DS20井钻井施工技术

2022-09-10

DS20井位于松辽盆地东南断陷区徐家围子断陷安达凹陷东部, 安达凹陷沙河子组的深湖、半深湖相的暗色泥岩、滨浅湖沼泽相的暗色泥岩及煤层为主要烃源岩, 烃源岩厚度大, 有机质丰度较高, 达高成熟-过成熟, 具有较好的烃源岩条件, 因此在安达凹陷东部部署了DS20井。

1. 钻井难点

1.1 上部地层易井塌

四方台组以上疏松地层注意防漏、防塌。青山口组大段泥岩段地层要防止井壁坍塌、防止井漏。

1.2 防斜难度大

青一段地层倾角2.3°、泉一段地层倾角4.8°、登二段地层倾角8.6°、营城组地层倾角9.8°, 本井地层倾角大, 钻井防斜难度大。

1.3 易发生井下事故复杂

深层较致密-致密地层, 注意防斜、防卡、防掉钻具。营城组火山岩内部可能有断层、裂隙发育, 注意防斜、防漏, 同时近平衡段脆性火山岩因破碎易落碎块, 疏松的凝灰质岩, 遇水易膨胀, 特别要注意防卡钻、防井塌。

2. 优化设计技术

2.1 井身结构优化设计

井身结构设计是保证安全钻井的前提, 该井由于四方台组以上地层疏松, 成岩性差, 因此下入100m导管, 应用插入式固井返到地面, 封固上部不稳定的地层;一开井深2200m, 采用f315.0mm钻头进行钻进, 相比f311.2mm具有环空间隙大, 能够防止青山口组泥页岩地层缩径卡钻, 应用双密度固井返到地面;三开采用f215.9mm钻头钻进井深4400m完钻。

2.2 钻井液优化设计

全井采用有机硅钻井液体系, 配方为:膨润土4.40-5.50+纯碱:2.00-4.00 (土量) +KOH:1.00-2.00 (土量) +KFT:2.00-3.00+GWJ:0.50-1.00+YGT:1.00-1.50+YGY80:0.50-1.00+SF260:0.50-1.00+RH-3:2.00-4.00+超细碳酸钙:4 t+重晶石粉:50 t。施工前膨润土和纯碱按照5%与0.25%比例配制成膨润土浆, 并预水化24h。之后再按配方加入其它处理剂, 循环和搅拌均匀, 性能达到设计要求。

3. 施工技术

3.1 钻头优选技术

该区域泉头组以上地层, 岩石硬度低, 可钻性好, 泉头组以下地层-沙河子组地层可钻性级值逐渐升高, 且营城组和沙河子组地层中普遍含有砾岩。因此依据该井区所钻地层的岩性, 可钻性级值, 结合临井钻探情况, 多钻头进行优选, 形成钻头序列为:T1951DB+MM64DH+Q635+DSH616M+DD5560M-A1。

3.2 钻井提速技术

3.2.1 一开提速技术

一开采用f315.0mm钻头进行钻进, 这一阶段主要是防止井斜和井眼缩径, 因此采用塔式钻具组合, 该钻具组合和井眼之间环空间隙大, 利于快速钻进井眼返砂, 保证井眼清洁, 同时依靠下部大钻具自身的重量可以有效的防止井斜发生。钻具组合为:Φ315.00mm BIT×0.3m+Φ228.60mm DC×54.0m+Φ203.00mm DC×54.0m+Φ178.00mm DC×81.0m+Φ159.00mm DC×81.0m+Φ127.00mm HWDP×135.0m+Φ127.00mm DP×1794.7m, 钻压2-4吨, 排量55l/s以上, 实现了安全快速钻井。

3.2.2 二开提速技术

二开施工中, 依据所钻地层的岩性及可钻性级值, 采用三套钻具组合进行钻井提速, 在泉一段以前, 应用直螺杆+PDC钻头进行复合钻井, 增加井下动力, 提高钻井速度, 钻具组合为:Φ215.90mm BIT×0.3m+Φ172.00mm双螺扶直螺杆×7.86m+Φ159.00mm止回阀+Φ159.00mm DC×9.0m+Φ214.00mm STB×1.5m+Φ159.00mm DC×162.0m+Φ127.00mm HWDP×135.0m+Φ127.00mm DP×2097.84m。

登楼库组-沙河子组地层采用液动旋冲工具、涡轮钻井工具, 钟摆钻具组合进行钻井提速试验, 钻具组合为:Φ215.90mm BIT×0.3m+Φ178.00mm LB×1.66m+Φ159.00mm止回阀×1.0m+Φ159.00mm DC×9.0m+Φ214.00mm STB×1.5m+Φ159.00mm DC×9.0m+Φ214.00mm STB×1.5m+Φ159.00mm DC×189.0m+Φ127.00mm HWDP×135.0m+Φ127.00mm DP×3467.04m。