WS1-4井鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

王躍(大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶163411)

WS1-4井鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

王躍(大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶163411)

WS1-4井是部署在松遼盆地徐家圍子斷陷安達(dá)凹陷的一口開發(fā)井，通過鉆井技術(shù)難點(diǎn)的分析，進(jìn)行了井身結(jié)構(gòu)和鉆具組合的優(yōu)化設(shè)計(jì)，施工中二開優(yōu)選PDC鉆頭，三開采用復(fù)合鉆井和液動(dòng)旋沖工具進(jìn)行鉆井提速，取得了良好的施工效果。

鉆井難點(diǎn)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；鉆井提速；WS1-4井

松遼盆地北部深層構(gòu)造整體上呈現(xiàn)斷凹斷隆相間的區(qū)域構(gòu)造格局，安達(dá)地區(qū)處于松遼盆地東南斷陷區(qū)徐家圍子斷陷北部。為進(jìn)一步探索營城組火山巖含氣性，在松遼盆地東南斷陷區(qū)徐家圍子斷陷安達(dá)凹陷構(gòu)造上部署了WS1-4井。該井設(shè)計(jì)井深3377.00，完鉆層位營城組三段火山巖。

1　鉆井技術(shù)難點(diǎn)分析

WS1-4井鉆遇的地層自上而下主要有明水組、四方臺(tái)組、嫩江組、青山口組、泉頭組、登婁庫組、營城組。鉆井過程中存在的主要問題有：

1.1四方臺(tái)組以上疏松地層易漏、易塌。

1.2嫩江組和青山口組泥巖段長(zhǎng)，易發(fā)生井眼縮徑和泥包卡鉆。

1.3嫩一段地層傾角為1.9°且地層軟硬交錯(cuò)、登二段地層傾角為5.6°，鉆至相應(yīng)層位時(shí)易斜。

1.4營城組火山巖內(nèi)部斷層發(fā)育，脆性火山巖因破碎易落碎塊，疏松的凝灰質(zhì)巖，遇水易膨脹，易發(fā)生井塌、卡鉆等復(fù)雜事故。

1.5營城組火山巖厚度較大、硬度高、可鉆性級(jí)值高、研磨性強(qiáng)、鉆速慢，易發(fā)生斷鉆具、掉牙輪等井下事故。

1.6鄰井營城組地層鉆進(jìn)多次發(fā)生氣侵，起下鉆后效嚴(yán)重，采用近平衡鉆井進(jìn)入目的層，井控要求高。

2　優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到鉆井施工的成敗。因此根據(jù)WS1-4井的地質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)該井的井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，擬采用三層套管的井身結(jié)構(gòu)。一開采用Φ444.5mm鉆頭施工至井深191.00m，下入Φ339.7mm表層套管，封固明水組二段上部易漏易塌地層，防止上部地層井漏、井塌；便于安裝井口裝置。二開采用Φ311.2mm鉆頭施工至井深1852.00m，下入Φ244.5mm技術(shù)套管，封隔易塌及不同壓力層系，懸掛生產(chǎn)套管。三開采用Φ215.9mm鉆頭完鉆，下入Φ139.7mm套管封固目的層。

2.2鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)

鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證井身質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全、快速鉆井的基礎(chǔ)。根據(jù)該井的地層特點(diǎn)及鄰井的鉆探施工情況，在確保井下安全和井身質(zhì)量、提高鉆井速度的原則下，WS1-4井各次開鉆擬采用的鉆具組合如下所示。

一開為塔式鉆具組合：Φ444.5mm鉆頭+Φ228.6mm鉆鋌× 27.0m+Φ203.2mm鉆鋌×27.0m+Φ177.8mm鉆鋌54.0m+Φ 158.8mm鉆鋌×27.0m+Φ127.0mm鉆桿。

二開為鐘擺鉆具組合：Φ311.2mm鉆頭+Φ228.6mm鉆鋌× 18.0m+Φ308.0mm穩(wěn)定器×1.5m+Φ228.6mm鉆鋌9.0m+Φ 308.0mm穩(wěn)定器×1.5m+Φ228.6mm鉆鋌×18.0m+Φ203.2mm鉆鋌×54.0m+Φ177.8mm鉆鋌×54.0m+Φ158.8mm鉆鋌×27.0m+Φ 127.0mm加重鉆桿×139.5m+Φ127.0mm鉆桿。

三開為滿眼鉆具組合：Φ215.9mm鉆頭+Φ214.0mm穩(wěn)定器× 1.5m+Φ158.8mm鉆鋌×1.5m+Φ214.0mm穩(wěn)定器×1.5m+Φ 158.8mm雙向減震器×5.2m+Φ158.8mm鉆鋌×9.0m+Φ214.0mm穩(wěn)定器×1.5m+Φ158.8mm鉆鋌×243.0m+Φ158.8mm投入止回閥×0.4m+Φ127.0mm加重鉆桿×139.5m+Φ127.0mm鉆桿。

3　施工技術(shù)

3.1鉆頭優(yōu)化

自第三系至泉四段地層巖性比較穩(wěn)定，整個(gè)二開井段適合PDC鉆頭鉆進(jìn)。Φ311.2mm井眼繼續(xù)改進(jìn)鉆頭設(shè)計(jì)，優(yōu)選T1951DB+CK506鉆頭，實(shí)現(xiàn)PDC鉆頭二開完鉆，其中T1951DB鉆頭外徑為Φ315.00mm，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大上部井眼，減少起下鉆阻卡的作用。

3.2鉆井提速技術(shù)

3.2.1直螺桿復(fù)合鉆進(jìn)提速

在大慶油田的深部地層施工中，應(yīng)用高效PDC鉆頭加渦輪鉆具進(jìn)行復(fù)合鉆井施工，可以顯著的提高機(jī)械鉆速和單只PDC鉆頭的進(jìn)行，提高鉆井施工效率。因此，在該井段的施工中，優(yōu)選高效PDC鉆頭進(jìn)行渦輪鉆井試驗(yàn)，提高了機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期。

3.2.2液動(dòng)旋沖工具提速技術(shù)

大慶營城組火山巖地層具有巖性復(fù)雜、研磨性強(qiáng)、可鉆性差等特點(diǎn)，因此常規(guī)的PDC鉆頭再該成為施工卡滑，難以吃入地層。因此通過科研攻關(guān)，研制出了液動(dòng)旋沖工具和與之配合的U613M鉆頭和DSRE613M鉆頭，液動(dòng)旋沖工具是利用流體動(dòng)力學(xué)和能量轉(zhuǎn)換原理，借助部分鉆井液驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生一定頻率的扭轉(zhuǎn)沖擊，并直接作用在鉆頭上，給鉆頭施加了一個(gè)額外的高頻扭矩輔助破巖，解決了鉆頭的卡滑問題，提高了研磨性地層的鉆井速度和鉆頭使用壽命。

4　結(jié)語

4.1采用三層套管的井身結(jié)構(gòu)，保證了WS1-4井施工的順利進(jìn)行。

4.2通過優(yōu)選T1951DB+CK506鉆頭，實(shí)現(xiàn)WS1-4井PDC鉆頭二開順利完鉆。

4.3在深部地層通過渦輪鉆具復(fù)合鉆井和應(yīng)用液動(dòng)旋沖工具工具，實(shí)現(xiàn)了鉆井提速，提高了施工效率。

［1］張書瑞，呂長(zhǎng)文，劉卜.大慶慶深氣田深井快速鉆井技術(shù)［M］.大慶油田有限責(zé)任公司核心技術(shù)人才優(yōu)秀論文集.北京：石油工業(yè)出版社.2009.9：210.