双某块储气库钻井提速措施研究与应用

摘 要：双某块储气库属于辽河盆地西部凹陷双台子断裂背斜，主要利用枯竭砂岩气层为储层，储层渗透性好、孔隙压力系数低，钻井施工中带来了更多井壁稳定、防漏堵漏、润滑防卡等技术问题。针对上述情况，该项研究开展了井身结构优化，钻井参数优选，PDC钻头及高效螺杆优选，制定针对性技术措施，有效提升了井下故障预防和处理能力，采用“控时钻进+随钻堵漏的方式”施工，缩短钻井周期，降低井下事故率。2021年完钻9口井平均机械钻速14.37，同比2020年提高18.6%;平均钻井周期45.31天，同比缩短3.1%;平均事故复杂率1.40%，同比降低46.4%。研究形成的双某块储气库钻井提速技术，对本区块水平井和定向井，提高钻井速度、缩短钻井周期、减少井下故障率、降低作业成本有着十分重要的意义。

关键词：钻井提速;PDC钻头及高效螺杆;井眼轨迹控制;储气库钻井

1 区块概况

双某块储气库隶属国家重点项目，双某块构造上位于辽河盆地西部凹陷双台子断裂背斜的主体部位，构造面积约15km2，双6区块主体由双6、双67两个北东倾没的断鼻构造组成，断鼻形态较完整。自下而上发育沙河街、东营和馆陶三套地层，其中S1+S2是主要目的层，储层埋深2300-2500米，岩性以浅灰色含砾砂岩、砂砾岩为主夹深灰色泥岩，目的层为枯竭气藏。东营组埋深1900-2000m，岩性以灰绿色、绿色泥岩为主，下部夹碳质泥岩。

2 存在的钻井技术难点

通过调研分析储气库区块钻完井施工经验，总结出的共性技术难点主要体现为：

2.1钻井井漏问题突出

沙河街组、兴隆台油层，可钻性和渗透性都较好，沙河街组岩性以浅灰色砂质砾岩与含砾砂岩夹薄层深灰色泥岩组合，兴隆台油层岩性以含砾中粗砂岩、不等粒砂岩、砾状砂岩为主。施工过程中易漏失（返出降低，甚至失返），因此施工难度很大。

2.2钻头选型和井身轨迹控制存在困难

钻头选型存在瓶颈，PDC钻头定向效果差，根据井身结构，合理使用复合钻头+水力振荡器组合，提高钻井效率。井身轨迹控制困难，同时五段制设计增多、井身轨迹复杂等条件影响，因此储气库区块定向井、水平井定向段摩阻扭矩大，托压严重，施工困难日趋显现。

2.3井下故障率高

由于地层岩性复杂、裂缝发育等因素，导致深井井漏、井塌划眼问题严重;水平井钻井液润滑性差、摩阻大，处理剂降解快，钻井液粘切不易控制，井眼清洁能力低;井设计井身轨迹复杂、裸眼段长、不同地层压力体系并存，造成轨迹控制难度大、井壁稳定和井眼净化困难、摩阻大等问题，也直接导致储气库区块施工井难度大。

2.4完井工序复杂

由于储气库区块井型特殊，对完井工艺要求较高，要高固井质量、要有效的套管封隔、要高质量的井眼保护、要高质量的套管头（使用芯轴悬挂式密封装置）密封等问题。因此完井期间，各个施工工序必须衔接有序，安全连贯。

3钻井关键技术研究

3.1钻头及高效螺杆优选和防漏措施

复合钻头及高效螺杆+水力振荡器组合使用，钻头性能综合防震设计提高钻头工作平稳性，使用高强度耐磨切削齿+异形齿，提高钻头穿夹层能力，螺杆优选为深井、超深井等超硬地层设计的新型螺杆，转速可达400-1000rpm，降低循环压耗、提高排量及，提升钻进效率。在施工中总结出防漏的有效措施，采用控时钻进+降低排量+加入随钻堵漏剂相结合的方式钻进[1]。

3.2井身结构优化和井眼轨迹控制

井身结构优化，表层套管下深由原设计封馆陶组变为封到东营组上部易漏砂砾岩地层。二开中完盖层底以上10m中完，以实现储层专打。井眼轨迹控制技术主要通过将造斜点下移、双靶点斜穿入靶降低降斜段曲率等手段优化轨迹，对下部降斜段施工困难的井段，应用旋转导向技术控制井眼轨迹，解决下部井段定向托压问题[2]。

3.3制定预防井下故障的应对措施

分析邻井钻井作业风险，有针对性的制定本井技术措施，有效预防井下故障。应用大数据系统，其特点是：数据多元化、效率更高。分析本井的地层特征、构造特征、储层特征及断层发育情况等地质数据，根据已完钻井在建井工程中的异常情况数据，制定更有针对性的技术措施，有效预防事故发生。

3.4优化设计完井作业工序

完井施工中，提前做好地层承压工作，调整好泥浆性能;合理布放套管扶正器，下套管期间各相关方做好配合工作，确保施工连续;开泵时，控制好开泵排量，避免造成憋堵，循环顺畅后，固井施工期间保证各步骤连续;做好测声幅及特殊附件钻穿（合理选用钻头和磨鞋）工作。根据地层情况，可采用自制引鞋（鸭嘴型自制引鞋，水眼保护井壁设计）+筛管串+变径短节+套管串+盲板+套管1根+管外封隔器+套管1根+管外封隔器+分级箍+套管串+带回接桶悬挂器[3]。

4现场应用情况

2021年以来储气库区块区块共施工完成12口井其中9口完井，完井总进尺*m。平均井深*m，平均机械钻速14.37，同比2020年提高18.6%;平均钻井周期45.31天，同比缩短3.1%;平均建井周期75.03天，同比缩短3.9%;平均事故复杂率1.40%，同比降低46.4%。

5结论和建议

研究形成的储气库区块钻井提速提效技术，对本区块水平井和定向井，提高钻井速度、缩短钻井周期、减少井下故障率、降低作业成本、有着十分重要的意义。尤其储气库工程作为国家项目，是在供气淡季使用集输管线，将的多余天然气注入地下存储起来，其特点是储存量大，机动性强，调峰范围广;在用气高峰时将天然氣调出来，用以补充管线供气不足，实现国家能源调配，目前投用的储气库总数达到23座，调峰能力快速增加，占到全国调峰能力的95%以上，具有重要的战略意义。

参考文献：

[1]魏斯壮.钻井工程中井漏预防与堵漏技术的应用 [J].化工管理.2019（35）

[2]曾勇.井身结构设计系统开发及应用研究[D].长江大学.2012

[3]李沁周，刘夕侨.泸203井完井技术分析与认识 [J].化工管理.2019（33）

作者简介：

石鹏（1985-），男，工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，学士学位，现工作于中国石油辽河油田公司钻采工程技术部，从事石油钻井管理工作。