鲁克沁玉北区块钻井提速技术

一、玉北区块地质特点

玉北区块位于吐哈盆地台南凹陷北部的鲁克沁构造带上, 整体呈南东-北西向展布, 轴向同火焰山一致。玉北构造带由若干个断块组成, 构造带西低东高、南高北低。玉北地区自上而下钻遇的地层有:新生界第四系西域组 (Q) ;上第三系葡萄沟组 (N2p) 、桃树园组 (N1t) ;下第三系鄯善群 (Esh) , 中生界白垩系吐谷鲁群 (K1tg) ;侏罗系上统卡拉扎组 (J3k) 、齐古组 (J3q) , 中统七克台组 (J2q) 、三间房组 (J2s) 、西山窑组 (J2x) , 下侏罗统 (J1) ;三叠系中统克拉玛依组 (T2k) 及下统 (T1) , 仅在区块西北翼构造低部位有发育 (英2井及其西北) 。古生界二叠系上统锅底坑组 (P3g) 、梧桐沟组 (P3w) 、泉子街组 (P3q) , 中统桃东沟群 (P2td) 与下伏地层呈整合接触;二叠系下统 (P1) 。该区块主力储层为二叠系梧桐沟组 (P3w) , 为辫状河三角洲平原-前缘亚相沉积, 岩性以厚层砂砾岩和细砂岩为主, 储集物性较好, 孔隙度在10%-19%之间, 属于中孔储层。

二、影响玉北区块钻井提速的主要原因

1. 井漏

火焰山山前带井漏主要集中在井深20-40m和150-200m处, 其中20-40m处是冲积扇沉积, 胶结疏松, 易发生恶性井漏, 150-200m处砾石较大, 地层胶结差, 易漏失, 在钻进过程中也会因较大砾石不能被及时携带出井眼, 造成蹩漏地层。

2. 盐膏层污染钻井液, 引发缩径

上部地层葡萄沟组地层有白色石膏, 它和桃树园组的棕红色泥岩易缩径。葡萄沟组和桃树园组地层含石膏、棕红色泥岩, 易水化膨胀、水化分散, 极易造成缩径, 性能难以维护, 严重时使钻井液失去流动性, 钻进中易发生钻头泥包、起下钻遇阻卡, 导致井下复杂等。

3. 煤层卡钻

西山窑组地层为煤系地层, 砂泥岩交互, 内夹煤线。钻井过程中煤层应力释放、垮塌, 易造成卡钻事故。

4. PDC钻头易磨损

三叠系克拉玛依组地层下部和二叠系梧桐沟组地层底部为大段灰色砂岩和砂砾岩, 砂砾岩里含有大量的石英和长石, 其硬度高、研磨性强、可钻性差, 钻头磨损严重。

三、玉北区块钻井提速的主要技术措施

1. 提高泥浆粘度, 调整钻进参数

避免井漏的方法就是控制好扳土浆的粘度, 粘度要在120秒以上并根据井下情况调整, 及时修整井眼, 并严格控制划眼速度, 保证充分携砂。刚开钻时尽可能采用低钻压, 低转速, 小排量钻进, 防止泵压过高蹩漏地层。一开钻穿20-40米漏层后, 逐渐增大钻压、转速和排量, 提高机械钻速。

2. 调整泥浆性能, 优化钻具组合

(1) 桃树园组含有石膏层, 钻遇石膏层后, 会使钻井液粘切升高、失水增大, 流动性变差。遇石膏层的处理措施, 一是控制钻井液的低固相, 低粘度。二是加纯碱除钙。石膏层和鄯善群组红色泥岩易缩径, 钻井液应控制低粘切, 粘度在35秒以内, 切力1-4Pa。处理缩径措施, 一是使用好固控设备, 严格去除有害固相, 二是勤拉井壁, 修正井眼。

(2) 二开优化钻具组合, 采用PDC钻头+螺杆+MWD定向的钻具组合, 提高机械钻速。

3. 封堵造壁, 精细操作

(1) 良好的封堵造壁能力是煤层钻井成功的关键.由于煤层劈理发育, 易塌易漏, 封堵造壁极具重要意义.在煤层钻开前加入单向压力封堵剂、纤维和不同粒径的固相颗粒, 使其钻开煤层后能迅速在其表面形成屏蔽环, 提高煤层的承压能力, 从而维持较高的液柱压力以防塌, 封堵裂隙以防漏, 保持井壁稳定。

(2) 精细操作是煤层钻井成功的保证.设计和控制合理的钻井参数, 减少对煤层的机械碰撞和水力冲刷;控制起下钻速度, 防止压力激动和抽汲, 坚持及时灌浆, 保持压力平衡;控制钻进速度, 坚持勤划眼修整井壁, 保持牢固的“屏蔽环”;切记在煤层井段定点循环, 防止煤层机械性坍塌造成卡钻.钻进时采用低钻压、低转速, 并控制机械钻速, 坚持“进一退二”原则, 反复破碎煤屑, 将坍塌物化整为零及时带出地面;在“进一退二”原则下, 严格划眼制度, 每打完一个单根重复划眼2-3次, 并控制划眼速度, 坚持做到晚停泵早开泵。

4. 优化钻头选型, 提高机械钻速

钻头的选择直接影响着钻井速度、钻井质量和钻井成本。如果采用少量的钻头迅速钻探一口井, 那将在钻进过程中, 减少起下钻次数、缩短建井周期、降低钻井成本。因而, 优选破岩效率高、坚固耐用的钻头对于钻井效益的提高, 特别是机械钻速的提高具有重要的意义。

结论

1.根据我队实施玉北区块钻井技术措施情况可以看出, 机械钻速明显提高, 井下复杂得到很好地控制, 钻井周期逐渐缩短。

2.通过优化钻具组合、优选钻头和应用“PDC钻头+螺杆钻具+MWD”复合钻井技术, 使得玉北区块钻井速度得到提高, 钻周期得以缩短。

3.分段划分钻井液体系, 优化钻井液性能, 减少缩径、卡钻等复杂情况的发生。

4.根据地层情况及时调整钻井参数, 精细化操作, 防止人为原因造成井下复杂事故。

摘要：鲁克沁玉北区块位于新疆维吾尔自治区鄯善县境内, 是集团公司和吐哈油田近年来重点的提速开发建产区块。该区块表层易发生恶性漏失, 第三系葡萄沟组和齐古组地层含盐膏层易污染钻井液, 引发缩径造成起下钻遇卡, 侏罗系西山窑地层存在煤层, 易发生卡钻, 三叠系克拉玛依组地层下部和二叠系梧桐沟组地层底部为大段砂砾岩层, 易磨损破坏PDC钻头。上述原因导致钻井速度慢、周期长、钻井综合成本高, 通过对该区块的地层特点分析, 结合现场施工经验总结, 从钻井液和工程两个方面优化, 逐步形成了一套适合该区块钻井提速技术措施。

关键词：玉北区块,钻井提速,机械钻速,钻头