牛庄油田王55区块优快钻井技术

来源:用户上传      作者: 綦光瑞

　　[摘 要]本文针对牛庄油田王55区块轨迹控制难度大，防碰难度大，沙河街组防塌难度大，防粘附卡钻难度大等问题，提出了轨迹控制技术措施，防碰技术措施，沙河街组防塌技术措施，防粘附卡钻技术等措施，通过严格执行优快钻井技术措施，取得了较好效果。
　　[关键词]轨迹控制；防碰；坍塌；卡钻；防粘附卡钻
　　中图分类号：TE242.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0026-01
　　一、背景介绍
　　牛庄油田王55区块位于济阳坳陷东营凹陷牛庄--六户洼陷带，构造整体具有东高西低的单斜构造特征，地层整体向西北倾没，东南抬起，倾角6～7°。沙三中6砂层组是该区块主要含油层位，原始压力为1.61，由于近期开采及地层低渗注水困难，主力油层实测压力系数降到1.0以下，但部分水层、油水同层压力系数仍在1.30以上。该区块存在如下施工难点：
　　（1）轨迹控制难度大
　　该区块地层倾角大，直井段易斜；稳斜段长，靶半径小，下部地层使用常规钻具组合进尺较慢，使用动力钻具复合钻进井斜增长较快，且深井定向纠斜困难。
　　（2）防碰难度大
　　该区块井网较为密集，且所施工井为丛式井组，防碰难度大。
　　（3）沙河街组防塌难度大
　　沙二、沙三段泥页岩层理裂缝发育，易发生水化膨胀，剥蚀掉块较多。
　　（4）防粘附卡钻难度大
　　沙二、沙三段发育有大段砂岩，且部分砂岩层段压力系数较低，易形成虚厚泥饼，粘附摩阻大，该区块王55-斜8井曾发生发生粘附卡钻。
　　（5）油气层保护难度大
　　主力油层压力系数较低，易受钻井液污染。
　　二、主要内容
　　1、轨迹控制技术措施
　　1.1 直井段钻具组合及钻进参数优选
　　（1）钻头选型：Φ215.9mmHAT127钻头
　　（2）钻具结构：HAT127钻头+7"钻铤x2根+φ214扶正器+7"钻铤x10根+5"钻杆
　　（3）钻井参数：钻压120～140KN（蹩跳/易斜井段<50KN），转速120～180r/min，排量32～34L/S
　　说明：
　　a）上部使用HAT127高效牙轮钻头，既能保证高机械钻速又可避免碰穿套管。
　　b）采用钟摆钻具组合，结合在易斜井段及层段交界面处轻压吊打，可利用钟摆力有效防斜纠斜。
　　1.2 斜井段段钻具组合及钻进参数优选
　　（1）钻头选型：Φ215.9mm五刀翼PDC钻头
　　（2）钻具结构：
　　定向段钻具结构：五刀翼PDC钻头+动力钻具（1.25°）+6 1/4"无磁钻铤×1根+6 1/4"螺旋钻铤×1根+5"加重钻杆×5柱+5"钻杆
　　稳斜段钻具组合： 四刀翼PDC钻头+动力钻具（1.25°）+Φ214mm 扶正器+6 1/4"无磁钻铤×1根+6 1/4"螺旋钻铤×1根+5"加重钻杆×5柱+5"钻杆
　　（3）钻井参数：钻压30～60KN，钻速60～80r/min，排量30～32L/s
　　说明：
　　a）定向段选用五刀翼PDC钻头，定向时工具面稳定；选用等壁厚、使用寿命在200h以上的动力钻具，保证复合钻井的纯钻进时间，有效提高机械钻速。
　　b）稳斜段下入双扶单弯螺杆钻具组合，实际使用效果微增，避免了深井定向纠斜，保证了井身轨迹质量。
　　2、防碰技术措施
　　（1）直井段采用相同的钻具组合，钻进参数。
　　（2）按设计规定定点测斜，及时做防碰扫描。
　　（3）“防碰点”
　　> 加密测斜，注意观察地磁倾角值是否异常。
　　> 加强坐岗，钻遇异常快钻时、放空、蹩跳钻、老浆窜槽、震动筛处返出水泥块、大掉块等现象，及时停钻循环处理。
　　3、沙河街组防塌技术措施
　　（1）维持合理的钻井液密度，钻至沙二层段前将密度提至 1.18～1.20g/cm3，钻开油气层前，将密度提至1.30g/cm3，以平衡地层的坍塌压力
　　（2）从东营组底部开始逐渐加入褐煤类（1%～2%）、树脂类（2%～3%）降失水剂控制钻井液滤失量。
　　（3）钻进入沙二层段前，及时加入沥青类封堵防塌剂（2%～3%） 、有机胺等抑制性防塌剂（0.5%～1%） ，KFT等抗高温抗盐防塌降滤失剂（2%～3%） 提高钻井液封堵能力和抑制性。
　　（4）通过降失水剂、封堵剂、抑制剂共同作用，控制API失水逐渐降到4ml以下，HTHP失水逐渐降到15ml以下，保证沙河街组井壁稳定。
　　（5）工程上，严格控制起钻速度，起钻遇阻应少提多放，防止拔垮地层。
　　4、防粘附卡钻技术措施
　　（1）维持合理的钻井液密度，在满足井控安全和井壁稳定的前提下，尽可能采用密度下限，减小压差。
　　（2）通过优化井身轨迹，坚持使用加重钻杆、螺旋钻铤以及每钻进200～300m搞短起下钻，破除“岩屑床”等措施，减少钻具与井壁的接触面积。
　　（3）合理使用四级固控设备，严格控制劣质固相的含量，同时通过褐煤类、树脂类、沥青类药品的使用，丰富了粘土颗粒的粒度级别，保证形成的泥饼薄而致密。
　　（4）当粘附摩阻较大时，可混入5%-10%原油或固体润滑剂以增加钻井液的润滑性。
　　（5）每次加重前调整好钻井液性能，适当降低钻井液的粘切，严格控制加重幅度在每周0.03g/cm3以内，加重后应充分循环，保证重晶石粉水化效果，避免过多重晶石粉粘附井壁，产生额外的粘附摩阻。
　　（6）进入斜井段，钻具在井内静止时间不允许超过3分钟，接单根保证效率，测斜一次不成功，必须活动钻具后重测。
　　5、油层保护技术
　　钻开油气层前，保持API失水小于4ml，高温高压失水小于15ml。针对油层压力系数低的特点，选用双模承压剂作为油层保护材料，钻开油气层前100m，逐渐将其加入，使其含量逐渐达到2%，保持适当的正压差，保证双膜承压剂的使用效果，通过物理封堵和化学封固共同作用保护油气层。
　　三、应用情况
　　我队在该区块所施工的王55-斜12、王55-斜13、王55-斜14、王55-斜20井，通过严格执行优快钻井技术措施，取得了较好效果。
　　如表1所示，我队在该区块施工的井，平均机械钻速提高33.6%，平均钻井周期节省23%；显著提高了机械钻速，节省了建井周期。
　　四、推广前景
　　1、该区块井型相似，该技术措施能有效加快该区块定向井的钻井速度，避免复杂情况及恶性事故的发生。
　　2、为其他类似区块的钻井施工提供技术参考。
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