塔里木区块深井与超深井钻井技术

塔里木区块深井与超深井钻井技术
塔里木区块深井与超深井钻井技术摘要：按照国际通用概念井深超过4500m的井称为深井井深超过6000m的井为超深井超过9000m的井为特深井。

塔里木地区的井多为深井、超深井其中不乏超深水平井。

我队自20__年底入疆以来先后承钻了8口井有了一定的钻探经验本文重点对塔里木区块深井、超深井以及超深水平井技术难点、分段施工要点进行了阐述。

关键词：技术难点施工要点提速超深水平
井 1、深井钻井工程的主要技术难点 1.1、深井钻井要钻穿多套地层所钻遇的地层古老、致密、研磨性强、硬度高、钻井速度慢有些地区还含有盐膏层和砾石层等复杂地层。

1.2、大部分地区上部大井眼、深部小井眼工具和参数受限制机械钻速低钻井周期长；同时复杂的地层和长时间的施工也容易使钻具造成严重损坏和磨损从而引发事故。

1.3、传统的钻井目标是垂直钻井要求直井防止井眼倾斜这在许多地层倾角大的地区特别是山前构造极易发生井斜难以有效控制轨迹。

1.4、许多陆相地层泥页岩含量高、微裂缝发育极易水化造成井壁失稳；许多海相地层裂缝、溶洞发育砾岩胶结较差漏
失严重井壁稳定性差井漏、井涌、井塌、缩径、卡钻等井下复杂情况频发。

1.5、由于深井井下温度高、压力大既要求钻井液必须具有良好的抗温、抑制防塌性能又对钻井井下工具和测量仪器提出了更高的要求。

1.6、由于深井中许多地层气窜、漏失环空间隙小高温、高压等问题造成固井施工难度极大。

而塔里木盆地油气钻井地面条件困难工程施工外部环境差；所钻地层复杂裸眼段长同一井段分布不同压力系统特别是山前构造、高陡构造发育地层可钻性差岩性不稳定在钻井过程中机械钻速低、事故与复杂频发深部地层高温高压钻井液处理难度大目的层钻井液密度窗口窄溢漏同层。

随着钻井技术的发展导向钻井、随钻技术、气体钻井、控压钻井等技术得到了广泛的应用。

钻井装备水平也进一步提高我队配备了70DB电动钻机和顶部驱动装置。

电动钻机最大的优点是动力无级调速即绞车、转盘、钻井泵的速度可以连续变化有利于钻井参数的调配司钻台上装有各种监测仪表对钻井参数实时监测及时判断井下情况预防井下各种事故的发生而配备顶驱的钻机在处理井下复杂时也具有一定的优势。

2、我队主要在塔中地区施工下面简要谈谈各井段的施工要点： 2.1一开：一开上部流沙层采用低钻压低转速低排量
防止冲垮和憋漏地层开直井眼之后逐渐加大钻井液排量前200米控制钻井液粘度在80S以上确保井壁稳定。

钻进过程中中途停泵和起下钻必须保证连续灌浆。

定时定段短起下拉井壁。

存在问题：一开钻井液密度低自浮式测斜仪无法使用井斜监控手段单一。

2.2二开提速的几个关键： 2.2.1、上部地层可钻性好是抢进尺的主要时期优选钻井参数充分发挥高压水力喷射作用钻进过程中保证大排量钻进； 2.2.2、防斜打直：二开钻进一旦井斜位移超标定向反扣作业影响钻井周期。

防斜打直措施：（1）采用钟摆钻具防斜钟摆钻具是目前应用最广泛的一种降斜工具可成功地用于不易发生井斜的地区能够有效地纠斜。

为了充分发挥钟摆钻具的作用应尽可能采用大尺寸钻铤加稳定器在操作中应控制好钻压不应盲目增大钻压否则钟摆钻具的降斜力会减小甚至变成造斜力同时大钻压又引发地层造斜力。

（2）PDC钻头配合螺杆钻具防斜。

根据PDC钻头适合于低钻压和高转速条件下能快速钻进的特点在易斜区将PDC钻头与螺杆钻具配合使用既提高了钻井速度又保障了井身质量。

（3）加强井眼轨迹的监测短起下时投测单点起下钻时投多点根据测斜情况及时调整钻井参数。

2.2.3、钻头的优选和使用：多结合参考邻井资料根据不同地层的可钻性优选钻头。

上部地层钻头接触井底前必须保证大排量防止钻头泥包钻硬地层时如果有蹩跳现象及时调整钻井参数防止钻头先期损坏。

2.2.4、钻井液上部井段失水量可控制在14ml左右重点加足大分子使钻井液具有较强的包被抑制性随着井深的增加注意加入抗温性能较好的降滤失剂增强钻井液的失水造壁性。

在2800m以前将比重逐渐提至1.30三叠系、二叠系、石炭系要加足防塌剂保证钻井液的防踏性能在二叠系前将体系改为聚磺体系进一步降低滤失量保证井壁稳定裸眼段长要注意保证钻井液的润滑性保证封堵润滑剂的量1～3%。

钻井液对钻井速度的影响至关重要：（1）采用喷射钻井的泥浆应具有以下特点： a、具有一般优质泥浆的特点：低失水、低含砂、适当的（静）切力和PH值能有效地保护井壁、悬浮岩屑、保证井下安全； b、具有低密度、低粘度从而降低循环系统压力损耗和功率损耗；在低返速下能有效地携带岩屑； c、具有良好地剪切稀释特性。

流过钻头喷嘴时粘度很小可以有效地清洗井底降低摩阻破碎岩石；从环空返出时粘度适当增大有利于携带岩屑。

提高钻井液剪切稀释特性目前的作法是加入润滑剂。

（2）另外还要注意控制钻井液适当的粘度、切力：粘度、切力过高有以下缺点： a 开泵困难循环泵压过高；
b 钻速下降；
c 钻头易泥包
d 钻屑和砂子不易沉淀和清除机械设备磨损严重。

粘度、切力过低有以下缺点： a 井底钻屑和砂子不易及时清除造成重复破碎降低机械钻速； b 携屑能力差易造成沉砂卡钻； c 冲刷井壁不易形成泥饼井壁易坍塌；
d 易井漏。

（3）、泥浆的失水量过大会引起：水敏性泥岩、页岩的垮塌、缩径；失水量越大泥饼也越厚。

井壁附着的泥饼过厚会引起： a、起钻时上提力增加甚至卡钻； b、井壁与钻柱间的间隙减小钻头被泥饼包糊使起下钻时压力激动增大； c、易发生泥饼卡钻事故； d、妨碍套管顺利下入不利于固井时水泥与井壁的胶固； e、钻上部疏松地层时造壁性不好当钻至下部地层需要提高泥浆密度时可能发生井漏。

在钻井过程中不同时期及不同地层对API滤失量的要求不同。

对上部地层及坚固地层滤失量可以放宽些。

对易坍塌地层则滤失量控制低些而钻油气层时API滤失量不能高于5mL。

（4）控制好泥浆固相含量泥浆固相过高对机械钻速有较大的影响钻速随固相含量升高而下降。

在满足井下情况的前提
下钻井液比重尽量低用好各级固控设备清除有害固相保存有用固相。

2.2.5、事故复杂预防（1）定时定段短起下拉井壁；（2）督促泥浆工程师调整好钻井液性能；（3）二开裸眼段长钻井周期长钻柱在井眼中长时间活动钻进时钻井液对钻柱长时间冲刷易发生钻具事故现场需做好钻具和接头的管理工作入井钻具认真检查及时探伤规范操作钻具按照规定扭矩上扣；在钻可钻性差的硬地层时由于钻速低要定时活动钻具防止钻具疲劳折断。

定期错扣起钻倒换钻具。

2.3三开目的层钻进：奥陶系钻井液密度窗口窄溢漏同层缝洞发育良好在钻进过程中要加强坐岗人工丈量、液面报警器、液面监测设备、工程录井等多种手段相结合确保井控安全。

塔中地区的井普遍含H2S作业过程中需做好防硫工作。

3、超深水平井的几点认识： 3.1、塔里木油田的超深水平井大多采用先钻直导眼回填之后再进行侧钻施工由于井深地温高水泥浆固结程度差易出现混浆和钻塞防空现象在侧钻点出易形成台阶造成侧钻不成功。

为确保侧钻成功优选井眼相对规则、地层可钻性好的井段保证该段固井质量良好钻塞完做好水泥塞承压实验确保无位移再进行下部作业侧钻时优选牙轮钻头配合 2.5度单弯螺杆加大侧向力控时钻进操作要得当确认钻出新地层再调整参数。

3.2、定向滑动钻进施工难度大由于井深摩阻扭矩难以控制选择合理的钻压控制井眼轨迹难度大在滑动钻进时随着井斜的增大钻具贴在井眼下井壁上钻压小传递不到钻头上需要加大钻压然而当钻压增大到一定值会突然释放动力钻具停止转动造成蹩泵。

针对在超深水平井在斜井段、水平段钻进时托压现象明显明显活动钻具时间过长极易造成粘卡需要提高井眼轨迹质量减少滑动钻进进尺实现水平段导向钻进和井身轨迹的微调上部斜井段选用1.5度单弯螺杆水平段导向钻进时可以选用1.25度的单弯螺杆或不带扶正器的1.5度螺杆在实钻井身轨迹接近上靶边时利用工具自然降斜率调整轨迹达到中靶要求。

在钻进过程中采用滑动钻进和复合钻进的方式相结合可以安全有效的解决钻压传递困难的问题又能确保井眼轨迹规则。

3.3、钻井液要保证具有较强的悬浮和携砂能力较好的防踏和润滑性能保证钻井速度加快和施工安全。

3.4、深部地层井温高超出无线随钻测量设备的正常工作温度范围仪器无信号时有发生且无线随钻仪器井斜、方位、工具面信号滞后对井眼轨迹控制造成一定的难度超深井作业需选用高温仪器。

螺杆脱胶现象也时有发生入井螺杆也需采用高温螺杆。

螺杆、仪器入井前要在地面认真调试确认无误后方可入井。

二开裸眼段长套管下至油层顶部使用大角度单弯螺杆时如
果在下钻过程中测试仪器可能造成钻头先期损坏中途不能测试仪器和循环降温这也是现场存在的问题之一。

3.5、塔中地区的井含H2S三开使用的钻具含有防硫涂层在钻进过程中内涂层脱落造成MWD内部堵塞引起仪器无信号这个问题一直不能得到很好的解决。

3.6、斜井段、水平段要注意定期倒换钻具定期探伤下井工具定期换新控制好钻井参数防止钻具事故的发生定期定深搞短起下保证井眼通畅达到破坏岩屑床的目的。

3.7、水平段携带岩屑问题：随着水平段不断加长携砂效果越来越差返出岩屑逐渐减少分析原因：水平段长容易出现岩屑床因此在钻进过程中水平段每钻进150-200m进行一次短起下破坏岩屑床和键槽然后循环带出沙子。

以上是我对深井超深井钻井的一些认识在钻井过程中任何工作都要稳扎稳打不可冒然作业每道工序都要严格把关另外对入井钻具和工具要加强探伤定期倒换钻具这些都是必须要逐一的工作。

在钻井技术不断发展的今天只有加强学习与时俱进才能更高效优质的打好井。