茅山油田顾庄构造钻井实践与认识

2022-09-23

1 概况

顾庄构造带位于溱潼凹陷北部斜坡带茅山-史家堡-殷庄油气富富集集区区带带中中段段。。在在该该构构造造带带南南部部发发现现了了茅茅山山区区块块和和顾顾33区区块块阜阜三三段段油油藏藏, , 构构造造东东部部的的苏苏116688井井、、北北部部的的苏苏117777井井及及东东南南部部的的史史家家堡堡地地区区均均有有良良好好的的油油气气显显示示。。

自上而下钻遇地层为第四系东台组, 上第三系盐城组, 下第三系三垛组和阜宁组, 戴南组缺失。该区块钻井施工中未遇见异常高压高温地层, 阜宁组四段存在断层, 断距30-40m。

2 施工难点分析

2.1 盐城组砂砾层厚度大, 砾石大小不均, 硬度大, 对钻头磨损快, 导致钻头早期损坏, 机械钻速下降。

2.2 盐城组一段粘土层易吸水膨胀发生缩径, 下钻不能一次到底, 必须划眼通过;电测到此段时, 电测仪器重量轻, 稍有阻卡无法通过, 必须多次通井。盐城组一段遇阻划眼情况多, 而该段地层松软, 划眼时易出新井眼。

2.3 地层倾角较大, 井斜方位自然漂移, 导致滑动钻进段增多, 井眼轨迹不够平滑, 摩阻扭矩大, 轨迹控制难度大, 机械钻速低。

2.4 阜宁组脆性泥岩易吸水膨胀剥落掉块, 导致井塌。

3 现场施工技术措施

3.1 井身结构

该区块普遍采用二开制井身结构, 一开用311.15mm钻头打穿第三系, 下244.5mm套管封固成岩性差, 胶结疏松的地表层, 二开用215.9mm钻头打到阜三段目的层, 下入139.7mm油层套管固井。

3.2 钻具组合与钻井参数

3.2.1 一开井段

一开重点是井眼打直, 采用简单的塔式钻具结构, 钻压由小到大, 轻压吊打。前80m控制排量, 防止地表冒浆, 地层垮塌。

钻具组合:Φ311.15mm SKG124牙轮钻头+变丝接头+托盘接头+Φ165.00mm无磁钻铤+Φ165.00mm钻铤×5根+变丝接头+Φ127.00mm加重钻杆×20根

钻井参数:钻压10-20KN、转速:60-70rpm、排量35L/S、泵压2-7MPa

3.2.2 二开井段

二开全井段选择一套钻具组合, 钻具组合简化, 减少钻铤使用, 采用1.25°单弯螺杆加一个欠尺寸扶正器完成防斜, 增斜和稳斜。钻具组合如下:

钻具组合:Φ215.9mm KS1942G钻头+1.25°×172mm单弯螺杆+变丝接头+Φ210mm扶正器+浮阀+定向直接头+Φ165mm无磁钻铤+变丝接头+Φ127mm加重钻杆×21根+Φ127mm钻杆

钻井参数:钻压20-50KN、转速:螺杆+70/螺杆rpm、排量35L/S、泵压10-15MPa

由于盐城组砾石层对钻头磨损大, 二开第一次入井钻头尽量选用七八成新旧钻头, 确保其可以顺利打穿盐城组砂砾层。盐城组胶结松散, 砂砾多, 排量尽可能的大, 确保能将块状的砾石带出。钻遇砾石层时降低转速, 控制钻压[1]。

3.3 钻井液性能

盐城组地层渗透性好, 要预防缩径和漏失。三垛组地层以泥岩为主, 易造浆、吸水膨胀缩径, 要提高钻井液的抑制能力和包被能力。阜宁组硬脆性泥页岩易吸水膨胀而产生剥落掉块、垮塌, 必须提高钻井液的抑制和封堵防塌能力。

3.3.1 一开井段

一开采用预水化膨润土, 保持较高的粘度, 减少对井壁的冲刷。防止表层垮塌。

3.3.2 二开井段

3.3.2. 1 盐城组、三垛组

采用用金属两性离子聚合物不分散钻井液, 提高钻井液的抑制和包被能力, 保持较高的切力, 强化钻井液的携岩能力, 减少泥岩造浆和吸水膨胀的程度。

盐城组钻进时加0.5-1%单向封闭剂随钻堵漏。每班补充50-75kg改性沥青, 改善泥饼质量, 防止砂岩缩径。

造斜前加入0.5%的润滑剂, 增斜段、稳斜段润滑剂含量保持在0.5-2%, 保证泥饼摩擦系数在0.08以下, 防止粘卡。

3.3.2. 2 阜宁组

采用金属两性离子聚合物防塌钻井液, 阜宁组地层硬脆性泥页岩易吸水膨胀, 易剥落掉块、垮塌;断层处易垮塌。应严格按钻井液配方要求加入处理剂, 提高钻井液的抑制能力和防塌能力;保持粘度在60s左右, 防止钻井液冲刷井壁;根据实钻情况及时调整钻井液密度。出现垮塌后首先提高钻井液的粘度, 将垮塌物携带出井, 并分析垮塌原因。若因地层吸水膨胀而产生剥落掉块、垮塌时, 应提高改性沥青、OSAMK、PHP等抑制、防塌处理剂的含量, 提高钻井液的抑制防塌能力;若因地层坍塌压力高而产生剥落掉块、垮塌时, 应及时提高密度, 平衡坍塌压力;若因地层破碎、钻井液粘度低、冲刷较强而产生掉块、垮塌时, 应降低排量、提高钻井液的粘度, 使环空保持层流状态, 防止垮塌。

根据摩阻扭矩情况适时补充润滑剂。充分利用四级固控清除钻屑, 保持较低的密度和含砂量。

进入目的层前50m加入屏蔽暂堵剂, 保护油气层。

3.4 井眼轨迹控制

本区块采用无线随钻和多点测量相结合, 进行井眼轨迹监测。直井段每100m测量一次, 遇实钻轨迹有偏离设计轨道趋势时加密测量。钻完直井段起钻时投测多点, 确保井斜方位数据的准确性。定向段钻进时10m测量一次, 及时根据变化趋势进行调整, 保证井眼轨迹平滑。稳斜段30-50m测量一次, 防止井斜、方位大幅变化, 便于及时纠正。

通过几口井的施工发现, 该区块井斜随方位变化有自增或自降趋势, 方位向右漂移, 要合理利用方位漂移规律[2], 预留好方位提前量, 减少滑动钻进时间;选择合适弯度的螺杆, 保证井斜自降时造斜率满足轨迹要求。井斜自增时, 要记录好趋势, 预测时加以考虑, 减少降井斜滑动时间。

3.5 电测通井措施

完钻电测前, 先带双扶配HAT127钢齿牙轮钻头通井一次, 该区块下钻通井到230-500m时多有遇阻现象, 经分析认为是地层蠕变[3]导致井眼缩径。遇阻时, 开泵划眼通过, 由于此段地层松软, 极易出新眼, 划眼时要严格遵守“一冲、二通、三划眼”, 接好单根开泵正常后, 先冲下去, 上提钻具转动一个方位再通下去, 然后再提起钻具转动划下去。划眼要“轻拨点划”, 遇到冲不动、通不下的情况时, 先加压20-30 KN转动转盘, 观看指重表指示若悬重回升, 则立即停转盘, 再加压20-30 KN转动转盘。如此重复操作, 直到拨放点划一单根, 再提起下划一次。

为确保后续电测及下套管顺利, 通井起到台面后, 甩掉扶正器和钻铤, 钻头加钻杆或配加重再下到500m。经现场实验, 不开泵通井到500m效果不理想, 采用开泵循环一到两周可以有效保证测井顺利, 循环时要控制排量, 严禁定点循环, 防止冲出“大肚子”造成复杂情况。

经调研文献, 通井时要调整钻井液性能, 保持粘度较低[4], 以便循环时有效冲刷掉井壁上附着的携岩, 后再用原钻井液循环至岩屑干净。

4 结语

4.1 二开第一趟钻, 尽量选用新度合适的旧钻头钻进砾石层, 并且适当控制钻进参数。穿过砾石层后再更换新钻头。

4.2 二开井段要维护好钻井液性能, 盐城组和三垛组提高抑制能力和包被能力, 减少粘土层吸水膨胀缩径;阜宁组提供抑制能力和封堵防塌能力, 避免阜宁组脆性泥岩剥落掉块。

4.3 二开钻具组合的选取要考虑地层倾角对井斜方位的影响, 保证一套钻具组合可以完成全井段的施工。定向时考虑好井斜变化趋势及方位漂移的趋势, 提高复合钻进的比例。

4.4 测井前要甩掉扶正器再次用钻杆或加重带牙轮钻头通井到500m, 并循环一周以上, 确保测井一次到底。

摘要：溱潼凹陷北部斜坡带茅山油田是苏北老油区, 是苏北稳产增产的重要阵地, 在该区块顾庄构造的钻井施工中遇到了一些技术难题:如盐城组砂砾层致使钻头早期损坏, 盐城组二段粘土层易发生缩径下钻下不到底、电测遇阻, 地层倾角较大、井斜方位自动漂移、井眼轨迹控制难度大。上述问题不仅影响施工进度, 还增加了施工成本。本文分析总结该区块施工的技术措施, 为同类区块钻井施工提供参考。

关键词：茅山油田,砂砾层,缩径,倾角