渤南义441—1区块快速钻井技术研究

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摘 要：随着油田开发进入后期，钻井单井投入的减少。节约建井周期，提高钻井速度实现优质、安全、高效钻井就显得尤为重要。本文根据施工经验总结了如何在渤南油田义441-1区块进行钻头选型、钻柱结构、水力参数、定向方法以及维护泥浆性能，以实现优质快速钻井。

关键词：义441-1区块 快速钻进 钻井 参数 性能

一、施工难点

（1）油层异常高压，上部地层承压能力低；（2）沙河街组地层泥岩稳定性差，完井电测难度大；（3）东营组中下部存在水层，易水侵；（4）馆陶组易缩径、沙河街地层掉块严重且夹层较多、钻时变化较大；（5）起下钻和电测遇阻卡等复杂情况，（6）东营组一下地层易斜，闭合方位在260度到300度之间；（7）同台井防碰；（8）后期井身轨迹受地层影响大。

二、优质快速钻进技术研究

机械钻速作为衡量钻井技术水平的重要参数，高的机械钻速可以缩短钻井周期、节约钻井成本。由钻速方程：

机械钻速与地层、钻头、水力参数、机械、泥浆性能等有关。

2.1渤南油田义441-1区块钻头选型

由于馆陶组及以上地层疏松，主要是沙、泥岩为主，只有东营组个别层位存在含砾砂岩，义441-1区块东营组顶部以上地层对钻头没有特殊要求，需要注意的是同台井防碰、井眼扩大率的控制和钻速的提高。因此二开快速钻进的时候一般选取Ф215.9mmHAT127钻头，东营组地层厚度大，在本井施工中选用HAT127钻头效果较好，起出后钻头磨损程度低，轴承完好。为给后期的PDC创造良好的地质条件，可打过馆陶的软硬交错的地层，根据实际情况可以钻至馆陶组下部或者打过馆陶组。

馆陶组以下采用定向钻具组合复合钻进时，由于地层的特殊性，可钻性值为1—7，因此选用PDC钻头。表2是二开快速钻进使用四刀翼莱州原野HT2465， 四刀翼海胜M4365FL的机械钻速的比较，由此可知选用四刀翼单排齿M4365FL的钻头时机械钻速最高，更适合本区块PDC钻头的使用。

在本区块的义441-斜9的钻进过程中，在定向段使用了HJT515GK牙轮钻头，有效的解决了本区块增斜定向段脱压的问题，机械钻速明显高于在义441-斜8与义441-斜7定向段PDC钻頭的机械钻速，并且钻头起出后牙齿磨损程度小新度很高，故在本区块定向段更适合使用HJT517GK牙轮钻头。

2.2钻具结构的选择

为了控制井身轨迹，在渤南油田义441-1区块中直井和定向井采用相似的钻具组合。一开使用常规钻具组合即：Ф444.5mm钻头+730×410接头+Ф177.8mm无磁钻铤+5根Ф177.8mm钻铤+Ф127mm钻杆。二开快速钻进时，为了防斜打直，采用钟摆钻具组合，钻进中快吊慢打，打吊结合，水力参数选用最大水流冲击力标准，采用10×3水眼搭配，提高机械钻速，同时做好划眼，保证井身质量。钻至定向点之前起钻投多点。钻具组合：Ф215.9mm钻头+430×410接头+Ф177.8mm无磁钻铤+1根Ф177.8mm钻铤+Ф212mm螺扶+4根Ф177.8mm钻铤+5柱Ф127mm加重钻杆+Ф127mm钻杆。 定向钻进时采用：Ф215.9mm钻头+Ф172mm1.5°单弯螺杆+431×410回压凡尔+411×410定向接头+Ф177.8mm无磁钻铤+4根Ф127mm加重钻杆+Ф212mm螺扶+11根Ф127mm加重钻杆+Ф127mm钻杆。

在义441-斜7井，采用近螺扶钻具组合，即：Φ215.9mmPDC+1.25°单弯+ Φ161mm回压凡尔+ Φ210mm螺旋扶正器+ Φ160mm定向接头+Φ177.8mm无磁钻铤+5柱Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆，解决了两个问题：（1）降低复合钻进时自然降斜的趋势； （2）利用螺旋扶正器修井壁，保证井眼规则

2.3水力钻井参数的优选

在渤南油田义441-1区块快速钻进时时选用牙轮钻头，水眼选型为10×3，至2000m左右时立压20MPa，钻头压降11.79MPa，机械钻速较高，同时可以提高钻头的使用时间。在定向钻进时由于螺杆允许钻头压降的限制和地层胶结压实程度的增加，直接利用水力能量进行破碎的方法已不适合。只有采用最大水功率优选标准，提高钻井液对井底的清洗作用。

对于东营组以后复合钻进时采用四刀翼M4365FL PDC钻头钻进，喷嘴尺寸搭配14×4的水眼选型机械钻速最优。 在定向段可采用HJT517GK牙轮钻头定向，喷嘴尺寸搭配16×3的水眼选型机械钻速较合适。

2.4 定向方法

由于渤南油田义441-1区块是以沉积岩类为主。而沉积岩具有如下特性：垂直层面方向的可钻性高，平行层面方向的可钻性低。

渤南油田义441-1区块在沙三段地层倾向一致，可以在钻进的过程中充分利用地层可钻性的不均匀性。设计方位偏高层位方向的话在后期的稳斜段中进行复合钻进是会有自然增斜的趋势。为了充分利用地层倾角对井斜的影响，对于那些设计方位偏向高层位方向的井造斜的时候可以不一次到位，留有一定的余量，然后采用复合钻进测试其自然增斜率，及时调整中靶时所需要的自然增斜的段长，由此可以极大地增加复合钻进在后期钻进中所占的比例，避免了由于滑动钻进一次造斜到位而后期稳斜难和多次纠斜的问题，并且极大地提高了机械钻速，而对于那些设计方位偏向低层位的井，由于在沙岩段造斜工具面稳定而且钻时较快，因此可以及时的增大井斜到设计井斜，并可以适当的增大井斜，避免在后期的稳斜过程中由于自然降斜而导致的井斜的调整。

2.5 泥浆处理总结

馆陶组与东营组交界处渗漏严重，尤其在义441-斜9井2000米左右时漏失8方，砂样中含有中粒石英砂。严格注意泥浆罐液面变化，注意保证水量。同时本区块水质矿化度较高，钙镁离子含量较高，钻井液性能维护较困难，投入抗盐药品相对较高。

在进入沙河街组之前必须处理泥浆，将API失水降至5ml以内，高压失水在进入油层之前必须降至18ml以内，本井进沙河街高压失水控制在16ml左右。沙一之前聚合物防塌钻井液，沙一之后聚合物防塌润滑钻井液，保证了沙河街组地层的稳定，井眼的规则。完钻后采用润滑剂和钠土封底，配合工程干通措施，保证电测顺利，配稠泥浆时要保证钠土量充足。

三、总结

（1）科学的选取钻柱结构，根据地层岩性特点，岩石的可钻性级别结合钻头的工作特性优选钻头。

（2）提高后期施工速度是提高中深井施工速度的有效手段，可以通过钻头选型、水力参数、定向方法的优化来实现。

（3）保证好井身轨迹，详细分析地层倾角、产状，充分利用地层可钻性的各向异性，合理制定定向策略，提高复合钻进在定向钻进过程中的比例。

（4）科学维护泥浆性能，在井眼安全的前提下合理处理泥浆性能以提高钻进速度。

参考文献：

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[2] 王纪祥 张立强 王金友.油气田开发地质学[J]. 中国石油大学出版社，1996.

[3] 陈庭根，管志川，刘希圣.钻井工程理论与技术[M] .东营：石油大学出版社，2000.

[4] 罗肇丰，等.钻井技术手册（一）钻头[M]. 石油工业出版社，1984.

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