临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
45°夹角，这样做的目的是为了充分清洗和冷却钻头周
防气窜固井技术
为提高浅部气层井段固井质量，固井施工过程中
采取如下技术措施：
围的岩屑，能够充分发挥外齿的保径和井眼合理扩大
（1）针对浅部气层发育储层固井气窜风险，二开固
效果；另外两个喷嘴在钻头底部，射流方向为轴向；对
井采用一次性全返工艺，水泥浆采用快凝防气窜水泥
较大影响[8]。
为 满 足 浅 部 气 层 后 效 射 孔 开 发 需 求 ，采 用
由于地层埋深较浅，地层温度较低，低温条件下水
⌀139.7mm 套管射孔完井，按照标准尺寸逐层确定各
泥水化速度慢，早期强度发展慢，水泥浆在凝结过程失
开次钻头和套管尺寸，并参考固井设计标准浅部气层
重大、凝结过渡时间较长，浅层气发育井段容易窜槽，
有一定的空间。为减少造斜井段钻具刚性，钻具组合
相控制两方面着手。
为提高岩屑携带能力，环空返速须达到 0.8m/s 以
设计时尽量减少钻铤数量，使用螺旋钻铤和加重钻杆
上，二开井段保持 25~30L/s 钻进排量，保持钻井液低
作为防卡钻具组合并提供钻压。
针对地层上部以砂泥岩混合夹层为主，造斜率低
粘高切的流变性，使钻井液具有足够的结构力，增强岩
保证固井质量与施工安全。本文通过对浅部气层大斜
0.24g/cm ，
长度保证紊流接触时间 7~10min。
度定向井设计与现场施工，形成了适合于浅部气层大
3
斜度定向井配套钻井技术，对后续开发井的实施具有
3
现场应用效果
1D 井作为该井台第一口完钻的浅部气层大斜度定
指导作用，对同类气层的开发具有借鉴意义。
向井，
合 为 ：⌀ 215.9mm PDC + 172mmPDM + F/V +
过程中监控钻井液性能变化，判断是否存在气侵情况，
213mmSTB + 定 向 接 头 + 165.1mmNMDC +
并取得气体上窜速度。套管到位后固井前大排量循环
165.1mmDC×7 根+127mmHWDP×7 根+127mmDP。
慢憋压，坐封封隔器，阻断气体上窜通道，保证表层套
图2
二开长保径 PDC 钻头
管与技术套管环空封固效果[11]。
（3）完钻后通井保证井眼通畅、规则。起钻前，利
在实际钻进过程中，为保证后期大井斜井段稳斜
用稠塞清洁井眼，通过稠塞反推确定合理的井眼附加
效果，采用⌀213mm 欠尺寸扶正器。实钻二开钻具组
量。处理好钻井液，降粘降切，降低钻井液摩阻，通井
钻事故。延长组岩性由中厚层中细粒长石砂岩，夹砂
几乎没有报警的情况下到达地面，继而发生井喷。表
质泥岩和页岩组成。纸坊组岩性主要由长石细砂岩与
层一般是薄弱地层，若发生井喷，不能强行关井，易憋
砂质泥岩、页岩组成。和尚沟组岩性以砂质泥岩、泥岩
裂地层，使之失去控制，造成井喷、爆炸起火、烧毁钻机
为主，夹有中厚层长石细砂岩、粉砂岩等。局部夹长石
90min 以内。加入晶格膨胀剂，降低凝固期间失重造成
的气窜风险，加入纤维封堵地层的微小孔隙，降低固井
期间地层漏失风险。
（2）为确保固井候凝期间井口安全，提高封固质
量，二开固井选用 TWF140 型号套管封隔器，放置在表
层套管与技术套管重叠段，封隔器上下各安放一个刚
性扶正器，提高封隔器居中度。水泥浆顶替到位后缓
正器，上层套管距离套管鞋内约 10m 位置及距离地面
性强，固相控制压力大，进一步增加了井眼清洁的难
约 10m 位置各加放一只刚性扶正器。1D 井全井共下
度。因此，在具体施工过程中，为及时清除钻井岩屑，
入弹性双弓扶正器 18 只，
刚性扶正器 3 只。
降低钻井液中有害固相，需要从岩屑携带和钻井液固
（5）控制下套管速度，每根套管下放速度控制在
井各层次套管水泥浆上返至地面。以 1D 井为例，井身
造成上层套管环空带压。从该井区前期钻井来看，固
结构设计见表 1，一开钻进至 170.5m 中完，套管下入至
井质量较差，部分井存在井口窜槽，环空带压，给后期
170.0m；二 开 钻 进 至 1078.0m 完 钻 ，套 管 下 入 至
作业带来较高风险。
2021 年第 6 期
25
西部探矿工程
生的现象。根据 Landmark 软件井控模拟结果（见图
1.90m3 以下时上层管鞋处环空压力小于套管鞋处的地
1），二 开 最 大 允 许 溢 流 量 为 1.90m3，溢 流 量 控 制 在
层破裂压力。
图1
1.4
最大允许溢流量模拟计算图
2.1
固井质量难以保证
对同类气层的开发具有借鉴意控制；井眼清洁；水泥浆窜槽
中图分类号：TE244 文献标识码：A 文章编号：
1004-5716(2021)06-0024-04
临兴区块位于山西省临县、兴县境内，横跨伊陕斜
坡和鄂尔多斯盆地晋西绕褶带，其内部紫金山构造带
厚层长石砂岩为主，夹有粉砂岩、砂质页岩、砾岩、灰白
24
2021 年第 6 期
西部探矿工程
临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
范志坤*，
夏忠跃，
冯
雷
（中海油能源发有限公司工程技术分公司，
天津 300452）
摘
要：针对临兴区块浅部气层井区大斜度定向井钻井面临地质层系多、岩性复杂、井壁稳定性差、
井眼轨迹控制困难、井控风险高、固井质量难以保证等技术难题，通过井身结构设计优化、钻具组合
2.3
井眼清洁技术
大斜度定向井钻井过程中，由于岩屑自身重力发
2 周，充分携带沉砂，在保证井下安全前提下尽量降粘
降切，并保证井内气全量小于 3%。
（4）合理设置扶正器，保证套管良好的居中度，降
生的沉降现象，使得井筒低边非常容易形成岩屑床。
低套管与井壁的接触面。设计每 3 根套管安放 1 只扶
而实际钻遇的地层砂泥岩互层为主，钻屑的水化分散
布，在延长组上部地层设置必封点，距离气层顶部约
难，且套管居中困难，顶替过程中顶替效率低，流速剖
30m。一开主要封隔上部黄土层及砂砾层，为二开钻井
面非对称分布，低边钻井液不易被替走，水泥浆中的游
液循环建立循环通道，并安装井控设备，为浅层气地层
离液容易在环空高边形成较长水带，对固井质量造成
钻进提供井口控制条件[9]。
最大井斜角 65°。定向井施工过程中坚持“边钻进、边
稳”的三段制进行设计，造斜点选择在纸坊组上部相对
测量、边计算、边预测”的原则，严格控制井眼轨迹，利
稳定的地层，1D 井最大造斜率按照 4°/30m 进行设计，
用 MWD 随钻测量数据，及时修正井眼轨迹，为中靶留
26
2021 年第 6 期
西部探矿工程
等恶性事故[7]。由于上部地层胶结性较差，偶然的激动
砂岩、薄层页岩、砂质页岩。刘家沟组岩性以薄层及中
压力和循环压耗就可以将地层压漏，出现喷、漏同时发
* 收稿日期：2020-11-18
修回日期：
2020-11-23
第一作者简介：范志坤（1987-），男（汉族），山东临清人，
工程师，现从事致密砂岩气钻完井设计及研究工作。
临兴区块浅部气层井区大斜度定向井钻井存在地
质层系多、岩性复杂、井壁稳定性差、井眼轨迹控制困
优化、钻头优选、固井方案优化等技术措施，形成了适合于临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井配套
关键技术。现场应用表明，浅部气层大斜度定向井钻井关键技术能够有效保障钻井安全，实现提速
提效，可以一只钻头、一套钻具组合、一趟钻完成二开井段钻进作业，机械钻速比前期同井段钻速提
高近 20%。该技术对后续开发井的实施具有指导作用，
针对浅层大斜度定向井的特点，采用“固控机械—
齿减少岩屑与切削齿的粘附力，明显改善岩屑的运移
化学絮凝—置换稀释”相结合方法，综合控制钻井液中
状况，提高钻速和钻进效率。与刀翼布局相结合，采用
有害固相，保持井眼清洁。
五喷嘴设计，喷嘴直径 9mm，见图 2。喷嘴均布置在刀
2.4
翼与刀翼之间，三个喷嘴在外侧，射流方向与轴向形成
井身结构设计
钻井过程中，由于井眼钻井斜角大（60°~70°），岩
井身结构设计主要根据地层孔隙压力和地层破裂
屑自身重力发生的沉降现象，使得井筒低边非常容易
压力剖面，并充分考虑地层复杂情况等因素。根据浅
形成岩屑床。完钻后，井眼清洁度差，井壁光滑度较
部气层井区各地层压力系统、地层岩性及复杂地层分
差，造成套管下入过程中摩阻较高，导致套管下入困
1076.0m。
2
2.2
浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
表1
轨迹控制技术
1D 井身结构数据表
开钻次序
井深(m）
钻头直径（mm）
套管直径（mm）
套管下入深度（m)
环空水泥返深（m）
一开
170.0
311.15
244.5
170.0
地面
二开
1078.0
215.9
139.7
1076.0
地面
根据区块作业经验，定向井轨迹按照“直—增—
第四系为黄土层及砂、砾石等未固结的松散堆积物，胶
纸坊组和和尚沟组，压力系数分别为 1.55 和 1.33。气
结性差，易漏易坍塌。局部夹火山碎屑岩和碳酸盐岩
层埋藏较浅，邻井钻遇最浅部气层垂深仅 200m。出现
沉积，胶结性差，石块不易破碎，易从井壁脱落，造成卡
溢流或井涌时，报警信号反应的时间短，天然气可能在
层仅为 310m。根据测斜结果，该井最大井斜角 66°，中
靶靶心距 7.1m，达到了井身质量控制要求，见图 3。根
据固井质量检测结果，二开水泥返深地面，固井质量优
质，
为后续的完井作业提供了良好的井筒条件。
参考文献：
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
图3
4
实钻轨迹与设计轨迹图
结束语
井底岩屑进行破坏、清洗和冷却钻头。这样的非等称
浆体系，采取两凝稠化，通过调整各段水泥浆的双凝界
[10]
射流方向布局更利于进行定向钻进 。
面，来实现“压稳防漏”。领浆采用锁水防气窜水泥浆
体系，控制稠化时间，在尾浆失重情况下提高压稳系
数；尾浆采用锁水防气窜弹塑性短候凝水泥浆体系，提
高尾浆段水泥环的抗韧性，实现即时稠化，稠化时间在
2021 年第 6 期
27
西部探矿工程
1m/s。
施工前必须对整个施工过程进行针对性设计，通过轨
（6）合理设计隔离液和水泥浆浆柱，控制循环和固
迹优化、钻具优选、实时跟踪调整实现对井眼轨迹的精
井排量，采用塞流顶替模式减小漏失风险。隔离液与
确控制；通过水泥浆体系优选以及管外封隔器的使用，
钻 井 液 有 良 好 的 相 容 性 ，密 度 高 于 钻 井 液 密 度 的
区前景。临兴区块前期实施的探井目的层主要为下部
钻井过程中使用高密度、高粘切钻井液，钻井液易受到
致密砂岩储层，上部压力异常储层的局部存在对井身
有害固相的污染，保持性能稳定性是作业难点[4]。
结构设计和钻井施工安全带来一系列困难。为开发下
1.2
井眼轨迹控制困难
部致密气储层，气藏管理部门专门制定了浅部气藏的
色石英砂岩及长石砂岩等组成[1]。
北部偏西位置发育浅部小型气藏。根据已钻井、试气
地层泥砂岩互层严重，胶结性差，可钻性强。砂岩
及生产效果显示，该井区钻探的浅部气层均为常规气
渗透性好，易形成较厚的砂质泥饼，易缩径，造成起钻
层，埋藏浅，钻探成本低，投资见效快，具有良好的开发
困难。泥岩易吸水膨胀，剥落掉块，造成卡钻事故[2-3]。
1
井斜穿越泥砂岩互层严重井段时，由于地层倾角、地应
钻井难点分析
1.1
地质层系多，岩性复杂，
井壁稳定性差
力等因素的影响，使得井下情况更加复杂[5-6]。
浅部气层井区自上而下发育多套层系，钻遇地层
1.3
主要为第四系、延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组。
井控风险高
浅部气层井区地层压力系数较高，主要目的层为
特点，使用 1.25°高造斜率马达，并使用改进型适用于软
屑悬浮能力，降低岩屑沉降速度。钻井过程中适时短
泥岩地层的长保径 5 刀翼 19mm 齿 PDC 钻头，兼顾了
起下作业，修整井壁的同时破坏刚形成的岩屑床，并根
造斜率和机械钻速两方面的考虑。19mm 系列专利切
据实钻情况扫稠塞携砂。
削齿，可以提高钻遇硬夹层的能力，且高度抛光的切削
由于地层埋深较浅，造斜点较浅，上部地层胶结性
开发方案，充分开采卸压浅部气层，为下部气层的开发
差，造斜率无法达到设计要求，且泥砂岩互层严重，地
开采奠定基础。为增加优质储层段泻流面积，提高气
层非均质性强，造斜井段易发生井壁失稳掉块、起下钻
井产量，
新部署的浅部气层开发井均为大斜度井。
遇阻等复杂工况，进一步增加了轨迹控制的难度。大
设计完钻井深 1078m，
最大造斜率 4°/30m，
最大井
斜角 65°。钻井过程中通过对钻具组合优化、钻井液性
能优化、固井工艺优化等针对性措施，二开井段一只钻
头、
一套钻具组合、
一趟钻完成钻进作业，
实际完钻井深
1080m，
二开平均机械钻速 13.4m/h，
比前期同井段钻速
提高近 20%。该井钻至 210m 即有气测显示，最上部气
防气窜固井技术
为提高浅部气层井段固井质量，固井施工过程中
采取如下技术措施：
围的岩屑，能够充分发挥外齿的保径和井眼合理扩大
（1）针对浅部气层发育储层固井气窜风险，二开固
效果；另外两个喷嘴在钻头底部，射流方向为轴向；对
井采用一次性全返工艺，水泥浆采用快凝防气窜水泥
较大影响[8]。
为 满 足 浅 部 气 层 后 效 射 孔 开 发 需 求 ，采 用
由于地层埋深较浅，地层温度较低，低温条件下水
⌀139.7mm 套管射孔完井，按照标准尺寸逐层确定各
泥水化速度慢，早期强度发展慢，水泥浆在凝结过程失
开次钻头和套管尺寸，并参考固井设计标准浅部气层
重大、凝结过渡时间较长，浅层气发育井段容易窜槽，
有一定的空间。为减少造斜井段钻具刚性，钻具组合
相控制两方面着手。
为提高岩屑携带能力，环空返速须达到 0.8m/s 以
设计时尽量减少钻铤数量，使用螺旋钻铤和加重钻杆
上，二开井段保持 25~30L/s 钻进排量，保持钻井液低
作为防卡钻具组合并提供钻压。
针对地层上部以砂泥岩混合夹层为主，造斜率低
粘高切的流变性，使钻井液具有足够的结构力，增强岩
保证固井质量与施工安全。本文通过对浅部气层大斜
0.24g/cm ，
长度保证紊流接触时间 7~10min。
度定向井设计与现场施工，形成了适合于浅部气层大
3
斜度定向井配套钻井技术，对后续开发井的实施具有
3
现场应用效果
1D 井作为该井台第一口完钻的浅部气层大斜度定
指导作用，对同类气层的开发具有借鉴意义。
向井，
合 为 ：⌀ 215.9mm PDC + 172mmPDM + F/V +
过程中监控钻井液性能变化，判断是否存在气侵情况，
213mmSTB + 定 向 接 头 + 165.1mmNMDC +
并取得气体上窜速度。套管到位后固井前大排量循环
165.1mmDC×7 根+127mmHWDP×7 根+127mmDP。
慢憋压，坐封封隔器，阻断气体上窜通道，保证表层套
图2
二开长保径 PDC 钻头
管与技术套管环空封固效果[11]。
（3）完钻后通井保证井眼通畅、规则。起钻前，利
在实际钻进过程中，为保证后期大井斜井段稳斜
用稠塞清洁井眼，通过稠塞反推确定合理的井眼附加
效果，采用⌀213mm 欠尺寸扶正器。实钻二开钻具组
量。处理好钻井液，降粘降切，降低钻井液摩阻，通井
钻事故。延长组岩性由中厚层中细粒长石砂岩，夹砂
几乎没有报警的情况下到达地面，继而发生井喷。表
质泥岩和页岩组成。纸坊组岩性主要由长石细砂岩与
层一般是薄弱地层，若发生井喷，不能强行关井，易憋
砂质泥岩、页岩组成。和尚沟组岩性以砂质泥岩、泥岩
裂地层，使之失去控制，造成井喷、爆炸起火、烧毁钻机
为主，夹有中厚层长石细砂岩、粉砂岩等。局部夹长石
90min 以内。加入晶格膨胀剂，降低凝固期间失重造成
的气窜风险，加入纤维封堵地层的微小孔隙，降低固井
期间地层漏失风险。
（2）为确保固井候凝期间井口安全，提高封固质
量，二开固井选用 TWF140 型号套管封隔器，放置在表
层套管与技术套管重叠段，封隔器上下各安放一个刚
性扶正器，提高封隔器居中度。水泥浆顶替到位后缓
正器，上层套管距离套管鞋内约 10m 位置及距离地面
性强，固相控制压力大，进一步增加了井眼清洁的难
约 10m 位置各加放一只刚性扶正器。1D 井全井共下
度。因此，在具体施工过程中，为及时清除钻井岩屑，
入弹性双弓扶正器 18 只，
刚性扶正器 3 只。
降低钻井液中有害固相，需要从岩屑携带和钻井液固
（5）控制下套管速度，每根套管下放速度控制在
井各层次套管水泥浆上返至地面。以 1D 井为例，井身
造成上层套管环空带压。从该井区前期钻井来看，固
结构设计见表 1，一开钻进至 170.5m 中完，套管下入至
井质量较差，部分井存在井口窜槽，环空带压，给后期
170.0m；二 开 钻 进 至 1078.0m 完 钻 ，套 管 下 入 至
作业带来较高风险。
2021 年第 6 期
25
西部探矿工程
生的现象。根据 Landmark 软件井控模拟结果（见图
1.90m3 以下时上层管鞋处环空压力小于套管鞋处的地
1），二 开 最 大 允 许 溢 流 量 为 1.90m3，溢 流 量 控 制 在
层破裂压力。
图1
1.4
最大允许溢流量模拟计算图
2.1
固井质量难以保证
对同类气层的开发具有借鉴意控制；井眼清洁；水泥浆窜槽
中图分类号：TE244 文献标识码：A 文章编号：
1004-5716(2021)06-0024-04
临兴区块位于山西省临县、兴县境内，横跨伊陕斜
坡和鄂尔多斯盆地晋西绕褶带，其内部紫金山构造带
厚层长石砂岩为主，夹有粉砂岩、砂质页岩、砾岩、灰白
24
2021 年第 6 期
西部探矿工程
临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
范志坤*，
夏忠跃，
冯
雷
（中海油能源发有限公司工程技术分公司，
天津 300452）
摘
要：针对临兴区块浅部气层井区大斜度定向井钻井面临地质层系多、岩性复杂、井壁稳定性差、
井眼轨迹控制困难、井控风险高、固井质量难以保证等技术难题，通过井身结构设计优化、钻具组合
2.3
井眼清洁技术
大斜度定向井钻井过程中，由于岩屑自身重力发
2 周，充分携带沉砂，在保证井下安全前提下尽量降粘
降切，并保证井内气全量小于 3%。
（4）合理设置扶正器，保证套管良好的居中度，降
生的沉降现象，使得井筒低边非常容易形成岩屑床。
低套管与井壁的接触面。设计每 3 根套管安放 1 只扶
而实际钻遇的地层砂泥岩互层为主，钻屑的水化分散
布，在延长组上部地层设置必封点，距离气层顶部约
难，且套管居中困难，顶替过程中顶替效率低，流速剖
30m。一开主要封隔上部黄土层及砂砾层，为二开钻井
面非对称分布，低边钻井液不易被替走，水泥浆中的游
液循环建立循环通道，并安装井控设备，为浅层气地层
离液容易在环空高边形成较长水带，对固井质量造成
钻进提供井口控制条件[9]。
最大井斜角 65°。定向井施工过程中坚持“边钻进、边
稳”的三段制进行设计，造斜点选择在纸坊组上部相对
测量、边计算、边预测”的原则，严格控制井眼轨迹，利
稳定的地层，1D 井最大造斜率按照 4°/30m 进行设计，
用 MWD 随钻测量数据，及时修正井眼轨迹，为中靶留
26
2021 年第 6 期
西部探矿工程
等恶性事故[7]。由于上部地层胶结性较差，偶然的激动
砂岩、薄层页岩、砂质页岩。刘家沟组岩性以薄层及中
压力和循环压耗就可以将地层压漏，出现喷、漏同时发
* 收稿日期：2020-11-18
修回日期：
2020-11-23
第一作者简介：范志坤（1987-），男（汉族），山东临清人，
工程师，现从事致密砂岩气钻完井设计及研究工作。
临兴区块浅部气层井区大斜度定向井钻井存在地
质层系多、岩性复杂、井壁稳定性差、井眼轨迹控制困
优化、钻头优选、固井方案优化等技术措施，形成了适合于临兴区块浅部气层大斜度定向井钻井配套
关键技术。现场应用表明，浅部气层大斜度定向井钻井关键技术能够有效保障钻井安全，实现提速
提效，可以一只钻头、一套钻具组合、一趟钻完成二开井段钻进作业，机械钻速比前期同井段钻速提
高近 20%。该技术对后续开发井的实施具有指导作用，
针对浅层大斜度定向井的特点，采用“固控机械—
齿减少岩屑与切削齿的粘附力，明显改善岩屑的运移
化学絮凝—置换稀释”相结合方法，综合控制钻井液中
状况，提高钻速和钻进效率。与刀翼布局相结合，采用
有害固相，保持井眼清洁。
五喷嘴设计，喷嘴直径 9mm，见图 2。喷嘴均布置在刀
2.4
翼与刀翼之间，三个喷嘴在外侧，射流方向与轴向形成
井身结构设计
钻井过程中，由于井眼钻井斜角大（60°~70°），岩
井身结构设计主要根据地层孔隙压力和地层破裂
屑自身重力发生的沉降现象，使得井筒低边非常容易
压力剖面，并充分考虑地层复杂情况等因素。根据浅
形成岩屑床。完钻后，井眼清洁度差，井壁光滑度较
部气层井区各地层压力系统、地层岩性及复杂地层分
差，造成套管下入过程中摩阻较高，导致套管下入困
1076.0m。
2
2.2
浅部气层大斜度定向井钻井关键技术
表1
轨迹控制技术
1D 井身结构数据表
开钻次序
井深(m）
钻头直径（mm）
套管直径（mm）
套管下入深度（m)
环空水泥返深（m）
一开
170.0
311.15
244.5
170.0
地面
二开
1078.0
215.9
139.7
1076.0
地面
根据区块作业经验，定向井轨迹按照“直—增—
第四系为黄土层及砂、砾石等未固结的松散堆积物，胶
纸坊组和和尚沟组，压力系数分别为 1.55 和 1.33。气
结性差，易漏易坍塌。局部夹火山碎屑岩和碳酸盐岩
层埋藏较浅，邻井钻遇最浅部气层垂深仅 200m。出现
沉积，胶结性差，石块不易破碎，易从井壁脱落，造成卡
溢流或井涌时，报警信号反应的时间短，天然气可能在
层仅为 310m。根据测斜结果，该井最大井斜角 66°，中
靶靶心距 7.1m，达到了井身质量控制要求，见图 3。根
据固井质量检测结果，二开水泥返深地面，固井质量优
质，
为后续的完井作业提供了良好的井筒条件。
参考文献：
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
图3
4
实钻轨迹与设计轨迹图
结束语
井底岩屑进行破坏、清洗和冷却钻头。这样的非等称
浆体系，采取两凝稠化，通过调整各段水泥浆的双凝界
[10]
射流方向布局更利于进行定向钻进 。
面，来实现“压稳防漏”。领浆采用锁水防气窜水泥浆
体系，控制稠化时间，在尾浆失重情况下提高压稳系
数；尾浆采用锁水防气窜弹塑性短候凝水泥浆体系，提
高尾浆段水泥环的抗韧性，实现即时稠化，稠化时间在
2021 年第 6 期
27
西部探矿工程
1m/s。
施工前必须对整个施工过程进行针对性设计，通过轨
（6）合理设计隔离液和水泥浆浆柱，控制循环和固
迹优化、钻具优选、实时跟踪调整实现对井眼轨迹的精
井排量，采用塞流顶替模式减小漏失风险。隔离液与
确控制；通过水泥浆体系优选以及管外封隔器的使用，
钻 井 液 有 良 好 的 相 容 性 ，密 度 高 于 钻 井 液 密 度 的
区前景。临兴区块前期实施的探井目的层主要为下部
钻井过程中使用高密度、高粘切钻井液，钻井液易受到
致密砂岩储层，上部压力异常储层的局部存在对井身
有害固相的污染，保持性能稳定性是作业难点[4]。
结构设计和钻井施工安全带来一系列困难。为开发下
1.2
井眼轨迹控制困难
部致密气储层，气藏管理部门专门制定了浅部气藏的
色石英砂岩及长石砂岩等组成[1]。
北部偏西位置发育浅部小型气藏。根据已钻井、试气
地层泥砂岩互层严重，胶结性差，可钻性强。砂岩
及生产效果显示，该井区钻探的浅部气层均为常规气
渗透性好，易形成较厚的砂质泥饼，易缩径，造成起钻
层，埋藏浅，钻探成本低，投资见效快，具有良好的开发
困难。泥岩易吸水膨胀，剥落掉块，造成卡钻事故[2-3]。
1
井斜穿越泥砂岩互层严重井段时，由于地层倾角、地应
钻井难点分析
1.1
地质层系多，岩性复杂，
井壁稳定性差
力等因素的影响，使得井下情况更加复杂[5-6]。
浅部气层井区自上而下发育多套层系，钻遇地层
1.3
主要为第四系、延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组。
井控风险高
浅部气层井区地层压力系数较高，主要目的层为
特点，使用 1.25°高造斜率马达，并使用改进型适用于软
屑悬浮能力，降低岩屑沉降速度。钻井过程中适时短
泥岩地层的长保径 5 刀翼 19mm 齿 PDC 钻头，兼顾了
起下作业，修整井壁的同时破坏刚形成的岩屑床，并根
造斜率和机械钻速两方面的考虑。19mm 系列专利切
据实钻情况扫稠塞携砂。
削齿，可以提高钻遇硬夹层的能力，且高度抛光的切削
由于地层埋深较浅，造斜点较浅，上部地层胶结性
开发方案，充分开采卸压浅部气层，为下部气层的开发
差，造斜率无法达到设计要求，且泥砂岩互层严重，地
开采奠定基础。为增加优质储层段泻流面积，提高气
层非均质性强，造斜井段易发生井壁失稳掉块、起下钻
井产量，
新部署的浅部气层开发井均为大斜度井。
遇阻等复杂工况，进一步增加了轨迹控制的难度。大
设计完钻井深 1078m，
最大造斜率 4°/30m，
最大井
斜角 65°。钻井过程中通过对钻具组合优化、钻井液性
能优化、固井工艺优化等针对性措施，二开井段一只钻
头、
一套钻具组合、
一趟钻完成钻进作业，
实际完钻井深
1080m，
二开平均机械钻速 13.4m/h，
比前期同井段钻速
提高近 20%。该井钻至 210m 即有气测显示，最上部气