罗家油区钻井提速提效集成技术应用

罗家油区钻井提速提效集成技术应用
发布时间：2021-08-09T15:20:30.233Z 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：李云贵王东海石逢伟张卫国[导读] 罗家油区主要勘探开罗家鼻状构造带西翼沙四下亚段油气层。

胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司李云贵王东海石逢伟张卫国山东东营 257200
摘要：罗家油区主要勘探开罗家鼻状构造带西翼沙四下亚段油气层。

由于罗家油区深部地质构造复杂，地层岩性可钻性差，研磨性强，机械钻速低，井下复杂故障多，钻完井周期长，已经严重制约当前罗家油田的勘探开发。

针对罗家油区地层岩性特点分析，进行钻头优选、井身结构优化及钻井提速工具应用，优化了高密度复合盐防塌润滑钻井液配方及技术措施，制定和完善罗家油区钻井提速提效集成技术，在罗家油区应用提速效果显著，同比平均机械钻速提高5.27m/h，平均缩短钻井周期31.3天、建井周期40.22天。

关键词罗家油区提速提效钻头优选钻井液防塌润滑 1 罗家油区钻井提速提效存在问题 1.1钻井速度问题
上部大井眼砾石层PDC钻头难以穿过，沙三以下地层特别是沙四段红层的机械钻速低，平均机械钻速只有3.5米/小时，严重地影响了全井的机械钻速。

另一方面钻头选型太多太杂，进入沙四段，主要是选择HJ537和各种类型的PDC钻头，钻进进尺少，机械钻速低。

1.2井下复杂故障问题
同一裸眼井段出现多套压力体系，存在井漏井涌同层的现象，钻井液密度窗口窄，造成上漏下涌、卡钻、垮塌，易发生溢流伴随井漏恶性复杂故障。

统计近三年完成的6口井复杂故障处理时间24.06天，平均损失时间6.01天/口井。

1.3完井速度问题
由于地层失稳，井径不规则，电测容易出现遇阻卡，反复起下钻通井、短起下、封井，完井作业时间长。

如罗斜175侧完井作业，由于出现井漏、井涌，反复进行处理，损失了时间16.49天。

1.4斜井段定向托压问题
斜井段井身轨迹控制难度大，近40%时间滑动钻进所占比例大，伴随着井斜、方位角的变化，砂砾岩体地层定向钻进，管柱托压严重、加压困难，摩阻大、扭矩高，给施工带来较大困难，延长了钻井周期。

防止托压及压差粘卡问题，成为该区域钻井施工的主要难点。

2 钻井提速提效集成技术 2.1 提高钻井速度技术 (1) 钻头优选：针对罗家油区地层岩性特点，在沙河街组上部地层，使用4刀翼PDC钻头，配合小偏轴接头钻具组合。

沙河街组中下部及以下地层砂岩夹层中石英含量高，研磨性强，使用5刀翼PDC钻头。

(2) 钻具结构优化：采用高效PDC钻头配合动力钻具组合，利用无线随钻进行轨迹跟踪监测，实现滑动导向与旋转钻进相结合，提高复合钻进比率，提高钻井时效。

(3) 提速工具：钻具组合中使用变径稳定器，控制井眼轨迹、休整井壁。

2.2降低复杂故障（完井）技术 (1)井身结构优化：罗家油区沙二段与沙四段地层属于不同压力体系，沙二段地层都含有白云岩裂缝，漏失钻井液密度在1.55～1.60g/cm3，沙四段存在高压油、水层，钻井液密度在1.80～1.90g/cm3，化井身结构设计，技术套管下深原则上要封过沙二段，进入沙三段上部。

(2) 钻井液体系优选：选取高密度复合盐润滑防塌钻井液体系，通过正交实验优化钻井液配方：基浆+4.5%NaCL+7%KCL+0.35%PAM+2.5%SMP-2+1.5%CMC+1.75% KFT。

优化复合盐防塌润滑钻井液技术措施。

(3) 井壁稳定技术：在复合盐钻井液的基础上，按照复合盐钻井液优化配方，控制钻井液API<3ml， HTHP<12ml，封堵防塌剂选择2.5%纳米乳液，同时配合3.5%超细碳酸钙，形成致密坚韧的泥饼，保持井壁稳定。

(4)优化完井作业技术：完钻以长、短结合的方式搞短起下测后效，确定合理的钻井液密度，用含2%塑料小球的钻井液替入裸眼井段起钻电测。

电测完通井，用含3%塑料小球的钻井液，封斜井段后起钻下套管。

2.3 防止定向钻具托压技术 (1) 钻井液润滑性优选：选取各种润滑剂试验对比，油基润滑剂效果最好，而且对钻井液流变性影响最小，中压滤失量略有降低，优选油基润滑剂为主要润滑材料。

(2) 钻井液封堵造壁技术：试验选取纳米乳液、超细碳酸钙对井浆性能评价， API滤失量及HTHP滤失量降低，泥饼薄而坚韧、光滑，具有明显的封堵造壁性。

(3) 钻具组合中使用钻井新工具水力振荡器，使钻具在钻进过程中产生震荡频率，减少钻具阻力。

砂砾岩体地层优化为刚性钻具结构，降低地层造斜率的影响，减少对井壁的扰动，缓解定向钻进中托压、加压困难。

(4) 润滑防卡技术：用3％油基润滑剂、2%纳米乳液和3%超细碳酸钙进行封堵，提高钻井液泥饼质量和润滑性，使泥饼摩阻系数保持在0.02以内。

针对压差形成的托压、粘卡现象，利用0.5%塑料小球，使钻具与井壁形成滚动摩擦，降低摩阻和扭矩，避免托压、粘卡。

(5) 井眼净化技术：解决井眼净化问题主要是在保证一定排量下，每钻进150～200m搞短起下钻一次，清除岩屑床，保证井眼的畅通。

(6) 防漏堵漏钻井液调整技术：处理井漏做到“预防为主、防治结合、综合堵漏”。

采用细颗粒纤维状堵漏剂，随钻防漏、堵漏，降低渗漏性地层在钻进中的钻井液漏失速度和漏失量。

钻井液性能调整按高密度复合盐钻井液配方比例，加入等浓度处理剂复合胶液维护处理钻井液性能。

3 应用效果
罗家油区钻井提速提效集成技术，在罗斜177、罗176区块应用9口井，钻井进尺29530m，平均机械钻速14.22m/h，平均钻井周期31.56天、建井周期43.71天。

同比平均机械钻速提高5.27m/h，平均缩短钻井周期31.3天、建井周期40.22天。

解决了罗家油区深部钻井机械钻速低，井下复杂故障多，钻完井周期长，钻井成本高技术难题。

4 结论
钻井提速提效集成技术适用于罗家油区钻井及正常施工，，为罗家油区钻井提速提效提供宝贵经验。

4 结论
（1）现场应用显著的提速提效作用，表明罗家油区钻井提速提效集成技术趋于成熟。

（2）优选的 PDC钻头、钻具结构优化、提速工具应用提速提效效果明显。

（3）降低复杂故障（完井）技术降低井下复杂故障发生。

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