文96枯竭气藏储气库钻井设计优化庞枫 祝真真 （中石化股份有限公司天然气榆济管道分公司，河南 濮阳 457001）摘要：文96枯竭气藏具有构造简单，断层、盖层封闭性强；连通性好，储层物性好的特点具备建设地下储气库的地质条件，新钻注采井是储气库建设的重要环节，满足强注强采的需要，文中根据储气库注采井要求，通过对钻井井位设计、井身结构设计、固井设计、钻井液体系设计和储层保护方面的研究，优化了钻井工艺设计，满足了储气库注采井建设的要求关键词：文96枯竭气库 钻井设计优化 固井设计 钻井液体系Research of Optimized Drilling Technology Wen 96 depleted gas storage in Zhongyuan Oil Field Fu taisen Li jingzhong Pang feng Ji xuecheng Gong weibing Li wending（The natural gas pipeline subsidiary company of Yuji,SINOPEC,Henan Province 457001）Abstract：Zhongyuan Oil Field Wen 96 gas pool possess geologic condition of gas-bearing storehouse. Wen 96 gas reservoir in Zhongyuan Oilfield is required as a gas storage geological conditions, new injection wells is the important link of the construction of gas storage, in order to meet the strong injection and production needs, to carry out research on the drilling design of Wen 96 depleted gas storage in Zhongyuan oil field is optimized, respectively from the well design, structure design, design for deep well cementing, well drilling hydraulic system design and reservoir protection, drilling technology, drilling geological trace gas reservoirs are studied, and achieved good results, for the future of the construction of gas storage provides reference.Key words: Wen 96 depleted gas storage； drilling design optimized；design for deep well cementing；well drilling hydraulic system design10 引 言中原油田文96气藏构造位置属于东濮凹陷中央隆起带文留构造东翼，为受倾向北西的徐楼断层与东倾的地层控制的反向屋脊式构造。
气藏类型为弱边水、低含凝析油的凝析气藏，含气层位为沙二下1-8砂组及沙三上1-3砂组目前处于开发后期，由于气藏构造相对较简单，储层发育且稳定分布，气层厚且内部连通性好，气井产能较高，具备作为储气库的地质条件本区块地层压力系数低，并且为老油区，地层紊乱，地层压力难掌握2240-2260米（垂深）为沙一盐，盐膏混层施工风险较大目的层压力亏空严重，压力系数仅为0.18～0.63，钻井过程中易发生井漏，钻井难度较大，因此有必要对钻井设计进行优化研究1 技术分析2009年储气库建设预可行性论证结果，动用层系沙二下1-4砂组、沙二下8～沙三上1-3砂组（不动用沙二下5-7砂组带油环的气顶），两套层系地质储量7.54×108m3，动用储量5.74×108m3设计最大库容量5.88×108m3，有效工作气量2.95×108m3，采气井数14口2010年1-5月在预可研方案设计的基础上，完成了储气库14口注采井井网部署及钻井地质、工程设计新钻注采井是建设储气库的重要环节作为储气库注采井，要满足强注强采需要，井况要求高钻井工程必须满足以下要求：①因目的层沙二下、沙三上地层压力系数为0.18～0.63，压力亏空严重，在钻井期间必须防止钻井液、固井水泥浆漏失，保护好储层；②各层套管固井水泥浆均要返至井口，特别是生产套管固井，既要保证储层段固井质量，又要将水泥返至井口；③为满足强采、强注生产, 注采气管柱尺寸要求高，需要合理井身结构；④钻井井口要集中，减小土地占用和地面建设，便于安全生产管理。
2 方案设计2.1井位设计 根据气藏构造、气层厚度及边水分布，设计14口新井部署方案其中，直井1口、单靶定向井6口，双靶定向井7口设计井深在2520～2730m之间双靶定向井设计原则是：定向井I靶位置以沙二上底（沙二下顶），II靶位置以沙三上3底为靶点，垂直深度分别约为2370、2642m（各井误差约20m左右）将14口井分布于五个井场上 2.2井身结构设计 从文96断块老井的钻井情况可知，地层比较稳定，没有异常压力和异常岩性地层新钻井要钻遇常压地层、欠压地层及盐层，采用339.7mm×273.05mm×177.8mm井身结构表层套管下深300m，封平原组流砂层及松软地层目的层沙二下地层压力系数为0.18～0.63，低于正常压力梯度，为严重欠压地层，φ273.05mm技术套管采用简易气密封扣，封沙一盐及目的层上部的常压地层按气井要求φ177.8mm油层套管采用气密封扣套管套管固井水泥全部返至地面，确保新井的密封和层间不串 2.3固井设计2.3.1表层套管固井设计根据中原油田表层固井经验，采用常规G级油井水泥，水泥浆密度控制在1.85±0.03g/cm3均能满足表层固井技术要求井径扩大率按15%计算，水泥附加50%确保水泥浆返出地面。
2.3.2技术套管固井设计本区块已开发多年，地下压力很不均衡，根据测压资料，目前本区块目的层压力系数已下降到0.18-0.63，固井过程易发生井漏钻遇2200-2500m左右为盐层，盐层段封固质量要求较高注入水泥浆量大，对固井设备保障要求较高储气井要求对目的层进行注气以及采气注气时套管受压膨胀，采气时套管收缩，易产生微间隙高密度水泥浆返高应控制在盐顶以上100m，确保盐层段固井质量上部采用较为成熟的高强度低密度水泥浆体系密度为1.35-1.40g/cm3，防止固井时发生漏失，降低施工压力为了保证水泥石的质量，水泥环的厚度不低于20mm下套管前，模拟固井施工压力，做地层承压试验，满足要求后方可进行下套管作业严格控制套管下放速度，防止激动压力压漏地层，并加入套管扶正器采用性能良好的前置液，要求隔离液与钻井液水泥浆有较好的相容性，而且能完全驱替掉环空中的钻井液，使水泥浆充分充填于环空中顶替采用紊流加塞流复合顶替模式提高顶替效率下完套管后先灌满钻井液，然后小排量顶通，待泵压和返浆正常后再逐渐增加排量，最后按要求的排量循环洗井，保证井眼干净2.3.3油层套管固井设计固井过程中易发生漏失，造成水泥浆返高不够及对储层的污染，环空油、气、水窜是固井的两大难点。
由于保护油气层和防漏的需求，采用低密度水泥浆固井采用双密度水泥浆体系固井，上部使用1.35 g/cm3的低密度水泥浆体系固井，产层段使用1.90 g/cm3的常规水泥浆体系固井（三开裸眼井段）下套管前必须做地层承压试验，以提高地层的承压能力最后一次通井时，用原钻具结构加扶正器对缩径井段反复划眼后充分循环洗井，保证套管能顺利下入套管入井前，要求用稠泥浆循环携砂一周，确保井眼干净，在钻井液内加入润滑剂，并调整好钻井液性能，确保套管一次性下至设计井深优选隔离液体系，做好隔离液与水泥浆、钻井液的相容性试验，保证各项性能满足设计和施工要求并做好水泥浆试验，按要求的时间配水并做好水泥浆大样复试，待水泥浆的各项性能满足设计和施工要求后，方可进行下套管作业 悬挂器选择国内正规厂家生产的双缸双作用悬挂器，确保施工正常产层段每根套管加1只刚性螺旋扶正器，重叠段每2根套管加1只刚性螺旋扶正器，确保套管居中控制套管下放速度，防止激动压力过大产生井漏2.4钻井液体系设计和储层保护要求 利用枯竭油气藏建设储气库，在新钻注采井时，保护储层十分关键因目的层压力严重亏损，必须尽可能减少钻井液滤液进入储层和防止井漏的发生，同时尽量减少固相颗粒堵塞喉道，提高渗透率恢复值，保证注采井能够达到设计注采能力。
2.4.1钻井液体系设计一开配制膨润土浆，加入0.2%的HV-CMC，维持足够的粘切即可开钻二开前彻底清理循环系统泥砂，往循环罐内加入清水，配制聚合物胶液，并与一开钻井液循环混合均匀，然后即可进行第二次开钻二开后可用大小分子复配的以上聚合物胶液补充钻井液，并适当的补充部分清水粘切和滤失量可分别用低浓度的聚合物胶液和LV-CMC(或CMS)来控制造斜前加入2-3%的无荧光润滑剂，以提高钻井液的润滑性进入沙一盐以前配成的复合胶液进行预处理，降低固相、粘切，以提高钻井液的抗污染能力粘切和滤失量可分别由低浓度的上述胶液和LV-CMC来进行控制过沙一盐后及时调整好钻井液性能下完技术套管固井后，转化为水包油乳化钻井液完井前提前处理好钻井液，维持性能均匀稳定，一般情况不要作大型处理起钻前钻井液循环不少于2周，充分清洁井眼，加入塑料小球、HV-CMC配制封闭液，以保证电测和下套管顺利进行压塞液加入磺化单宁、磺化酚醛树脂提高浆体抗温能力和稳定性，保证测声幅顺利 2.4.2储层保护要求 进行地层压力监测，根据实钻监测地层压力和井下实际情况，及时调整钻井液密度和其它性能，保护好油气层严格控制钻井完井液的滤失量，防止其堵塞油气层的孔隙孔道，尽量减少液相对油气层的损害。
加强固控设备使用，严格控制固相含量，尽量减少钻井液中的有害固相含量， 膨润土含量控制在设计范围内，含砂量控制在0.3％以下开泵和起下钻要平稳操作，避免因压力激动导致井漏、井塌、卡钻或抽汲诱喷等复杂事故而造成油气层损害在满足携砂要求和井下安全的前提下，尽量减小环空返速及对井壁的冲蚀作用加快钻井速度，完井前充分清洁井眼，提高电测一次成功率，缩短完井液对油气层的浸泡时间控制水泥浆的滤失量，防止水泥浆漏失或水泥浆失重引起环空窜槽等而损害油气层进入油气层前，加入0.1%～0.3%防水锁剂+2%～3%成膜封堵剂+0.5%～1%成膜封堵辅助剂，以便有效地保护油气层2.5钻井工艺技术研究2.5.1一开井段采用Φ444.5mm钻头钻进，钻具组合为：φ444.5mmSKW121+178mmDC×6根+127mmDP打完进尺之后，充分循环好泥浆，短起至地面循环好之后稠泥浆封井底，以确保下套管顺利，并且套管要居中2.5.2二开井段采用Φ316.5mm钻头钻进1）直井段钻具结构316.5mm牙轮钻头+8＂NDC+8＂DC+314mm扶正器+8＂DC+7＂DC+5＂HWDP+5＂DP本组合采用塔式钟摆钻具，使用井下动力钻具，加快机械钻速，钻压50KN，排量58l/s，防止出现井斜，给下部施工带来不利影响。
明化镇组含泥岩和部分砂砾岩，施工过。