顺北区块优快钻井技术

顺北区块优快钻井技术

崔延召

**收稿日期：2019-01-03修回日期:2019-01-03

作者简介：崔延召（1981 -），男（汉族）,河南汝州人.T 程师,现从事石油钻井管理丁作

（重庆钻井分公司，重庆400042）

摘 要：塔里木盆地顺北区块位于新疆沙雅县境内，构造位置塔里木盆地北部坳陷的中西部，顺北1 井区是目前的主力勘探开发区块，目前有多口已完成井.顺北区块二叠系多漏层易漏失、志留系井

壁失稳、桑塔木组火成岩坍塌应力高等，是目前钻井提速提效的最大难题，从已完成井各开次实钻地 层岩性、工具选取等方面分析，研究总结顺北区块钻井模式，满足优快钻进需要.

关键词：顺北区块;二叠系；奥陶系；辉绿岩；提速提效

中图分类号：TE2文献标识码：B 文章编号:1004-5716（2019）05-0054-04

1基本情况

顺北油气田：区域构造上位于顺托果勒隆起构造 带，跨越顺托果勒低隆和东西2个坳陷，南部紧邻卡塔

克隆起，北部为沙雅隆起。包含顺托果勒北、顺托果 勒、顺托果勒西与阿瓦提东4个区块，面积1.99X

10』knf,预测油气储量达17x10、，其中石油12x10%，天

然气5000xl0s m\为奥陶系碳酸盐岩裂缝一洞穴型油 藏，具有超深、高圧、高温、高含硫等特点，目前从井身 结构优化、长裸眼井壁强化、分层钻井提速技术、超深

小井眼定向钻井技术方面不断优化，不断解决这一难 题。西北油田分公司布署井主要集中在一区，其他3个 区块勘探程度较低。

11月13日，中国石化集团审核通过了《顺北油气 田一区奥陶系油气藏开发方案》,意味着顺北油气田的 规模产建也正式进入了实施阶段。顺北一区奥陶系碳

酸盐岩油藏为常温常圧弱挥发轻质原油油藏,经过炼 化,可获取高附加值产品.具有较高的经济价值。方案 计划开发60〜80 口井,动用储量6500xl04t o 预计2020

年建成原油100x101、天然气2.61X10W 的年产能阵

地〉

目前顺北油气田初步落实10条北东走向主断裂 带，初步明确了主干断裂带与塔中1号断裂带的切割

关系。在顺北1工区及顺北8工区目前落实6条次级断 裂，阿东工区落实2条次级断裂，其中顺北油气田一区 构造整体东高西低，北高南低，中部较东部构造整体低

450m 左右,西部区域储层最深达8550m o

2地质情况及井身结构

顺北区块地层古生界以浅主要以砂泥岩互层为

主，疏松易缩径，快速钻进注意预防卡钻。二叠系较 厚，普遍在400〜560m,顶部主要以英安岩为主，中部 为玄武岩，底部凝灰岩、砂泥岩，可钻性差、易漏、易

塌。石炭系、泥盆系、志留系砂泥岩互层，地层圧力偏 高，地层软硬交错，石英砂岩研磨性强，柯坪塔格组易 塌、易漏，志解系一区硬脆性泥岩易垮塌；二区高压盐

水层发育。桑塔木组泥岩为主,可能含有含有火成岩

侵入体,部分井发育高压水层,泥浆密度高，压持效应 明显，可钻性差且易发生垮塌。奥陶系中下部岩性为

灰岩,储层溶蚀孔洞、裂缝发育，易发生掉块卡钻,储层

地层压力差异大，常出现放空、井漏、井涌等，井控要求 较高。

顺北区块针对奥陶系桑塔木组可能有火成岩侵入 体,基于井壁稳定技术研究,结合地层三压力剖面，根

据不同储层深度采用多套井身结构:一是不含侵入体 地层的老四级结构，二是含侵人体的新四级结构。新 四级井身结构应用在顺北1 - 2H 、顺北1-3、顺北1-5

等，采用老四级井身结构的顺北2、顺北1-7H 、顺北

5—2、顺北5—3井等。

针对目前施工情况.在含侵入体新井身结构井施

工后完钻井眼尺寸小，电成像测井仪器外径127mm,无

法满足录取资料的要求；打捞事故钻具和处理复杂能 力弱;水平段受井眼尺寸限制.完井丁-具质量可靠性低

和改造施工斥力高;120.65m m 井眼，抗高温定向仪器

难题配套等问题,对套管尺寸进行了经优化。

3钻井方案

在推广成熟钻井技术的基础上，深化提速丁艺研究.根据顺北区块地质特性采取分层提速，进一步提高机械钻速。

(1)顺北区块地层古生界以浅主要以砂泥岩互层为主，强度40〜80MPa,属中软一中硬地层，可钻性较好,采用成熟钻井工艺,使用等壁厚螺杆+PDC(钢体5刀翼、19mm齿)钻具组合进行钻进。阿克库勒组砂砾岩发育，常规PDC钻头抗冲性差，易导致先期磨损,无法实现一趟钻完二叠上部进尺。针对上部三叠系阿克库勒组砂砾岩发育,PDC易崩齿早期失效,无法实现一趟钻钻至二叠顶部的问题.优选PDC配合大扭矩低转速等壁厚螺杆使用,工程上弱化参数，降低排量、转速钻进。

(2)

-叠系较厚，普遍在400〜560m,顶部主要以英安岩为主，中部为玄武岩,底部凝灰岩、砂泥岩,地层硬度高，可钻性差、易漏、易塌。常规PDC钻头易崩齿、进尺短，牙轮钻头起下钻次数多，机速低。顺北区块二叠系存在差异较大的问题.其中顺北1区块可钻性相对较好，顺北5、顺北7区块可钻性更差,针对区域地层差异,采用2种方案进行钻进。

针对二叠地层研磨性强、牙轮钻头机速低等问题, 311.2mm井眼采用江钻生产的KPM1633DST混合钻头(见表1)或扭力冲击器配专用钻头(见表2),在顺北1区块提速效果较好，可采用混合钻头+大扭矩螺杆等壁厚螺杆或者扭力冲击器配专用钻头进行钻进。

在顺北5、顺北7区块,二叠系地层研磨性更强,强

表1SHBP1H江钻KPM1633DST混合钻头应用情况

序号井段(m)进尺(m)纯钻(h)机速(m/h)钻压(kN)转速(r/min)排量(L/s)岩性14422.94〜4829.6406.66101.5 4.023050+LZ34火山、碎屑岩24829.6〜4922.1892.5850.5 1.8316050+LZ27碎屑岩、泥岩

表2扭力冲击器配专用钻头应用情况

井号井段(m)钻井工艺进尺(m)纯钻时间(h)机械钻速(m/h)顺北1-2H4722〜5163U516M+JH力441117.5 3.75顺北1-34433〜4972U513S+扭力539107 5.04

顺北1-4H4678.67〜4886.55U513S+扭力207.8892.5 2.25

顺北1-6H4624.89〜5279.12U513S+扭力654.23178.5 3.67

度更高，采用扭力冲击器等提速工具效果不好.均不能一趟钻钻穿二叠系。根据地层特性，采用分层提速的方法提高效率。

二叠系顶部浅灰色英安岩、深灰色英安岩研磨性强属中硬一硬地层，厚度在360m左右，可采用混合钻头或尖圆齿PDC钻头配合大扭矩螺杆钻进,可在两趟钻内钻进至玄武岩。中部玄武岩段属硬地层,玄武岩厚度在40m左右，可使用江汉镶齿金属密封牙轮进行过渡,一趟钻钻穿玄武岩：下部凝灰岩、砂泥岩段属中硬一硬地层，厚约160m，可采用PDC+等壁厚螺杆钻进至卡拉沙依组完钻〉

二叠系施工过程中地层研磨性强,硬度高,易漏、易垮，钻进时跳钻严重,工程上弱化参数,降低排量、转速钻进。

(3)三开地层，钻遇石炭系卡拉沙依组、巴楚组、东河塘组、塔塔埃尔塔格组、柯坪塔格组、桑塔木组、良里塔格组、卡尔巴克组。地层软硬交错，石英砂岩研磨性强。桑塔木地层厚、井超深、古生界抗压强度高、巨厚泥岩段常规PDC难吃入地层机械钻速低。针对桑塔木组可钻性差，PDC难吃入地层,机械钻速低,采用江钻生产的KS1652DGRX尖圆齿钻头配合抗高温大扭矩螺杆使用.以低钻压、低转速、大扭矩减小钻头振动.提高单只钻头进尺。

针对部分井桑塔木地层含侵入体,侵入体辉绿岩矿物组分以长石为主，粘土矿物少，微裂缝发育，极易发生坍塌掉块〉辉绿岩水敏性弱辉绿岩自身破碎，易垮塌;辉绿岩裂缝之间贯通性不好,少见漏失；密度大、硬度高、高抗研磨性，携带困难，

4顺北区难点分析及应对措施

4.1二叠系井漏