川西地区钻井提速建议

2012.No191

流，促进城市环境质量的提高和改善，也可作为城市补充新鲜空气的源地，充分发挥生态功能。除此之外，滨江绿化轴也为万州提供了自然、高效，集景观廊、自然水体为一身的综合性复合通风廊。

一围：万州城区为九座山峦所包围，利用连绵的山体作为生态林地的用地，以此为基础形成大生态斑块，作为万州的生态屏障，形成一座坚实的“生态围城”。

一环：在城区外围由万梁、万利、万宜三条高速公路和高速公路连接线构成环形高等级公路外环，沿其建立绿色生态走廊。

无序的城市扩张将给景观安全格局带来巨大的冲击，“一围一环”作为保护万州的生态屏障及城市组团隔离带，有效地将城镇绿地与外围的自然生态系统联系起来，可以限制中心城区的无序扩展，改善城市景观格局，降低城市对外围自然生态系统的影响，促进城镇融于和谐的生态体系当中。

五水：沿苎溪河、龙宝河、五桥河、猫沱溪、长生河建设的滨水生态廊道。这五水像五只“绿手指”，由长江指向外围山谷，成为万州陆域与水域界面进行物质与能量交换的重要通道。将其规划成宽窄各异的滨河绿带、公园及林荫道，组成近年来，由于川西地区工程地质特点给钻井工程带来了许多棘手的问题，主要表现在：非生产时间长；井下事故及复杂情况多；裂缝性井漏严重；机械钻速低等一系列问题。本人结合在新场地区施工的几口井探讨在该区块钻井提速的建议。

1 川西地区地层特点

1.1 钻遇地层岩性特点

川西地区属正常层序，地层依次为剑门关组、蓬莱镇组、遂宁组，沙溪庙组、千佛崖组、下统白田坝组、须家河组。岩性为泥岩、砂岩、页岩互层。遂宁组以浅，泥岩压实程度低，含水率高，分散性强；从浅至深泥页岩致密化程度增加，密度升高，分散性降低，至千佛岩组已转变为硬脆性页岩。总的来说，深部地层千佛崖组、白田坝组，须家河组地层研磨性强、可钻性差、钻速低。1.2 多压力系统、超高压异常

川西地区中段碎屑岩沉积具压力异常特点，压力剖面纵向上呈现四个压力段：白垩系、上侏罗统蓬四、蓬三段属正常压力段，正常压力段的底深在各个构造上有所不同，总体上是在异常高压背景下，造成井身结构复杂。1.3 地层裂缝发育，裂缝形态各异

浅部主要为水平裂缝，中深部为斜裂缝，深部为高角度和垂直裂缝。由于裂缝发育，造成的后果是井漏频繁。

2 影响川西地区钻井速度的主要原因分析

（1）从浅至深反映出不同类型的井眼问题。浅层泥岩混

川西地区钻井提速建议

李士祝

（胜利川东北工委）

层粘土矿物含量高，水化分散性强，易坍塌井径扩大或者水化膨胀缩径；中深、深部地层泥页岩硬脆，微裂隙发育，上覆岩层压力和水平应力大，易剥落掉块；须家河组炭质页岩、煤岩层理发育，岩石强度低，易掉块。浅层砂岩渗透性较好，易形成厚泥饼缩径。由此带来了一系列钻进、起下钻过程中的阻卡问题。

（2）钻井液密度高，固相含量大，泥饼摩阻系数高，性能维护难度大，易造成吸附卡钻。尤其是定向井，在高密度、超高密度钻井液条件下钻具起下阻力大，甚至卡钻。

（3）裂缝性高压气藏，往往伴随着井漏而导致井喷，并且裂缝通道的漏失安全密度窗口很窄，安全钻井液密度窗口选择困难，井控难度大。

（4）岩石致密、坚硬，可钻性差，在高密度钻井液条件下钻速低，周期长。

（5）井身结构复杂，作业环节多。

（6）深井段钻具组合单一，通过改变钻井参数来提高机械钻速较困难。

3 提高钻井速度建议

十几年来，各科技单位及施工单位也开展了一系列钻井技术攻关。这些技术研究和应用，总体情况是钻井事故和井下复杂情况显著降低，能按设计顺利成井；钻速指标有所提高，但钻井周期没有大副缩短；在深部井段提高钻井效率的有效手段较少。

放射状楔形绿地，在连接各孤立绿色斑块的同时也串联起了城市的生态环。水系生态廊道的建设对于万州水域生态环境的控制、湿地保护、景观安全格局的构建都有重要的意义。

七路：沿沙龙路、王牌路、双白路、百安大道、江南大道、天城大道、北山大道建设生态走廊。道路交通是连接城市发展组团、保持区域物流畅通的黑色纽带，通过对道路两边绿带的配套建设，将有利于物种迁移保护，并在一定程度上阻隔城市发展组团的无序扩展。这种网格型的城市型态有利于城市通风和空气污染物的消散，能够保持区域良好的生态环境。

十四绿岛：区内已有和即将建设的十四个公园：天子湖公园、狮子山公园、天子城公园、西山公园、金龙公园、观音岩公园、太白岩公园、江南新区综合公园、江南新区南山公园、沱口公园、长江大桥北桥头公园、香炉山公园、申明坝公园、三峡珍稀植物园。绿地景观建设是城市景观生态建设的关键和基础，加强绿地景观建设有利于提高景观异质性，维持城市景观生态平衡，创造可持续的城市人居环境。

参考资料

[1]《中国典型城市生态规划》[2]《城市生态可持续发展规划》

钻井工程是一个系统工程，钻井提速不仅仅是优化井身结构，强化钻井参数，还涉及生产组织、管理等多方面，多工种协同配合等方面工作。

3.1 精心组织，为深井钻井提速提供保障

（1）成立前线指挥部，保证物资供应、生产组织、生产协调靠前运行

为了做好川西提速各项协调准备工作，应该成立前线指挥部，抽调技术管理、生产运行、现场监督、土地协调、设备维修、思想政治工作方面经验较为丰富的领导组成精干的前线指挥部，为加快川西地区深井施工节奏提供组织保障。

（2）采取超常措施，使各项工作提前做好准备

应该充分调动各方面力量打攻坚战，保证各井队按时开钻。在基础施工中，要打破常规，优化工艺，交叉作业，减少停工等待时间。

（3）抓好以钻井提速为重点的技术监督管理工作，保证钻井设计和安全措施落实到位

在开钻前要进行详细的技术措施交底，施工中加强现场管理和技术指导。根据标准规范要求，开钻前对井控设备、固控设备、钻井工具等进行检查。在钻进阶段对钻井液性能、井控工作等进行监督检查。在完井阶段对井眼准备、下套管、注水泥作业等进行监督检查。

（4）加强组织协调，保证深井施工正常进行

定期召开生产协调会，对各钻井队采取统一组织管理、统一生产保障、统一技术标准、统一协调运行，集中解决生产中的疑难问题。

（5）建立全方位的激励机制

在目前钻井工作量相对饱满的情况下，建立激励机制有了良好的基础：一是打完一口井还有井可打，快打、多打多收入；二是要保证各上级单位承诺考核真正落实好，这样钻井队节约了钻井周期也就是最大的效益；三是组织劳动竞赛，设置创班进尺、日进尺、搬安速度、上千米、单只钻头进尺、完钻周期等纪录奖励办法，鼓励职工奋勇争先。四是在分配上，向一线倾斜，鼓励后勤人员上前线，充实一线的施工力量。五是在钻井队内部实行每米进尺的奖励制度，多打多得。

3.2 加强技术攻关，为深井提速提供技术支撑

四川盆地地质结构极为复杂，具有高温、高压、易塌、易漏和可钻性差的特点。深井钻井要提高钻井速度必须解决深井多压力系统套管层次、硬地层钻头选型和参数选择、深井防塌和防漏钻井液体系问题。

套管层次及下深要找出必封点。从上面的地层和压力梯度我们可以看出， 第一必封点是第四系流沙层和易漏、易垮层，深度120米左右，表层套管可以下到这层；第二必封点白田坝组底部或须五，这层是压力过渡带，深度2800～3000米；第三必封点，是须二顶部，属于超高压地层，深度4500～4800米。综上所述，川西地区井身结构可以采用四层套管结构。

3.2.1 钻井参数选择

在大直径井段钻进，在目前机泵条件都比较好的前提下，需要改变过去为了防止井斜、担心钻头和钻具出问题，在钻具结构和钻井参数的选择上，过于求稳而趋于保守，对钻具结构进行优化，研究和采用加大钻铤尺寸和重量来满足大钻压的需要和防止井斜。可以采用钻压250～350千牛，排量从50～60升/秒，泵压20～25兆帕，同时可以适当提高转盘转速。

3.2.2 钻井液应该分段选择

针对川西地区地层特点，在不同井段分别采用不同的钻井液体系，原则是：上部易垮塌地层采用强抑制、强包被、强封堵的聚合物无固相和低固相钻井液体系，适当延长低密度钻井液钻井时间；中部井段研磨性强、可钻性差，且油气显示活跃，适度控制钻井液密度，采用欠平衡和近平衡钻进；下部产层地层压力高、岩性坚硬，在高密度钻井液条件下，通过优选钻头来提高机械钻速。

3.2.3 钻头选型

目前在川西地区钻井钻头的选择处于被动和保守状态，钻头使用比较单一，钻头类型基本是牙轮钻头和PDC钻头，并且牙轮钻头基本是江汉钻头厂HJ系列，普遍使用时间较短，在深部地层使用时间在50小时以下，在新2井，使用过一只休斯钻头，钻井时间是江汉钻头的2～3倍，进尺也是2～3倍，机械钻速基本一样，PDC钻头基本是川克的G系列，钻井时间和进尺也是江汉钻头的2-3倍。在Ф149.2mm井段，都是使用HJ517G钻头，每只钻头进尺20～50米，使用时间30～40小时，造成起下钻次数和时间较多。

在钻头选型上也存在一定的局限性，要联合钻头生产厂家进行联合攻关，选择适合深井段使用的钻头，攻关方向应该以PDC钻头为主。

3.2.4 尝试不同的钻井方式

目前钻井方式很多，在国内和川西地区也有很多成功的经验，但是普遍采用的还是转盘钻井方式，其它钻井方式在川西地区使用有一定的局限性。

（1）螺杆+PDC复合钻井方式

这种钻井方式能大幅度提高钻井速度，这是不争的事实，这已经在多口井应用成功。存在的主要问题是，国产螺杆在井下高压、高温的条件下，使用寿命很短，时间100小时左右，和PDC钻头使用寿命200小时存在矛盾，当前引进高性能螺杆是这项技术推广应用的关键。

（2）气体钻井和泡沫钻井技术

这项技术在川东北已经广泛应用，并且一开始就使用，井段比较长，在微出水的情况下可以转为泡沫钻井。气体钻井的优点在于能大幅度的提高机械钻速；有利于井眼稳定，气体钻井可避免泥页岩地层水化引起的垮塌；可以有效避免井漏复杂情况。

此外，还可以尝试旋冲钻井技术，在易斜井段引进垂直钻井技术等。目的是能够提高钻井速度，满足井下和地面安全需要就可以使用。

3.2.5 强化管理，预防复杂和事故

在进行钻具振动规律研究、建立受力分析模型基础上，要建立钻具使用管理措施，采取深井段使用新钻铤、抽上加下倒换、定期钻铤探伤、限定使用时间、错扣起钻检查、控制有害固相为辅的钻具防断配套措施，预防钻具失效事故。

总之，钻井提速是一个系统工程，通过我们的努力，依靠科技创新，强化生产组织，相信川西钻井提速将会有新的突破。

2012.No191