大牛地气田钻井提速实践

大牛地气田钻井提速实践
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李　科,权　华
(中石化胜利油田黄河钻井总公司北方分公司,山东东营　257091)
摘　要:大牛地气田储层特点是低压低渗低产,地层非均质性强、复杂情况多、地层可钻性差、砾石层多,以往的钻井工艺技术钻井周期长、机械钻速低、钻井成本高。

因此,对钻井工艺技术进行研究,探索钻井提速,实现优质、高效、快速钻井,缩短了钻井周期、提高机械钻速和降低了钻井成本。

关键词:大牛地气田;钻井周期;机械钻速;钻井液;钻井提速
中图分类号:T E 242 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0044—02 大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段,是一个上叠系连片的复式大型气田。

钻井平均深度3000m,上古生界气藏埋藏深度一般在2600～2900m 。

由于地层非均质性强、复杂情况多、存在砾石层、地层研磨性强,以往的钻井工艺技术由于钻井周期长、钻井成本高,影响了气田开发的进度。

通过对目前的钻井工艺技术进行研究,探索出了一套优质、高效、快速钻井的提速工艺技术,钻井周期明显缩短,机械钻速显著提高,降低了开发成本,为大牛地气田的开发创造了良好的经济效益。

1　钻头选型和钻井参数优化
通过对大牛地气田地层的可钻性研究,发现侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系、奥陶系井深与可钻性系数在0.83以上,这样依据地层研磨性进行优选钻头类型和钻井参数优化。

1.1　一开钻头选型和钻井参数优化
一开井深一般在200m 左右,该井段地层为第
四系、白垩系的志丹群组。

岩性为散沙层和泥岩砂岩互层,胶结程度差,可钻性好。

原来都选用成本低的HA T127三牙轮钻头,一开结构为:311HAT 127+
178DC12根+
127DP ,三牙轮钻头钻压大钻具弯
曲导致井斜,影响井身质量,钻压小,机械钻速低,一开打200m 井深需15h 左右。

因此选用型号为M1952C 的五刀翼PDC 钻头,钻压小,机械钻速高,一开打200m 井深只需8h 左右,故一开钻具结构为:311P DC+
178DC12根+
127DP ,钻井参数为:
2.3　本井位于油气运移的有利指向区:中部次凹北洼槽生烃中心生成的油气向斜坡区运移,其断块是油气运移的有利指向区(如图3)。

图3　塔X 井油藏运移示意图
2.4　储层物性好是高产富集的主要因素:此井区铜钵庙组以砂砾岩储层为主,根据储层砂岩厚度预测图和砂地比等值线图,砂砾岩累厚度300～400m,砂砾岩呈长条状展布,分布范围较广,在铜钵庙组累计钻遇砂砾岩。

5　根据薄片鉴定结果岩石成熟度、结构成熟度
为中等或低,自上而下岩石成分、结构成熟度均由中等逐渐变低。

分选性好,磨圆度次圆。

颗粒以薄膜-孔隙接触关系为主。

孔隙度平均为11.3,渗透率为298.54,根据中国石油总公司储层评价标准,为低孔中渗储层。

3　认识
此井区主要是受反向断层控制的断块层状油
藏,断层起沟通油源和改善物性条件的作用。

鼻状构造背景是形成高产富集油藏的重要因素。

储层
物性相对较好是形成高产富集的主要原因,由此可
见此井铜钵庙组是优质可动用储量。

[参考文献]
[1]　刘志宏,等.海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷的
地质特征及油气成藏规律[J ].吉林大学学报
(地球科学版),2006,36(4):527～534.
[2]　赵刚,等.贝尔凹陷南二段油成藏的地质条件
[J].大庆石油学院学报,2009,33(4):9～12.
[3]　文武,等.海拉尔盆地乌南次凹断陷期层序地
层与油气成藏特征[J ].现代地质,2009,23(5)6～44
内蒙古石油化工 2012年第3期　
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收稿日期5
作者简介李科(),33岁,男,汉族,大学文化,工程师,副经理。

148m 2.::81821.
:2011-12-1:1978-
钻压2～3t,转盘转速60～120转/min,排量32-
64L/s,PDC钻头虽然价格高,但一只钻头能打10余口井的一开施工,平均每m钻头费用比三牙轮钻头低。

这样既能提高机械钻速又能保证井身质量。

1.2　二开钻头和钻井参数的优选
大牛地气田安定组-刘家沟组,岩性为灰色砂岩、紫色泥质砂岩、泥岩呈不等厚互层,地层胶结疏松、可钻性好,但在延安组有砾石层,原来使用的PDC钻头由于不适应砾石层而选用HJ447三牙轮钻头。

但三牙轮钻头使用有寿命限制,起下钻次数增加,上部地层需用3只牙轮钻头,故钻井周期长。

目前优选了抗冲击能力强,机械钻速高,能适应大牛地上部地层的型号为M1655FC的5刀翼双排齿的PDC钻头,复合片直径为16mm,单只钻头能钻到井深2200m左右,钻具结构为:215.9PDC+ 178DC2根+214扶正器+178DC10根+214扶正器+159DC9根+127DP,钻井参数为:钻压3～10t,转盘转速60-100转/min,排量32L/s。

刘家沟组-完钻井深,岩性为棕、灰褐色泥岩、浅灰色砂岩和中砂岩等不等厚互层。

岩层由疏松到致密,局部有硅质胶结,岩石的可钻性随井深的增加而增加,可钻性基值也逐渐增大。

原来选用两只适宜中软到中硬的地层的复合片直径为16mm的五刀翼P DC钻头,,就能打完进尺。

目前优选了具有预破碎功能的复合片直径为16mm,型号为GD1605T-215.9mm 的五刀翼直刀翼的PDC钻头,一只钻头就能打完进尺。

下部地层钻进的钻具结构为:215.9P DC+ 178DC2根+214扶正器+178DC10根+214扶正器+159DC9根+127DP,钻井参数为:钻压6-14t,转盘转速60～80转/min,排量32升/秒。

机械钻速明显提高,钻井周期进一步缩短。

钻铤数量的增加为PDC钻头的工作稳定性提供了可靠保证,施工井的井斜都控制在标准以内,全井最大井斜不超过2°。

双扶正器的使用,有效减轻了下部钻具的疲劳,杜绝了钻具断裂事故的发生。

2　钻井液体系的优选
大牛地气田储气层是典型的低孔低渗砂岩,实践表明,大牛地气田储层损坏机理主要为液相圈闭和固相侵入。

其中液相圈闭主要表现为毛细管渗透、自吸作用引起的水相饱和度增加;固相侵入主要表现为有害颗粒在孔隙内沉积和缝隙内充填。

由于大牛地气田储层本身就是低孔隙低渗透地层,滤液和有害颗粒的侵入造成的损害,将严重损害储层的改造效果。

因此,进入储层的钻井液必须是低失水、低固相。

大牛地气田钻井过程中先后使用过聚醚多元醇钻井液、天然高分子钻井液、钾铵基聚合物钻井液等多种钻井液泥浆体系。

但只有钾铵基聚合物钻井液体系现场施工工艺简单、效果比较好、成本相对最低,又能保护油气层。

故优选的钻井液体系为钾铵基聚合物钻井液体系。

配方为:4%坂土+0.5%K-
P AM+0.4%K-HPAN+0.4%NH4-HPAN+ 3%防塌剂;钻井液密度小于1.10g/cm3;API失水小于5ml;马氏漏斗粘度:32-45s;固相含量小于5%;膨润土含量30-45g/l;pH值:8～9。

钻进过程中根据地层岩性加K-PAM、K-HPAN、NH4-HP AN、低粘C MC复合配制成胶液均匀维护,控制好打开目的层后的钻井液失水,充分保护好油气层。

钾铵基聚合物钻井液体系的选用,能有效的保护油气层、有良好的携砂性能、良好的防塌作用,有效的控制了目的层的井径扩大率,电测一次性成功率均为100%。

3　现场应用效果
通过探索大牛地气田钻井提速的工艺技术措施,全井平均机械钻速得到了明显提高。

提速以来施工的8口井,一开钻进的平均机械钻速由提速前的20.06m/h提高了54.67m/h,二开钻进的平均机械钻速由提速前的8.43m/h提高了11.06m/h,平均建井周期由提速前的20.63天提高到了15.36天。

钻井提速措施使每口井可降低成本30万元左右。

井号:D12-61井,完钻井深3020m,钻井周期仅11.92天,使用的型号为M1655FC的5刀翼双排齿的PDC钻头单只进尺2145m,平均机械钻速18. 18m/h,创造了大牛地3000m以上井深,12天内完成钻进施工的新指标。

D12-61井优选的钾铵基聚合物钻井液体系,既有效保护油气层,又有效的维护井壁稳定,具有良好的防塌作用,井径扩大率控制在6%以内,电测成功率100%,电测显示出良好的油气显示。

4　结论
4.1　从提速效果来看,一开、二开优选的PDC钻头适应大牛地气田的地层,取得了比较高的机械钻速,有效的提高了单只钻头的进尺能力,减少了起下钻次数,缩短了建井周期。

4.2　钾铵基聚合物钻井液体系配方简单,成本低廉,有效的保护了油气层,有效的维护了井壁稳定,具有良好的防塌作用,对发现油气层,识别油气层起到了积极的作用。

4.3　钻具结构的选择打破了钻铤只要提供足够钻压就行的思路,从PDC钻头工作的平稳性出发,增加了钻铤数量,保证了井身质量,而且安放双扶正器,有效的保护了钻具,杜绝了钻具断裂事故的发生。

[参考文献]
[1]　巢贵业,李建山,陈宇.大牛地气田开发钻井工
艺技术研究与应用[J].钻采工艺,2006.
[2]　谭道中.钾铵基聚合物钻井完井液技术的开发
与应用[]石油钻探技术,
[3]　钻井手册[M]北京石油工业出版社,
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　2012年第3期 李科等　大牛地气田钻井提速实践
J.1994.
.:1990.。