夏945HF井油页岩安全钻井配套技术

夏945HF井油页岩安全钻井配套技术

摘要：夏945HF井是国家重点非常规井，其油藏埋藏深、低孔低渗透、低饱和、稀油、常温高压及该断块馆陶组易缩径，沙三中段、沙三下段油页岩、凝灰岩易垮塌等地质特点，从钻头优选、近平衡钻井、井壁稳定及防塌配套技术等几个方面着手，进行了夏945HF井配套钻井技术的研究，形成了一套针对该区块的安全、高效的配套技术方案。

关键词：油页岩、凝灰岩；常温高压油藏；近平衡钻井；井壁稳定；防塌；机械钻速。

夏945HF井设计为一口导眼井为直井、探井，随后再钻一口水平井。导眼设计井深：4125米。水平井：在导眼井的井段H3050米打水泥塞侧钻，3530米定向，最大井斜：87.6°；最大位移：897米。完钻井深：4605米

该井埋藏深、低孔低渗透、低饱和、稀油、常温高压断块油藏，据夏945HF井地层压力系数为1.22。公司施工夏945HF水平井在钻至3386.83m（垂深）时发生钻井液外溢（钻井液相对密度1.35g/cm3，粘度78s），后加重钻井液（相对密度1.43 g/cm3，粘度80s）恢复正常。

夏945HF井馆陶组易缩径。钻进至井深1674m，循环泥浆准备起钻（钻井液相对密度1.13 g/cm3，粘度33s，切力1.5mPa/s－3.5mPa/s；

随后将钻井液相对密度调整为1.20 g/cm3，粘度65s，切力6 mPa/s－10 mPa/s），井眼畅通。

1夏945HF井地质简介

1.1区域构造位置

夏945HF井断块构造位置处在济阳坳陷惠民凹陷夏口断裂带中部，为北东走向的玉皇庙断层和江家店断层夹持的顺向断阶，东部以一条近南北向断层与夏502块相隔，块内地层北西倾，倾角12°，圈闭面积1p沙三中段：深灰色泥岩为主，夹灰褐色油页岩及油泥岩。

沙三下段：灰色粉砂岩与深灰色泥岩不等厚互层。

1.3油气层位置

本井在沙三下段3780（垂）－3993.5（垂）米钻遇油层。钻进过程中，槽面有油花、后效现象相当严重，全烃值达百分之百。

2夏945HF井油页岩安全钻井配套技术

2.1夏945HF井地质特点、可钻性分析及钻头选型

该井主要在砂二至砂三段（3543m～3730m）、沙二段～沙三一段（3586m～3760m）及沙二段（3750m～3812m）发育，岩性为黑色油页岩岩及灰色、黄褐色凝灰岩有微裂缝发育。

夏945HF井邻井油页岩凝灰岩情况统计如表1。

2.2针对夏945HF井地层特点的钻头选型

通过对夏945HF井油页岩地层的地质特性的认真分析，准确预测油页岩凝灰岩地层在沙二段及沙三上均有发育，结合以往经验，综合效益分析决定采用常规PDC钻头钻至油页岩层上部后改用BTM115型PDC钻头及M5567AH型PDC钻头钻穿油页岩、凝灰岩，提高机械钻速。

2.3夏945HF井的复合钻井

采用“PDC钻头+螺杆钻具”的复合钻井技术，利用该技术既可提高机械钻速，保障井身质量满足甲方要求，同时又能减少起下钻次数，缩短钻井周期。由于复合钻进的转速可以高达240r/min（螺杆钻具转速170r/min，转盘转速70r/min），大大超过了转盘转速，PDC钻头的机械钻速对转速相对较为敏感，转速与机械钻速成正比，因此可以大幅度提高机械钻速。

应用复合钻井技术，钻具组合得到有效简化，钻进时钻压一般较

小（20KN～60KN），可以不带钻铤即可完成钻进要求，井下复杂情况发生的概率大大降低。公司在夏94块所钻井中，采用“螺杆+PDC”钻头复合钻井技术完钻的4口井没有发生任何井下复杂情况。

3现场应用

我们针对夏945HF井油页岩、凝灰岩地层研究的优快钻井技术在公司范围内已得到全面推广和实施，通过我们详细的技术指导和严格监督，公司今年在临盘地区所有油页岩及凝灰岩地层钻井中采用了该井的措施，使同样地层的井下事故、复杂也得到了有效控制。

4结论与建议

4.1 结论

1）油页岩地层普遍存在可钻性差、地层倾角大、井斜控制难度高、地层裂缝发育、油页岩上下交界面及夹层多易发生井漏、井壁稳定性差等特点；

2）针对夏945HF油页岩、凝灰岩地层的地质特点，从钻头选型、火成岩防漏堵漏、火成岩井壁稳定及应用复合钻井技术等几个方面着手，开展了油页岩凝灰岩优快钻井技术研究，形成了一套针对临盘地

区所有油页岩、凝灰岩地质特点的优快钻井配套技术。

4.2 建议

1）针对油页岩、凝灰岩岩性种类多且复杂、地层硬度高、研磨性强，岩石可钻性差等特点还需要进一步开展油页岩防漏、井壁稳及定破岩机理研究，为钻头选型和设计提供理论依据。2）进一步开展油页岩地层的防漏堵漏技术研究。目前采用的防漏手段无法替代技术套管的作用。3）强化技术管理和施工组织，以确保各项技术措施的落实。

参考文献

[1] 杨明合，夏宏南，蒋宏伟，张华光，火山岩地层优快钻井技术.2009.6

[2] 张宏军，张明昌，李玉海，低压火成岩油藏完井工艺技术.2001.4

[3] 栾春华，商741火成岩油藏开发前期储层描述技术.2009.6