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大尺寸井眼深钻技术在渤海X油田的应用

2024-08-31 6 上传者：管理员

摘要：渤海X构造属于常压地层，1井和2井明化镇、馆陶组地层地应力集中，极易发生井壁失稳。从井身结构设计优化、膨润土深钻技术、钻井液性能优化三个方面分析，该技术在3井实钻中取得良好效果，可以减少作业中的复杂情况，达到缩短钻井周期和提高机械钻速的目的，3井较1井钻井时效提高20.70%，为后续该区块的勘探钻井作业提供参考。

关键词：
井壁失稳
地应力集中
机械钻速
钻井周期
馆陶组破碎
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1、作业难点

该区块明化镇、馆陶组破碎带发育，地层应力集中，坍塌周期短，易发生井壁失稳；膨润土浆段和转化段井眼扩大率较大，大肚子较多，在倒划眼短起期间，振动筛不同程度地返出大量明化镇、馆陶组的磨圆掉块，见图1，下钻探井底沉砂较多；倒划眼过程憋压、蹩扭矩现象频繁，极大影响了钻井效率。

图1 X-1井振动处返出明化镇地层磨圆掉块

2、钻井提效关键技术

2.1井身结构设计优化

根据1井和2井在Φ311.15 mm井眼在明化镇、馆陶组地层出现倒划眼困难问题，结合围区已钻探井经验，优化Φ406.4 mm井眼中完井深至馆陶组顶部，极大降低后续3井Φ311.15 mm井眼作业难度，Φ406.4 mm井眼钻井工期由1井的2.58天增加至3井的4.34 d，Φ311.15 mm井眼钻井工期由1井8.19天减少至3井的4.85天。优化前后井身结构，见图2～图4。

图2 X-1井实钻井身结构(优化前)

图3 X-2井实钻井身结构(优化前)

图4 X-3井实钻井身结构(优化后)

2.2膨润土浆深钻技术

本区块明化镇、馆陶组破碎带发育，地层应力集中，极易发生井壁失稳，在设计阶段充分考虑井塌风险，减少明化镇、馆陶组地层裸眼暴露周期，确保Φ406.4.4 mm井眼深钻至1850 m左右进馆陶组中完，下套管封固易垮塌层位，且钻进至中完井深前100 m转化钻井液为聚合物体系，转化前充分利用海水的冲蚀能力提高浅部地层的机械钻速，同时通过勤扫稠膨润土浆增强携带清扫井眼。

2.3钻井液性能优化

海水膨润土浆井段，在返出岩屑不起球、不堵塞槽子的情况下，尽可能将黏度提高至31～35 s左右，减少对井壁的冲刷；转化聚合物体系后，适当保持高黏切(黏度50～55 s)减小冲刷、保证携砂，根据密度曲线及时调整密度，在无漏失风险的情况下，密度走设计上限，同时严格控制失水小于4 ml，加强封堵，优化泥浆性能，防止井壁失稳，控制好井眼扩大率，尽量避免出现大肚子井眼。根据钻后井径曲线显示，海水膨润土浆段和转化段井眼扩大率较大，大肚子较多(见表1)，根据已钻探井经验，Φ406.4 mm井眼在倒划眼短起期间，振动筛不同程度地返出大量明化镇、馆陶组的磨圆掉块，下钻探井底沉砂较多，做好井眼清洁工作至关重要，循环即采用扫稠浆的方式携带出井筒内掉块，提高倒划眼时效，确保钻具安全。

聚合物体系配方：

0.3%NaOH+0.2%Na2CO3+0.5%PF-PAC-LV+0.3%PF-BIOVIS+1%PF-LSF+1%PF-LPF(H)+0.6%PF-PLH+1.5%PF-FLO TROL+1%PF-NRL+0.5%PF-BIOCAP+12%NaCl +1%PF-GRA +重晶石)

表1渤中28-3区块已钻探井Φ406.40 mm/Φ311.15 mm井眼井径对比

3、实际应用效果

大尺寸井眼深钻技术在3井的应用取得良好的效果，建井工期由1井33.42 d减少至26.5 d，提效20.70%；Φ311.15 mm井眼倒划眼时间由1井的41 h降低至3井的7.75 h，降低约81.10%；倒划眼段长由1井的4604m缩短至1169 m，缩短约74.61%，见图5。3井Φ406.40 mm井眼深钻技术利用海水的冲蚀能力提高浅层机械钻速，膨润土浆井段井眼的扩大率9.2%，聚合物体系钻井液抑制性较弱，配合倒划眼中途循环多扫稠浆、增加循环时间等措施清洁井眼，极大降低倒划眼作业难度，同时下Φ339.72 mm套管封固明化镇组易垮塌层位，减少裸眼暴露时间，在钻井工艺上实现“快进快出”的效果。3井Φ311.15 mm井眼采用聚合物体系钻井液钻馆陶组地层，井径比较规则，进入东营组地层进行短起下钻可以实现直起直下，极大提高钻井效率。

图5渤海X油田不同钻井阶段时间对比

4、结束语

1)渤海X油田明化镇、馆陶组地层应力集中，极易发生井壁失稳，Φ406.4 mm井眼深钻至馆陶组顶部中完，下套管封固明化镇组易垮塌层位，可降低Φ311.15 mm井眼钻井作业难度，提高钻井效率，提效约20.70%，为后续该区块的勘探钻井作业提供参考。

2)海水冲蚀能力强，膨润土浆深钻井段，黏度维持31～35 s左右，多扫稠浆清洁井眼，同时减少对井壁的冲刷；转化聚合物体系后，适当保持高粘切，确保井眼清洁，控制黏度50～55 s；根据实钻情况及时调整钻井液性能，在无漏失风险的条件下，钻井液密度走设计上限。

参考文献:

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文章来源:马宏伟,徐鲲,李庄威,等.大尺寸井眼深钻技术在渤海X油田的应用[J].石化技术,2024,31(08):98-100.