浅析胜2-斜208井钻井技术

2022-09-11

胜2-斜208井是位于济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带胜利村构造胜二区的一口定向井, 与胜2-斜205、胜2-斜206、胜2-斜207、胜2-斜209井同台, 在同台井施工过程中, 遇到钻头磨损严重、定向过程中摩阻较大、接单根上提憋泵、完井电测困难等复杂情况, 本口井采取了合理的技术措施, 有效防止定向磨阻大、接单根憋泵等复杂情况的发生, 合理选择钻头, 优选钻具结构, 调整钻井液性能, 有效提高了钻井速度, 节约了钻井成本。因此制定合理的技术措施, 优选钻进参数是必不可少的!

1 概况

1.1 地质概况

胜2-斜208井是济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带胜利村构造胜二区的一口大位移定向井, 目的是边外注水补充地层能量。

该井自上而下钻遇的地层有平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组, 目的层为沙四段下, 该区块为老油区, 注水井较多, 钻进过程容易发生溢流, 馆陶组以上地层疏松, 容易发生井漏和坍塌卡钻等井下复杂事故。因此, 在施工过程中, 追求高速度钻进的同时, 又要做好防卡、防斜、防喷、防漏等各方面的技术措施。

1.2 技术难点

1.2.1 井壁稳定性差

馆陶组以上地层疏松, 容易发生井漏和坍塌卡钻等井下复杂事故, 还容易形成厚的泥饼, 造成缩径引起卡钻。

1.2.2 周围注水井多, 地层压力大, 容易发生水涌

该区块为老区块, 注水井较多, 有些油井含水率高改成注水井, 注水系统紊乱, 导致地层压力失稳, 钻井过程中容易发生水涌。

1.2.3 地层研磨性不稳定, 钻时难控制

上部地层松软, 钻至沙一段上部地层时遇到含砾石砂岩, 钻头磨损严重, 给钻头选型和井眼轨迹控制带来很大难题;由于砾石层的研磨性很强, 不适合PDC钻头, 只能使用牙轮钻头, 所以机械钻速就变低, 而且还要防止掉牙论等复杂情况的发生, 钻穿这一层位后地层的研磨性又下降, 给钻头优选带来一定困难。

1.3 合理选择井身结构

针对该区块地层特点和钻井技术难点, 选择合理的井身结构是保证该区块钻井施工安全的前提条件。由于本井施工周期较短、井深较浅, 井身结构为:一开用444.5mm钻头钻进大约330 m, 下339.7 mm的表层套管, 固封平原组的上部地层;二开采用311.2mm的钻头钻进至2802m, 下244.5mm的技术套管固封地层。三开采用215.9mm的钻头钻进至井底, 挂尾管完井。

2 胜2-斜208钻井技术

2.1 钻头优选

针对上部地层松软, 沙一段上部又夹杂着砾石层, 所以钻头优选十分重要, 对缩短钻井周期起着十分重要的意义。

2.1.1 上部地层钻头优选

二开直井段选择先使用HAT127牙轮钻头, 沙一段 (1840米) 以上采用齿高、齿宽的铣齿钻头如HAT127, 下段采用适用于中软地层的PDC钻头钻进, 取得了良好的效果。

第一只钻头起出后换用PDC钻头直至二开完钻, 所以说上部地层最好的钻头选型是HAT127牙轮钻头+PDC钻头, 这样可以大大提高机械钻速, 在节约工期的同时减少了钻头成本。

2.1.2 下部地层钻头优选

二开施工采用复合钻进技术后, 利用带扶正器的单弯螺杆加PDC钻头, 不仅可以造斜、增斜, 而且还可以稳斜。实践证明, 这种钻具结构稳斜、稳方位的效果很好, 省去了多趟的起下钻, 节约了钻井时间, 提高了机械转速。若钻进过程中井斜或方位需要调整时, 只要停止转盘转动, 采用滑动钻井方式就可直接进行。

本井下部为定向段, 优选了动力钻具加PDC复合钻进。采用动力钻具加PDC钻头是目前深井尤其是超深井、小井眼中较好的钻井方法。与转盘带牙轮钻头钻井方法相比, 至少具有以下优点:

2.1.2. 1 减少动力损耗, 提高钻井效率;

2.1.2. 2 减少钻具疲劳损坏, 减轻套管磨损;

2.1.2. 3 杜绝掉牙轮事故;

2.1.2. 4 简化钻具结构, 提高钻具在井下工作的安全性;

2.1.2. 5 改变牙轮钻头在硬地层中“压碎”的破岩机理, 采用PDC钻头“剪切”、“犁削”的破岩方式, 提高机械钻速。

2.2 钻井液技术

2.2.1 馆陶组以上地层疏松, 成岩性差, 而且几口井的定向

点都在馆陶组以上, 就出现了浅地层定向的一些缺点, 最重要的影响是形成不规则井径。

2.2.2 井径变化的主要原因如下:

地层本身因素。由于地层疏松, 成岩性差, 是造成井径扩大、地层渗漏的主要原因。在泥岩段由于水化膨胀使缩径严重。

2.2.3 水力因素。

钻井液排量和环空上返速度对井壁的稳定有很大影响。为了把岩屑带出井底, 势必采用大排量和环空的高返速。排量一大, 使钻井液对地层的冲击力也加大, 而过大的环空返速会导致井径扩大。对于胶结疏松的上部地层, 这种水力因素的作用就显得十分明显。

2.2.4 钻井液性能。

钻井液的携带护壁性能与井眼和稳定性有密切关系。若钻井液具有良好的携带能力, 就不需要大排量 (高的环空返速) 便可将大颗粒岩屑带出井口, 可减轻对井壁的冲刷。若钻井液中有些成分可与粘土表面产生物理、化学或离子交换吸附, 导致粘土表面所带负电荷增多, 水化能力增强, 使泥、页岩水化膨胀产生缩径。

2.2.5 技术对策:

2.2.5. 1 优化下部钻具结构。

二开第一趟钻动力钻具上接一柱159mm钻铤增加下部钻具的刚性, 从而使井眼更加规则。

2.2.5. 2 合理调整钻井液性能。

改小循环后, 调整钻井液粘度切力在设计范围内, 使用好固控设备, 保证振动筛、除砂器、除泥器24 h运转, 定期开离心机, 保证及时清除有害固相。钻井液性能稳定后加入润滑剂, 保证钻井液具有良好的抑制性和润滑性, 并搞好短起下作业。

2.3 实钻效果

采用以上技术措施后, 大大的提高了机械钻速, 缩短了建井周期, 提高了效益, 电测成功率达到90%以上。这一技术措施不仅仅适用于胜2区块, 它适用于上部地层松软, 造斜点较浅, 井径易变化地层, 具有低投入高回报的优点, 可减少钻井周期, 降低钻井成本。按每口井节约一天工期计算, 五口井可节约五天, 可节约钻机日费:5*80000=400000元;五口井如果三个月完成, 一年可节约20天, 即可节省钻机费用400000*4=1600000元。可见采取措施之后的成效, 相信随后的同台井施工会更加顺利。