塔河主体区块新三开结构井优快钻井技术

杨恩友

摘要：塔里木盆地塔河油田主要勘探开发区块位于塔里木盆地北缘、天山南坳，地处新疆轮台县和库车县境内，构造位置为塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克库勒凸起西北部。主力油藏为奥陶系碳酸盐岩油藏，埋藏深度一般在5500 m以上，为了加快开发施工进度，井身结构由以往的四开改为新三开结构井，增加二开裸眼段，钻遇多套压力体系地层。本文以新三开结构井为例，主要从工程技术、钻井液技术等方面，介绍河南钻井分公司在塔河主体区块的优快钻井技术，为类似区块钻井施工提供技术借鉴。

关键词：塔河油田;新三开结构井;优快钻井

塔河油田主体区块新三开结构井井身结构为：一开346.1mm井眼，下273.1mm套管，二开250.88mm井眼，下193.7mm套管，三开165.1mm井眼，裸眼完井。影响提质、提速、提效钻井施工的主要原因是：一开深表层（1200m）使用PDC常规钻进机械钻速低;二开长裸眼段，施工排量大、泵压高，PDC钻头全地层适应性不够、螺杆寿命有限;通过常规钻具防斜影响井身质量控制及施工速度，二叠系易漏、易垮，且底部含黑色玄武岩，可钻性差;亚格列木组、阿克库勒组等部分地层发育含砾不等粒砂岩和石英砂岩导致钻头先期损坏;康村组底部和吉迪克组富含石膏，易吸水膨胀产生缩径，哈拉哈塘砂泥互层缩径严重及影响后期中完电测;二开中完井深钻进至奥陶系，裂缝发育，易出现放空、井漏，井涌及井喷;三开小井眼施工，提速空间有限，且目的层地层压力高，富含硫化氢和可燃气体，井控风险高;钻遇裂缝、断层施工过程中易发生卡钻或钻具故障。针对以上施工难点，通过钻头选型和螺杆优化、合理调整钻井参数、优化钻具结构、强化施工人员操作，针对不同的地层选择不同的钻井参数，最大限度地保护螺杆和钻头、优化钻井液体系、加强地层岩性对比，制定具有针对性的防斜、防垮、防漏措施及优快钻井施工方案、强化井控安全，进一步缩短钻井周期。

1.优化钻具组合及钻井参数，实现一开井段提速提效

1.1优化钻具组合

原钻具组合为 346.1mm3A+228.6mmDC × 2 根+344mm扶正器+228.6mmDC×1 根+203.2mmDC×2 根+177.8mmDC×9 根+139.7mmDP

一开地层所需钻压不宜过大，钻铤数量过多，转换接头容易存在疲劳损伤，且地层倾角不大，易控制等特点。

现钻具组合为 346.1mmPDC+244.5螺杆+228.6mmDC × 1 根+344mm扶正器+228.6mmDC × 1 根+203.2mmDC×6 根+139.7mmDP。

该钻具组合满足现场施工的要求，同時简化后减少现场的钻具连接时效，增加动力钻具，加快施工速度。

1.2选择合理的钻进参数和水力参数

根据 PDC 钻头的破岩原理，一开钻进期间一般采用大排量、低钻压。我们优选一开井段全程排量保持在60-70L/s 以上，充分水利破岩、冲刷井壁和净化井眼。采用高转速、低钻压的思路，控制转盘转速60r/min +螺杆转速，钻压 4t左右，不仅提高了机械钻速， 同时能保证井身质量。

2.优选钻头及螺杆，实现二开井段安全优质钻井

二开裸眼段长、地层跨度大、岩性差别大、地质构造复杂，钻进过程中极易出现井壁垮塌、缩径、井涌、井漏等复杂情况。

根据地层岩性特征及二开所钻深度，有针对性优选 PDC 钻头。目前塔河主体区块二开长裸眼井段使用的 PDC 钻头主要有江汉钻头的 KS1953 与 KS1653SGR 钻头、百施特生产的TS1952 与TS1653 钻头、盛辉生产的 MQ519、MQ516钻头。二开要求排量大、泵压高，螺杆寿命有限，很难达到使用效果，根据现场使用情况，螺杆主要选择高温5*6头螺杆，埋深较深的选择等壁厚大功率螺杆。根据不同地层选择不同的钻进参数，树立保护钻头和螺杆为目的多钻进尺。

优化后的钻具组合为：250.88mmPDC+197mm*1°单弯螺杆+203.2mmDC × 1 根+248mm扶正器+177.8mmDC × 12 根+127mmHWDP×9 根+139.7mmDP。

3.优化泥浆性能，细化技术措施，强化施工操作，实现安全高效施工

优选钻井液体系，确保施工安全。

一开针对地层易垮塌，采用高粘度膨润土-聚合物体系，保持井眼稳定。二开针对上部地层泥岩易水化膨胀造成缩径，砂岩渗透性强，易形成厚泥饼造成缩径，选用KCL+聚合物体系，强化钻井液抑制封堵性能;对于三叠系、志留系泥页岩易剥蚀掉块，造成起下钻阻卡、电测下套管阻卡，影响固井质量的问题，加强钻井液抑制封堵、防塌润滑性能，采用聚合物混油防塌钻井液体系，进一步减少长裸眼井段摩阻，另一方面钻井液密度走上限，确保井壁稳定;起下钻过程加强坐岗观察和按标准灌浆，控制起下钻速度，减少波动压力。三开主要选择聚合物混油防塌钻井液体系。

4.强化井控、井下安全，确保三开安全施工

三开Φ165.1mm 井眼目的层为奥陶系一间房组或鹰山组， 碳酸盐岩裂缝、溶洞发育，易发生井漏、溢流;同时目的层压力高，大部分区块高含硫化氢，井控风险高;加强坐岗观察，同时密切关注钻井参数的变化，判断井下情况，从而及时发现井漏并能准确提供漏失情况和漏失量大小，根据漏速情况采取处理措施。

奥陶系目的层钻进确保 PH 值在 10 以上。加强井控坐岗，开发井从钻开目的层前100m，实行三岗联坐，直至进入后期试油阶段结束。强化班组单独作战能力，要求现场必须做到早发现、早关井、早处理，牢固树立发现溢流立即关井，疑似溢流关井观察理念，针对稠油井和稀油井制定不同的预案，同时强化演练和重浆储备，出现特殊情况，第一时间控制井口，并尽快调整钻井液密度压井，确保井控安全。

5.现场应用效果

该技术通过在塔河主体区块4区、7区、12区等三口井应用，取得较好效果，具体情况如下：

6.结论与认识

（1）持续加强钻头选型与高温螺杆选型，达到匹配最优化，以提高机械速度;

（2）加强转换接头强度，尤其是井口接头受力最大，避免断裂，防止出现井下故障;

（3）地层压力高，富含硫化氢，加强井控意识及井控配套装置、检测设备投入，确保井控安全和人身安全;

（4）分井段加强钻井液技术措施优化，进一步保证井下安全，节约成本。

参考文献：

[1]崔祥.塔河主体区块长裸眼优快钻井技术.中国科技期刊数据库-工业 A，2016，12：281-282.

[2]赵金州.张桂林.钻井工程技术手册.中国石化出版设：P404-450.