青海民和钻井技术

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1、青海民和地区钻井技术,钻井四公司,汇报内容,一、项目概述 二、难点分析 三、应对技术措施 四、结论与认识,一、项目概述,青海省民和地区 是国融红杉公司的风险勘探区块，勘探面积约130平方公里； 50455钻井队已完成红6、红5井施工。,地层特点： 上部地层成岩性差、造浆率高。地表有大尺寸鹅卵石地层，胶结填充物疏松、厚达20-50m，易漏、易坍塌。 下部地层硅质胶结，砾岩含量丰富，胶结致密、研磨性强、可钻性差。,两口完成井技术指标,1、红6、红5井平均机械钻速4.12m/h，达到区块最高。是邻井巴参1井平均机械钻速0.96m/h的4.29倍。 2、 红6、红5井钻井周期73.21天、64.21天

2、，与设计钻井周期（101天和100天）相比分别节约27.79天、35.79天，缩短幅度为27.51%、35.79%。,汇报内容,一、项目概述 二、难点分析 三、应对技术措施 四、结论与认识,二、难点分析,跳钻及钻头选型困难； 井身质量控制困难； 井壁稳定性差； 故障复杂预防困难。,调研以往所钻井故障率高，前期勘探开发故障提前完井数量达到50%以上。,跳钻及钻头选型困难 地层呈不整合接触。多个井段跳钻，引发钻具故障、钻头牙齿崩断、掉牙轮等问题。 三开地层含砾石层多、硅质胶结、岩性致密坚硬、研磨性强、可钻性差， PDC钻头使用受限。,井身质量控制困难 巴参1井和海参1井一开吊打，井斜仍达4。 红1

3、井采用钟摆组合，最大井斜9.83/1400m， （井底1957m）总水平位移195.20m。,地层倾角大（约15-25） 软硬交错，呈不整合接触 含砾石，跳钻严重,易产生井斜,井壁稳定性差 一开地层砾石含量高，易坍塌漏失。 二开泥岩发育、成岩性差，易缩径、泥包。 三开大段硅质胶结的泥岩，致密坚硬、可钻性差。 垮塌掉块严重，导致井径大而不规则，“糖葫芦”井眼多。,汇报内容,一、项目概述 二、难点分析 三、应对技术措施 四、结论与认识,1.1 一开钻头优选 地表附近砾石、鹅卵石发育，红6井地表以下约1.5m处为鹅卵石层（见下图 ），鹅卵石最大直径680mm，跳钻现象普遍，选用17 1/2SKW12

4、1牙轮钻头，钻穿鹅卵石层。,1、钻头优选,1.2 二开钻头优选 根据资料调研和地层分析： 第一只钻头选用12 1/4GA114钻头，平均机械钻速18.51m/h。红6井西宁群组地层泥岩发育均质，钻头使用寿命较长；而红5井细砂岩、含砾砂岩丰富，地层软硬交错，研磨性较强，跳钻和钻头磨损均较红6井严重。 第二只钻头选用12 1/4GP535ED PDC钻头双驱钻进，两口井累计进尺1415m，平均机械钻速7.84m/h。能有效抑制跳钻、预防钻头故障。,民和南部地区民和组底部砾石层质纯而坚硬，跳钻严重。 红6井使用HJ537G钻头，转速调整至120rpm跳钻基本消失。钻进井段13191409m，进尺90

5、m，机械钻速达2.38m/h, 起出后3#牙轮卡死，牙齿磨损50%，崩断牙齿1/5，见下图。 北部相距5公里的红5井砾石层胶结疏松，应用PDC双驱钻进效果良好。机械钻速达到8.10m/h，PDC钻头起出后基本无磨损。,红6井12 1/4HJ537G钻头使用后牙齿磨损情况,1.3三开钻头优选 河口组和大通河组上部地层主要以泥岩为主，质软、成岩性差、易水化膨胀、泥包钻头。 使用五刀翼PDC钻头，钻头流道不均匀，排量小于38L/S被泥包。换成四刀翼PDC钻头，流道宽而均匀，泥包现象消失，28-32L/S排量可正常钻进。 四刀翼PDC钻头适用性较好。,享堂组地层砾岩分布范围广，红6井大通河组底部砾岩层

6、使用8 1/2HJ517G钻头，砾石井段机械钻速2.0m/h，钻至享堂组致密泥岩，机械钻速0.59m/h。 选用中等粒度勺形加宽齿537GK钻头在享堂组进尺220m，平均机械钻速1.10m/h，使用效果明显优于HJ517G 钻头。,537GK钻头 （两种不同齿形钻头） HJ517G钻头,窑街组以深灰色泥岩为主，岩性硅质胶结，致密坚硬。 红6井自3253m试用GP526L PDC钻头双驱钻进至完钻井深3300m，机械钻速1.47m/h，优于牙轮钻头，钻头起出后保径齿及外排齿全部磨平（见下图）。该地层PDC钻头有待进一步优选。,红6井窑街组深灰色泥岩岩心图片,PDC钻头不适应窑街组这类胶结致密、研

7、磨性强的地层。,钻头起出后保径齿及外排齿全部磨平，钻头基本报废,红6井8 1/2GP526L钻头窑街组使用后图片,红5井在2794m地层突变，进入设计断掉的大西沟组，地层以棕褐色泥岩为主，所含砾石硬度高。下图537GK钻头双驱井段3043-3052m，进尺9m，纯钻时间18.5小时，牙轮未布齿部分磨损较严重。该地层应用牙轮钻头双驱应慎重。,红5井磨损的8 1/2“537GK钻头,2、解决跳钻问题,跳钻造成的危害表现在： 钻头使用寿命缩短、进尺少、起下钻频繁； 钻具震动易疲劳破坏、断钻具； 跳钻造成井斜突增。,红6井二开民和组底部砾石层发育良好井段跳钻严重，使用12 1/4HJ537G钻头+减震

8、器转速调整至120rpm后跳钻基本消失； 三开3030-3250m采用2只537GK牙轮钻头+165mm减震器，进尺220m，纯钻时间200小时，平均机械钻速1.10m/h，其中第一只纯钻时间达到了108小时，起出后新度80%。 两口井采用双驱钻进和机械式双向减震器，有效解决了跳钻难题，未出现钻具、钻头故障。,3、 井身质量控制,分井段、分地层强化钻具组合和钻井参数优化，井身质量优质，加快了钻井速度，见下表。,红5井井身质量数据,红6井井身质量数据,采用塔式钟摆钻具组合： 一开砾石层钻压20-40KN、转速70rpm、排量56L/S，进入软泥岩后，参数调整为钻压60KN、转速120rpm，全井

9、段吊打，两口井表套鞋处井斜均不超过0.6。 二开钻铤未出表套鞋前钻压60KN、转速70rpm、排量56L/S，钻铤进入地层后采用120rpm转速，交界面钻压120KN，硬地层160-180KN。 使用PDC+螺杆双驱钻进采用参数：40-60KN、转速70rpm、排量56L/S、泵压15MPa。 二开采用上述措施最大井斜均不超过2.5。,三开河口组地层井段长达千米，地层倾角较大，易井斜。邻井红1井、巴参1井最大井斜位于该地层。 红6井1800m处井斜1.25，位移30m；红5井采用PDC钻头同样钻具组合，钻压仅20-40KN，从1201m钻进至1450m，井斜从2.4增至8.8，位移达到60m，

10、随钻降斜扭方位后井斜得到控制。 由此可见北部地区较南部地层倾角大，更易导致井斜。,民和地区钻头和钻具组合推荐表,4.1 防塌思路。,民和地区钻井液技术关键是抑制地层造浆、缩径和垮塌。,4、钻井液防塌技术,自地面到大通河组地层中部，以提高钻井液抑制防塌能力和包被能力为主。,享堂组、窑街组深部灰色泥岩地层属硅质胶结，水化膨胀后易产生大量掉块，控制密度、滤失量是关键。,(2),(4),(5),提高钻井液的抑制性,抑制泥岩分散。,分地层、分井段严格控制失水量，加强钻井液的封堵护壁性。,使用较底的PH值为8-9。,控制适当的钻井液流变性，在钻井液液流冲蚀井壁较小的情况下达到井眼清洁。,(1),(3),4

11、.2 从以下六方面解决垮塌问题：,提高钻井速度，缩短地层浸泡时间。,(),利用反渗透原理改变渗透水化压力方向提高井壁的稳定性。,一开砾石发育，保持钻井液粘度40-60S，使用大排量、小循环，强化固控设备使用，有利于携带大颗粒砾石岩屑、清除有害固相。钻井液配方：清水100m3+纯碱300kg+般土8000kg预水化24h以上。 二开河口组胶结疏松、易造浆、缩径、垮塌掉块，采用低固相聚合物钻井液体系控制失水量小于14ml,坍塌掉块现象大幅降低，井壁稳定。钻井液配方：清水70m3+纯碱200kg+NH4-HPAN1000kg+HP500kg+MAN-101 1000kg+一开钻井液30m3。,4.3

12、 钻井液体系优选,三开河口组、大通河组造浆率高、易垮塌；采用络合铝-聚磺钻井液体系，防塌抑制性强、耐高温性能好。严格控制钻井液失水、结合短起下钻拉井壁是安全钻井的关键。 钻井液配方：清水50m3+Na2CO3200kg+SPG-1 1000kg+HP300kg+PLA-1 2000kg+PL1000kg+烧碱200kg+二开泥浆50 m3。,4.4 深部井段钻井液技术,深部井段地温较高（约110），钻井液滤失量控制在3-4ml，降低了硬脆性泥岩地层产生的应力剥蚀掉块现象。 钻进中保持钻井液良好的流变性，减缓液流对井壁的冲蚀，保护油气层。 通过综合防塌措施的实施，两口井井壁稳定、坍塌掉块大幅减少

13、。,河口组含膏泥岩发育，享堂组、窑街组含大段灰质泥岩，钻井液中HCO3-、CO32- 、SO42-离子含量逐渐增加，起泡严重，严重影响井下安全和钻井速度。 在加入大量消泡剂无效的情况下，因地制宜，通过室内小型试验，加入2-3%石灰，起到了良好的消泡效果。,4.5 三开钻井液消泡技术,汇报内容,一、项目概述 二、难点分析 三、应对技术措施 四、结论与认识,四刀翼PDC钻头明显优于五刀翼PDC钻头，享堂组和窑街组地层研磨性强，PDC钻头有待进一步优选。 钟摆钻具组合在高钻压、高转速情况下降斜效果优于PDC钻头+螺杆双驱钻井方式。 机械式双向减震器减轻跳钻，减少钻头消耗，加快钻井速度。,分井段合理控制钻井液失水量，结合综合防塌技术，基本解决了民和地区长井段水敏性泥岩地层的垮塌掉块问题。 北部地区地层倾角明显大于南部。北部地区河口组地层自然造斜率达1/30m，大通河组以上地层倾向为NE30，为井位优选提供了重要依据。,谢 谢 大 家 ！,