模式化鉆井技術(shù)在魯克沁油田規(guī)?；瘧?yīng)用

柯建興

(西部鉆探吐哈鉆井公司,新疆鄯善 838200)

模式化鉆井技術(shù)在魯克沁油田規(guī)模化應(yīng)用

柯建興

(西部鉆探吐哈鉆井公司,新疆鄯善 838200)

魯克沁油田是吐哈油田重點(diǎn)產(chǎn)能區(qū)塊之一,對(duì)吐哈油田實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)有著重要的戰(zhàn)略意義。本文通過對(duì)該區(qū)塊地層巖性、現(xiàn)有鉆井模式及區(qū)塊鉆井難點(diǎn)等方面的分析,從鉆頭選型、鉆具結(jié)構(gòu)、長短拉方式及鉆井液等方面提出相應(yīng)技術(shù)對(duì)策,旨在通過優(yōu)化鉆井模式,進(jìn)一步提高鉆井技術(shù)與地層特點(diǎn)匹配性,力爭降低該區(qū)塊鉆井復(fù)雜,加快該區(qū)塊開發(fā)步伐。

模式化鉆井 鉆頭選型 長短拉模式 鉆井液優(yōu)化

1 引言

魯克沁油田是吐哈油田新建產(chǎn)能重點(diǎn)油田，更是吐哈油田作為建設(shè)“新疆大慶”的重點(diǎn)實(shí)施地，實(shí)現(xiàn)該區(qū)塊鉆井提速迫在眉睫，2012年引入模式化鉆井技術(shù)，提速效果明顯。模式化鉆井技術(shù)，就是根據(jù)一定地層分布規(guī)律、巖性特點(diǎn)，利用現(xiàn)有的鉆井條件，在統(tǒng)一、規(guī)范的程序下進(jìn)行的鉆井施工。模式化技術(shù)的特點(diǎn)在于在施工過程中具有一定的穩(wěn)定性和可操控性，能夠最大限度的發(fā)揮地層、鉆具、參數(shù)的整體匹配作用，提高鉆井效率[1]。

2 鉆井難點(diǎn)分析

魯克沁油田由上至下鉆遇第四系西域組(Q)、侏羅系上統(tǒng)齊古組(J3q)、中統(tǒng)七克臺(tái)組(J2q)、三間房組(J2s)和西山窯組(J2x)及三疊系(T2K)地層。

(1)該區(qū)塊上部地層主要以礫石雁及含礫泥巖為主，分布在表層至700m左右。表層巖性較新，膠結(jié)疏松，鉆進(jìn)過程中蹩、跳現(xiàn)象嚴(yán)重，井壁掉塊打，不易攜帶出井眼，且鉆進(jìn)中易塌易漏；

(2)中上部地層主要富含鹽膏、膏質(zhì)泥巖，分布在700-1400m左右。該地層鉆進(jìn)中易縮徑，且造漿嚴(yán)重，起下鉆易發(fā)生阻卡；

(3)白堊系中下部地層主要以泥巖及砂巖為主，下部含夾雜礫石層，分布在2100-2400m左右。巖性不純，對(duì)PDC鉆頭造成先期損害，純鉆時(shí)間短；

(4)侏羅系內(nèi)夾煤層或煤線，3100-3400m為致密泥巖的儲(chǔ)層蓋層，三疊系底部為砂礫巖。巖性致密，鉆井機(jī)速低，煤層鉆進(jìn)易井塌，可鉆性差。

3 技術(shù)對(duì)策

(1)規(guī)范鉆頭選型序列，優(yōu)選鉆頭使之更適合地層；

(2)推廣應(yīng)用等壁厚螺桿，加強(qiáng)鉆頭與螺桿的匹配性，延長鉆頭純鉆時(shí)間，減少起下鉆次數(shù)；

(3)調(diào)整鉆具結(jié)構(gòu)，應(yīng)用單彎螺桿+MWD復(fù)合鉆具，有效控制井身質(zhì)量；

(4)根據(jù)地層特點(diǎn)確定定點(diǎn)短拉井段，有效降低鹽膏縮徑、鉆屑粘附引起的起下鉆遇阻。

4 模式化鉆井技術(shù)

根據(jù)該區(qū)塊地層特點(diǎn)及已鉆井資料分析，面對(duì)鉆進(jìn)中存在的難點(diǎn)及瓶頸問題，我們經(jīng)過試驗(yàn)和分析總結(jié)出適合該區(qū)塊的鉆井方法。

4.1 確定鉆頭選型

魯克沁油田二開鉆進(jìn)的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在上部1700～2400m白堊系地層巖性以泥巖為主，但巖性不純夾雜粉砂質(zhì)礫巖，且該地層巖石偏硬，抗壓強(qiáng)度較高，研磨性較強(qiáng)，導(dǎo)致PDC鉆頭不能一次性鉆穿；下部三疊系3100～3400m主要為致密泥巖，巖石硬度高，可鉆性極差。具體見表1。

表1

根據(jù)地層特性，確定PDC鉆頭選型時(shí)從提高PDC鉆頭耐磨性和攻擊力入手，先后試驗(yàn)了10種PDC鉆頭，最終選定了DS752AB、AHT2565兩個(gè)類型的PDC鉆頭。該兩類鉆頭的特點(diǎn)：(1)優(yōu)化布齒結(jié)構(gòu)，選用合理的切削角度，調(diào)配扭矩分布，提高鉆頭穩(wěn)定性；(2)采用高品質(zhì)進(jìn)口復(fù)合片，使鉆頭在整段進(jìn)尺中保持均勻的切削效率；(3)鉆頭保徑采用內(nèi)鑲TSP加強(qiáng)保徑，增強(qiáng)鉆頭保徑抗磨損能力。(4)較寬的排泄槽設(shè)計(jì)，有利于排屑及防止鉆頭泥包。

4.2 優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)

根據(jù)該區(qū)塊地層特點(diǎn)，引入了中空等壁厚螺桿、非中空等壁厚螺桿及MWD的使用。

(1)上部700～1400m含鹽膏及膏質(zhì)泥巖，為防止縮徑及造漿嚴(yán)重引起鉆頭泥包等問題，使用中空等壁厚螺桿，大排量沖洗鉆頭，預(yù)防鹽膏層帶來的復(fù)雜問題；白堊系K層2100～2400m以泥巖及砂巖為主，夾雜礫石，使用等壁厚螺桿，增強(qiáng)螺桿與鉆頭的匹配性，延長PDC鉆頭單趟鉆的純鉆時(shí)間。

(2)鉆穿白堊系K層后，使用螺桿+MWD鉆具組合[2]，釋放鉆壓，通過滑動(dòng)、復(fù)合鉆井方式能夠有效降低井斜，控制井身質(zhì)量。三疊系以砂礫巖為主，巖性致密，3100～3400m則為儲(chǔ)層蓋層，可鉆性差。引入非中空等壁厚螺桿，大扭矩鉆進(jìn)，能夠強(qiáng)化鉆井參數(shù)，提高鉆頭的可鉆性。

4.3 改變長短拉模式

根據(jù)地層特點(diǎn)，決定分別在鉆至1400m、2400m及完井時(shí)進(jìn)行定點(diǎn)長、短拉作業(yè)。有效解決因鹽膏層縮徑、鉆屑粘附引起的起下鉆遇阻問題及鉆穿K層后，休整井壁，確保井眼通暢。

4.4 鉆井液優(yōu)化性能[3]

由于鉆井液密度偏低，固相含量偏高，處理劑加量未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致起下鉆遇阻情況較多。因此為了有效解決起下鉆遇阻問題，保證井眼順暢，對(duì)鉆井液做了調(diào)整：

(1)規(guī)范維護(hù)處理方法：二開轉(zhuǎn)化后以低濃度膠液維護(hù)，大分子處理劑濃度控制在0.15-0.2%以內(nèi)，加入燒堿提高處理劑水化率，禁止聚合物復(fù)配，降低膠液粘度。

(2)放開失水控制：減少降失水劑加量，2500m之前保持失水在10ml以上。轉(zhuǎn)聚磺體系后，適當(dāng)控制失水，保持在6-10ml。

(3)強(qiáng)化固相控制：二開之后全程使用離心機(jī)，振動(dòng)篩使用100目以上篩布。每班清理錐形池，每鉆進(jìn)500m清理一次沉砂池，全井膠液維護(hù)量控制在1200-1500方。

(4)統(tǒng)一處理劑加量標(biāo)準(zhǔn)，全井大分子加量控制在1.2～1.5噸，聚合物降失水劑加量控制在2.5～3.0噸；同時(shí)規(guī)定磺化處理劑禁止干加。

5 現(xiàn)場效果應(yīng)用

2012年魯克沁油田共完成51口直井開發(fā)井，平均井深3474.52m，平均鉆井周期20.89天，平均機(jī)速17.91m/h，平均月速4990.77m/臺(tái)月。同比實(shí)施前，鉆井周期縮短1.26天，機(jī)速提高9.6%，月速提高8.81%。完成的51口，41口達(dá)到集團(tuán)公司22天建井周期目標(biāo)，36口達(dá)到西部鉆探20.7天提速目標(biāo)。

5.1 鉆頭應(yīng)用效果

通過鉆頭選型，選定了DS752AB和AHT2565兩類型鉆頭，總進(jìn)尺89796m，平均機(jī)速17.76m/h。與其他PDC鉆頭相比，提速幅度高達(dá)20.16%。同時(shí)是實(shí)現(xiàn)了單只鉆頭鉆完K層，兩趟鉆目標(biāo)鉆完進(jìn)尺，平均起下鉆次數(shù)由實(shí)施前的3次減少為2次。

5.2 等壁厚螺桿使用

2012年使用等壁厚螺桿共計(jì)32井次，常規(guī)螺桿13井次，等壁厚螺桿相較于常規(guī)螺桿平均進(jìn)尺多431.5m，增幅22%，純鉆多67h，增幅達(dá)60.36%，與常規(guī)螺桿相比，在保護(hù)鉆頭，延長鉆頭一趟鉆方面效果顯著。

為了控制井斜，保證井底位移在40m范圍內(nèi)，2400m以后使用等壁厚螺桿+MWD復(fù)合鉆進(jìn)，井底位移最大為36.54m，相較于常規(guī)鉆具井底位移最大為46.76m，控制效果更為顯著。

5.3 定點(diǎn)長、短拉應(yīng)用效果

根據(jù)規(guī)定在正鉆井1400m、2400m及完井實(shí)施“三長三短”方案，51口直井口井平均短拉次數(shù)為6.31次，短拉時(shí)間為39.10h。與2011年指標(biāo)相比，短拉次數(shù)減少1.79次，時(shí)間減少8.64h，降低比例為18.10%，應(yīng)用效果顯著。

2012年定點(diǎn)短拉平均口井遇阻0.76次，相較于2011年平均口井1.27次，遇阻次數(shù)降低40.14%，劃眼時(shí)間平均口井縮短7.64%，定點(diǎn)短拉效果顯著。

6 認(rèn)識(shí)與建議

(1)通過多次反復(fù)實(shí)踐，開展了多項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)研究，對(duì)魯克沁油田地質(zhì)、地層情況、井壁失穩(wěn)機(jī)理及鉆井難點(diǎn)認(rèn)識(shí)有所提高；

(2)通過優(yōu)選鉆頭，使之更適應(yīng)該區(qū)塊地層，提高機(jī)械鉆速，順利實(shí)現(xiàn)提速目標(biāo)；

(3)等壁厚螺桿的大范圍使用，加強(qiáng)了鉆頭與螺桿的匹配性，最大限度的發(fā)揮了鉆頭特性，降低了鉆頭投入成本，節(jié)省工期；

(4)定點(diǎn)短拉模式，簡化了該區(qū)塊短拉方式，同時(shí)為其他區(qū)塊短拉方法提供了借鑒；

(5)模式化鉆井，能有效加速油田的勘探開發(fā)。

[1]欒治星,劉金明.《青東地區(qū)模式化鉆井技術(shù)探討》.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011,31(3).

[2]周俊昌,余雄鷹,羅勇,狄勤豐.《復(fù)合鉆井防斜打快技術(shù)研究與應(yīng)用》.中國海上油氣,2007,19(3).

[3]閆曉清.《吐哈油田鉆井液技術(shù)發(fā)展綜述》.石油鉆探技術(shù),2002,30(2).

柯建興,1981年生,鉆井工程師,2003年7月畢業(yè)于江漢石油學(xué)院,中國石油大學(xué)(北京)在讀工程碩士,現(xiàn)從事石油鉆井研發(fā)管理工作。