小井眼鉆井提速工藝技術(shù)與應(yīng)用研究

齊志山

摘要：小井眼鉆井技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域比較廣闊，隨著鉆井技術(shù)設(shè)備及工具的出現(xiàn)，當(dāng)前，小井眼技術(shù)不僅可用于淺井，直井，也可用于中深井和深井，定向井和水平井，多分支井；不僅可用于探井也可用于開發(fā)井；不僅用于打新井，也用于老井加深和開窗側(cè)鉆。小井眼技術(shù)發(fā)展是勘探開發(fā)的需要，發(fā)展和應(yīng)用小井眼技術(shù)主要目的是降低鉆井成本。提高機(jī)械鉆速是實(shí)現(xiàn)高效鉆井的重要措施之一，積極開展小井眼旋沖鉆井提速技術(shù)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用，進(jìn)行工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，減少鉆頭粘滑振動(dòng)有效傳遞鉆壓，利用高效沖擊破巖增加機(jī)械鉆速達(dá)50%以上，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命，縮短鉆井周期。

關(guān)鍵詞：提速；鉆井工藝；小井眼；鉆井周期；鉆頭壽命

近年在國際原油價(jià)格斷崖式下跌的背景下大幅度降低施工成本，縮短施工周期，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。小井眼鉆井又得到了人們的普遍關(guān)注。在深井超深井的尾管、老井側(cè)鉆、小井眼鉆井等井型中得到廣泛應(yīng)用。積極開展新技術(shù)、新方法在鉆井工藝技術(shù)方面的應(yīng)用，是推動(dòng)高效鉆井工藝發(fā)展的必經(jīng)之路。在小井眼鉆井方面，開展了提速鉆井工藝的調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，嘗試應(yīng)用了水力旋沖鉆井?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，該鉆井提速工具應(yīng)用效果較好，同時(shí)也開展了固井及注水泥塞相關(guān)技術(shù)實(shí)踐及應(yīng)用，為鉆井工藝技術(shù)的實(shí)踐提供借鑒。

1 鉆井提速工具

1.1 水力旋沖鉆井技術(shù)

旋沖鉆井原理是在常規(guī)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的基礎(chǔ)上，再加上一個(gè)沖擊器。沖擊器是一種井底動(dòng)力機(jī)械，一般接在井底鉆頭的上端，依靠鉆井液推動(dòng)其活塞沖錘上下運(yùn)動(dòng)，撞擊鉆頭，鉆頭在沖擊動(dòng)載和靜壓旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石。通過采用液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)和對(duì)射流沖擊器的改進(jìn)與防空打機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，大幅度加快逆掩推覆體地層的鉆井速度，利用小鉆壓鉆井來有效控制井斜。水力旋沖鉆井共實(shí)施應(yīng)用4口井，鉆遇地層主要是：石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系，主要巖性為：泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、含礫細(xì)砂巖、粉砂巖、瀝青質(zhì)粉砂巖、灰質(zhì)泥巖。旋沖鉆井工具在這幾口井使用，大幅度提高機(jī)械鉆速，縮短了鉆井周期。

1.2 高溫螺桿+高效PDC鉆頭提速技術(shù)

抗高溫螺桿即是用了耐高溫橡膠，以保證螺桿的橡膠定子在高溫情況下不會(huì)發(fā)生損壞，此次試驗(yàn)的貝殼休斯高溫直螺桿具有以下四個(gè)特點(diǎn)： 耐高溫160°C-190°C；動(dòng)力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、工作時(shí)間長(zhǎng)，最高壽命累計(jì)使用可達(dá)1000小時(shí)。使用效果表明，貝克休斯抗高溫螺桿X-Treme+高效PDC 在石炭系、泥盆系、志留系以及奧陶系取得良好的提速效果，平均機(jī)械鉆速達(dá)到4.04m/h，行程鉆速3.09m/h，兩者都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鄰井，分別提高 72.65%和78.6%。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，貝克休斯耐高溫螺桿+高效PDC 鉆頭提速取得了較好的效果，充分說明貝克休斯螺桿耐高溫性能強(qiáng)，功率大，使用壽命長(zhǎng)，PDC鉆頭有較好的抗沖擊、抗研磨性，攻擊力強(qiáng)。在地層溫度高、井段長(zhǎng)、巖石強(qiáng)度大、研磨性強(qiáng)井段使用合適的貝克休斯高效PDC鉆頭+貝克休斯耐高溫、長(zhǎng)壽命螺桿能夠大幅度提高鉆井速度，減少起下鉆時(shí)間，具有積極的推廣價(jià)值。

2 固井及注水泥塞技術(shù)

2.1 長(zhǎng)裸眼全封固固井配套技術(shù)及應(yīng)用

長(zhǎng)裸眼全封固固井配套技術(shù)根據(jù)緊密堆積理論，采用水泥+漂珠+微硅三級(jí)顆粒級(jí)配，形成1.20～1.40g/cm3的大溫差低密度固井水泥漿體系，該水泥漿體系初始稠度低，可泵流動(dòng)性較好，曲線平滑基本呈直角稠化。解決了70～135℃大溫差固井，水泥漿易超緩凝頂部強(qiáng)度發(fā)展慢，一次性封固段長(zhǎng)4000～6000m等技術(shù)難題。在此工藝基礎(chǔ)上，逐步摸清非目的層縱橫向承壓能力，針對(duì)地層承壓能力極低的特殊區(qū)塊，進(jìn)一步形成全封固正注反擠工藝，縮短常規(guī)密度水泥漿稠化時(shí)間，一般為200～300分鐘，調(diào)整正注水泥漿上返高度，一般為井底以上2000-2500m，同時(shí)優(yōu)化反擠水泥漿時(shí)機(jī)，固井質(zhì)量顯著提高，環(huán)空段長(zhǎng)封固合格率提升至82%。長(zhǎng)裸眼全封固固井配套技術(shù)的實(shí)施，從根本上解決了易漏失井長(zhǎng)裸眼全封固固井技術(shù)難題。

2.2 易噴易漏儲(chǔ)層注水泥塞技術(shù)

通過對(duì)目的層易噴易漏儲(chǔ)層特征分析及注水泥塞技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研，提出了"平衡法"注水泥塞工藝，即依靠水泥漿自重及鉆井液靜液柱壓力平衡儲(chǔ)層壓力的一種注塞工藝。當(dāng)靜液柱壓力從大于儲(chǔ)層壓力到接近平衡時(shí)，井筒剩余水泥漿在漏層以上形成一段連續(xù)的水泥漿柱，凝固后形成一段連續(xù)的水泥塞封堵油氣層。配方如下：水泥+25%硅粉+10%微硅+2%防氣竄劑Flock-2+3～5%降失水劑LANDY-806L+1.5～4%分散劑LANDY-906L+0.2%消泡劑LANDY-19L+2～3%中、高溫緩凝劑。最低稠化時(shí)間可達(dá)150分鐘；通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)易噴易漏儲(chǔ)層注水塞工藝在水泥塞面高度控制、水泥塞膠結(jié)質(zhì)量控制、井控風(fēng)險(xiǎn)控制三方面進(jìn)行了優(yōu)化。

3 結(jié)束語

施工前在井筒反推一定高度的凝膠段塞，有助于將井筒存留的油氣推入地層，進(jìn)入儲(chǔ)層的凝膠可進(jìn)一步抑制后期油氣與井筒水泥的置換。另外，清潔的井筒可防止泥漿中存留的油氣上竄，影響水泥塞膠結(jié)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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