏风险;提密度按每循环周0.02g/cm3梯度均匀加重;提高易漏井段承压能力, 为有效缩短井漏处理时间, 提高堵漏效率, 采用先进高科技堵漏材料:雷特超强片状、纤维状等高强度树脂合成材料。施工中, 建议每200米提高一次地层承压能力, 达到防漏防塌双重效果[3]。

3 现场应用效果

英西地区应用安全优快钻井技术21口井, 平均钻井周期5.44m/h, 平均钻井周期90.5d, 与未应用此项技术的井相比, 机械钻速提升77.8%, 钻井周期缩短45.3%。通过实施防漏堵漏技术措施, 该区块平均单井漏失量由之前的682方减少至158方。应用安全优快钻井技术后, 机械钻速大幅度提高, 缩短了钻井周期, 井漏也得到了较好的控制, 整体经济效益显著。

4结论与认识

(1) 优化形成“小三开”井身结构并成功在英西地区进行推广, 有效提高钻井速度、缩短钻井周期。

(2) 优选出适用于英西地区各开次的钻头序列, 对英西提速给予了有力支撑。

(3) 应用有机盐钻井液体系可有效控制盐膏层蠕动, 提高井壁稳定, 保证钻井的顺利施工。

(4) 形成一套适用于英西地区快速、高效、经济的防漏堵漏技术措施, 有效降低了恶性井漏的发生。

摘要：本文对柴达木盆地西南区英雄岭构造带西部区块的地层特征及钻井过程中所遇到的技术难点进行了分析, 从井身结构优化、钻头选型、钻井液体系及维护方法、制定防漏堵漏技术措施等方面形成了安全优快钻井技术措施。通过现场应用, 钻井指标大幅度提升, 井漏复杂得到了控制, 降低了钻井成本, 对该区域的进一步开发提供了技术支撑。

关键词：柴达木盆地,井身结构,钻头,防漏堵漏,安全优快钻井

参考文献

[1] 沈忠厚, 罗平亚, 李鹤林等.钻井手册[M].北京:石油工业出版社, 2013.8.

[2] 李忠慧, 张春阳, 楼一珊.等钻头优选新方法及其应用[J].天然气工业, 2008, 28 (12) :54-56.

[3] 张东海.防漏堵漏综合技术的应用[J].江汉石油科技, 2005, 15 (2) :34-36.