任重西
(大慶鉆井研究院定向井分公司,黑龍 江大慶 163413)
BX95井位于H盆地B構(gòu)造帶上,該區(qū)域的儲(chǔ)集體巖性主要為粉砂巖和砂質(zhì)礫巖,孔隙度一般為10%~20%,平均13%,滲透率一般為0.1~20mD,平均為3.0mD。南一段儲(chǔ)集體巖性主要為粉砂巖和砂質(zhì)礫巖,孔隙度一般為8%~15%,平均10%,滲透率一般0.1~5mD,平均0.6mD??傮w上該地區(qū)地層儲(chǔ)層物性較好。為了更好地探明該區(qū)域扇三角洲前緣相帶油氣儲(chǔ)量情況部署了BX95井。該井設(shè)計(jì)斜深3201.11m,垂深2962.08m,最大井斜角55.14°,方位角309.00°,視平移525.20m。
為了更好地完成這口井的鉆井施工任務(wù),在設(shè)計(jì)的時(shí)候重點(diǎn)進(jìn)行了井身結(jié)構(gòu)和井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)。
根據(jù)鉆頭尺寸與套管尺寸的最佳匹配關(guān)系,結(jié)合該區(qū)域地層巖性情況,以及以往完成井的施工情況,最終決定采用2層套管的井身結(jié)構(gòu)形式,第一層套管施工到305.00m,封固伊敏組上部地層,用以保護(hù)地表水,安裝井口裝置。第二層套管采用?139.7mm直接下入到完鉆井深。具體井身結(jié)構(gòu)如表1所示。
在井眼軌道優(yōu)化中首先是造斜點(diǎn)的優(yōu)化,如果造斜點(diǎn)選的太淺,那么井斜角太小,實(shí)際施工的時(shí)候方位不好控制,如果造斜點(diǎn)選的太深,那么地層硬,井斜角太大,也不利于造斜施工。通過軟件進(jìn)行優(yōu)化,最后將造斜點(diǎn)位置定在2371.85m,井眼曲率為4.00°/30m,最大井斜角55.14°。井眼軌道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。
表2 井眼軌道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
在造斜段施工中根據(jù)設(shè)計(jì)井眼軌道造斜率為4.00°/30m的實(shí)際情況,結(jié)合造斜點(diǎn)處的巖性特點(diǎn),最后決定選擇1.0°旋沖螺桿鉆具,具體組合為:?215.9mm鉆頭+?172mm1.0°旋沖螺桿×1根+?178/165mm無磁鉆鋌×9m+?127mm加重鉆桿×30根+?127mm鉆桿。施工中首先對(duì)直井段的井斜角和方位角進(jìn)行梳理,然后進(jìn)行待鉆井眼軌跡設(shè)計(jì)。在定向施工的時(shí)候現(xiàn)定向2根鉆桿,然后確定好該鉆具的最終造斜率后發(fā)現(xiàn),該鉆具組合全力定向每個(gè)單根可增長到2°井斜角,因此后期采取一個(gè)單根定向6m的施工方式進(jìn)行施工,既保證了造斜率,又提高了機(jī)械鉆速。穩(wěn)斜段施工中定向工程師隨時(shí)監(jiān)測(cè)井斜角、方位角變化情況,做到“勤調(diào)少調(diào)”,在保證準(zhǔn)確中靶的前提下,做到井眼軌跡平滑,降低施工摩阻/扭矩。
(1)井漏預(yù)防。起下鉆速度控制在每柱2min以上,核對(duì)好鉆井液返出量和灌入量,超過2000m后在地層穩(wěn)定井段中途頂通一次,下鉆到底后先小排量頂通,待鉆井液正常返出后逐漸提高排量。
(2)井塌的預(yù)防及處理。鉆進(jìn)期間觀察好振動(dòng)篩返砂情況,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停鉆調(diào)整鉆井液密度;起下鉆平穩(wěn)操作,減輕鉆具對(duì)井壁的碰撞和壓力激動(dòng)以及減輕流體對(duì)井壁的沖刷。
(3)卡鉆的預(yù)防。施工中要保持良好的鉆井液性能,防止鉆鋌、鉆頭與穩(wěn)定器泥包。降低鉆井液中的無用固相含量,改善鉆井液固相顆粒的匹配,使井筒清潔暢通。定向井使用潤滑劑改善鉆井液及其濾餅的潤滑性。鉆具在井內(nèi)靜止不得超過3min,活動(dòng)距離大于5m,上提遇卡不得超過100kN,下放遇阻不超過50kN。鉆具無法活動(dòng)時(shí)將鉆具懸重的2/3壓至井底。
(4)鉆具防斷預(yù)防。下井鉆具按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格(包括彎曲度、壁厚磨損度、傷痕深度、螺紋質(zhì)量等)。大鉆具使用全新或一級(jí)切扣鉆鋌、配合接頭使用40鉻鎳鉬材質(zhì),全新鉆鋌使用時(shí)間不超500h,一級(jí)切扣鉆鋌不超300h,接頭使用時(shí)間不超200h。入井鉆具必須丈量好長度、內(nèi)外徑(鉆鋌、穩(wěn)定器、接頭、打撈工具等必須準(zhǔn)確測(cè)量,并繪制草圖)做好詳細(xì)記錄。嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)工具探傷規(guī)定,及時(shí)進(jìn)行鉆鋌探傷或更換。
鉆井液配方:膨潤土4.0%~4.5%+純堿4.5%~5.0%(土量)+KOH0.04%~1.0%(土量)+復(fù)合抑制劑(或鉆井液用包被劑聚丙烯酰胺乳液)0.3%+HX-D 0.3%+NPAN 0.7%~1.3%+JS-1(或SPNH)1.0%~1.2%+井壁穩(wěn)定劑FRJ-Ⅱ(或防塌封堵劑HX-A)1%。為了保證鉆井液具有優(yōu)良的性能,重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的鉆井液性能維護(hù):①二開鉆進(jìn)中,具備條件的隊(duì)伍用充分預(yù)水化的膠液補(bǔ)充泥漿量,伊敏組鉆進(jìn)中用小藥池加足處理劑并每鉆進(jìn)100m,補(bǔ)加25kg-WDYZ-1(或鉆井液用包被劑聚丙烯酰胺乳液),確保鉆井液中聚合物含量充足;②伊敏組鉆進(jìn)中采用大排量、控鉆速(送鉆均勻)、轉(zhuǎn)盤一檔等措施,粘度控制在55s以內(nèi),造漿嚴(yán)重時(shí)使用SF-260控制粘度,防止泥包及形成泥環(huán),南屯組粘度控制在55~65s,提高鉆井液的攜巖能力;③進(jìn)入大一段后,按配方使用處理劑,增強(qiáng)鉆井液的封堵性能,減少地層水化,以利于防塌、防卡,減少復(fù)雜發(fā)生;④進(jìn)入目的層(南一段)前,補(bǔ)加超細(xì)碳酸鈣/非滲透封堵劑,按全井泥漿量1%的含量,以對(duì)孔隙度較高的砂巖地層進(jìn)行封堵;⑤造斜點(diǎn)前把鉆井液含油率提至3%,進(jìn)入造斜段逐步把鉆井液含油率提高到5%,定向過程中如有托壓現(xiàn)象,補(bǔ)充固體潤滑劑石墨。
(1)在BX95井施工之前對(duì)井身結(jié)構(gòu)與井眼軌道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),是保證該井施工成功基礎(chǔ)。
(2)通過井塌、井漏、卡鉆、防斷鉆具等方面事故復(fù)雜預(yù)防措施的制定與執(zhí)行,保證了該井順利施工。
(3)制定不同施工階段的鉆井液技術(shù)維護(hù)處理方案,提高了施工效率。