车66区块复杂地层优化钻井技术

姜新越 李齐富 孙家栋 刘悦来 王健民

（中国石油渤海装备第一机械厂渤海能克钻杆有限公司，河北 青县 062658）

车66区块复杂地层优化钻井技术

姜新越 李齐富 孙家栋 刘悦来 王健民

（中国石油渤海装备第一机械厂渤海能克钻杆有限公司，河北 青县 062658）

车66区块由于地层承压能力较低，在钻井液密度高时极易发生井漏。针对这一状况，对与车66区块复杂地层配套的钻井技术进行了优化：钻井中采用钟摆与偏轴防斜钻具组合、优选钻头、使用以聚磺表面处理与承压堵漏为主的钻井液体系，对保护油气层起到了明显的作用，井下事故与复杂情况明显减少，钻井速度、固井质量得到明显提高，平均单井日产油气当量提高了8 t。

车66区块 复杂地层 钻井技术 优化 济阳坳陷

0 引言

车66区块位于济阳坳陷车镇凹陷大王北洼陷西部，是在埕南大断层下降盘发展起来的一个古近系箕状洼陷。该洼陷西部沙三段下部发育了一大套砂砾岩体，该地区新生界发育，储层物性好，地层承压能力较低，在钻井液密度高的情况下极易发生井漏[1-2]。

在车66井钻井施工中，钻至沙三段下部时多次发生井漏、井涌及卡钻，导致填井侧钻；侧钻至沙四段时再次发生井漏。车66井在钻至沙三段下部高压层时也发生井涌井漏多次、卡钻3次、压井4次，最终因地层复杂，技术套管下深浅，无法解决技术难题而导致第一井眼报废，只好填井侧钻，事故损失时间高达108d。要改变这种状况，必须对与该区块配套的钻井技术进行优化。

1 车66区块地层特点及施工难点

1.1 地层特点

1）地层压力复杂，馆陶组安全密度常压为0.9 g／cm3，沙三段砾岩体异常高压为1.70～1.90 g／cm3。其中纵向上，沙四段常压为1.20～1.30 g／cm3，断层裂缝小于1；横向上，沙三段砾岩体储层物性为非均质。

2）储层条件复杂。储层以裂缝为主，且底部与断层潜山相连；油气比为104∶100。

3）地层岩性复杂。沙三段砾岩体井段长，从3 000 m至4 500 m，长达1 500 m；砾石分选差（1～200 mm），形状不一（磨圆度）；从沙三段进入沙四段划分难度大。

4）地层倾角为10°～30°；易斜段长（从2 800 m开始直至井底）。

1.2 施工难点

主要表现为：地层倾角大，井斜难以控制；地层岩性较复杂，钻头选择难度大；地层压力系统复杂，井喷、井漏频繁；大套油泥岩、页岩坍塌掉块；卡钻、断钻具、钻头等事故频繁。

2 配套钻井技术优化

2.1 防斜打快配套技术

根据国内外对防斜打快技术的研究成果以及对车66区块地层倾角对井斜影响规律的研究，综合运用复合钻进技术与偏轴钻具组合、柔性钟摆等技术，实现了防斜打快。

1）第二次开钻作业时对上部井段采用复合钻进技术，优化其钻具组合，并配合使用五刀翼大片PDC钻头，在提高机械钻速的同时达到防斜打快的目的。

其钻具组合为：Ø311mmPDC+Ø210mm螺杆钻具+Ø203mm钻铤1根＋Ø203mm短钻铤＋Ø311mm稳定器+Ø203mm钻铤3根+Ø178mm钻铤3根+Ø 127mm加重钻杆12根。见图1。

分析：上述句子的中心词前是单一的定语（“个人”和“社会环境”），汉英定语的语序相同，定语individual and contextual置于所修饰名词factors之前。

图1 车66区块上部井段复合钻具组合图

使用五刀翼大片PDC钻头配合加长传动轴的中空螺杆钻具的钻具结构，有效地提高了上部地层的机械钻速，减少了井斜的影响以及井下复杂情况的发生。

2）利用中国石油大学的底部钻柱运动状态及动力学特性模拟装置，通过对各种偏轴钻具组合防斜打直效果的实验评价，优选出防斜效果最好的钻具组合，并根据实验情况制订了合理的工艺措施。

3）在深部地层不适合PDC钻进的井段，采用柔性钟摆钻具组合配合高效牙轮钻头，既可以起到防斜打直的作用，又能够解放钻压，提高机械钻速。

其复合钻具组合为：Ø215.9 mm钻头+Ø177.8 mm钻铤2根+Ø215 mm稳定器+Ø158 mm钻铤1根+Ø215 mm稳定器＋Ø178 mm钻铤3根+Ø127 mm加重钻杆12根。见图2。

图2 车66区块深部地层复合钻具组合图

4）应用钻井工程研究院研制的机械式随钻测斜工具。该装置连接在钻铤上，通过开泵时泵压脉冲的数量显示井斜的度数。司钻可以随时了解井斜的情况，以便适时吊打或加压钻进。平均机械钻速明显提高。

2.2 聚磺表面处理钻井液体系防塌、防漏技术

深井聚磺钻井液体系具有易分散的特性，在高温、高密度的作用下，钻井液抗油气效果差，流变性变差，易发生井漏、井塌等井下复杂情况。

2.2.1 室内研究

1）钻井液体系配方的确定。通过室内实验评价，优选各类钻井液处理剂，按照常规处理加量评价，经大量试验，确定聚磺钻井液体系配方如下：4%膨润土＋0.3%LS－YW＋0.5%SJ－1＋2%SD－202＋3%KFT＋3%SD－101＋2%ZX－8＋2%WJH－1+1%SF－1＋其他辅助剂（NaOH、润滑剂、加重剂等）。

2）智能型防漏、堵漏钻井液。依据车66区块渗透性与裂缝漏失类型，以智能型封堵类材料（SY）系列、酸溶性膨胀堵漏剂（ZX－12）及抗压堵漏剂（KSY）为主，研制了两种防漏堵漏钻井液配方并使其配套系列化。①低强度低桥塞防漏、堵漏钻井液配方：添加剂为SY－5、ZX－12、 KSY；加量为2～3%SY－5、2～3%ZX－12、1.5～2%KSY。该配方适用于普遍漏失层与钻进循环中直接封堵一般渗透性、裂缝性漏失通道，能提高地层承压能力，可正常使用振动筛，不会影响钻井液的净化。②低强度高桥塞可变形、膨胀型堵漏钻井液配方：添加剂为SY－4、ZX－12、KSY、复合堵漏剂；各组分加量为3%～5%SY－4、3%～5%ZX－12、2%～3%KSY、5%～10%复合堵漏剂。该配方适用于严重性漏失层堵漏，通过钻具将堵漏钻井液打入漏失层，静止、蹩压，利用各类堵漏材料架桥、封堵不同尺寸的漏失通道，提高地层承压能力，保证堵漏效果。

2.2.2 应用效果

2）在大86、车74井第三次开钻前将钻井液转化为聚磺表面处理钻井液，大86井、车74井现场加重最高密度分别为1.96g／cm3、1.93g／cm3，钻井液流变性能良好，未出现任何井下复杂情况。两井性能测试情况见表1。

2.3 井下事故与复杂情况控制技术

2.3.1 防卡

制订了较为完善的区域防卡技术措施，并严格执行。同时还制订了一整套各种情况下发生卡钻的应急预案，加强了防卡方面的物质准备。

2.3.2 防喷与防漏

严保井控设备的安装质量，并严格按照钻井液安全窗口确定钻井液密度，坚持严格的坐岗制度，制订了较为完善的防喷防漏应急预案。在安全窗口小的井段采用承压堵漏技术，并加强了防喷防漏方面的物质准备。

表1 车74井与大86井性能测试情况表

2.3.3 井下特种工具的应用

推广应用了一系列井下特种工具，有效地减少了复杂情况的发生。

1）修壁器。为解决因为中上部井眼不规则、井壁不稳定造成的“大肚子”和“台肩”等所导致的电测遇阻，与钻井工程研究院合作设计了井眼上下修整器（简称修壁器），解决了电测遇阻问题。

2）变径稳定器。在钻具组合中推广使用了变径稳定器，发挥了其在降阻、提高钻井效率方面的潜力，减少了井下卡钻等事故的发生。

3）减震器。将其安装在紧靠钻头的钻柱上，利用可压缩液体吸收或减小轴向振动和冲击载荷，保护钻头和钻具，这是延长钻头寿命和减少钻具刺漏的一种非常有效的工具。

3 应用效果

通过以上技术的综合应用，有效地减少了车66区块钻井事故和井下复杂情况的发生，其钻井事故率同比降低了65%，提高了钻井效率。统计分析车古208-X1、车66－4、车66－1、车15－2、车74等5口井（平均井深为4 498 m），平均提高机械钻速4.45 m／h，钻井周期与建井周期分别平均缩短65 d、82 d。

4 结论

1）通过运用复合钻进、偏轴钻具组合、柔性钟摆等新技术，形成了车66区块复杂地层钻井配套作业模式。

2）优选抗高温、抗盐处理剂，组配聚磺钻井液配方；在常规聚磺钻井液基础上通过表面活性剂的处理，提高了钻井液抗温抗油气污染的能力。

3）优化后的配套复合堵漏技术，提高了钻井液防漏堵漏的效果，减少了井下复杂情况的发生，提高了生产效率。

［1］赵金洲，赵金海.胜利油田深井超深井钻井技术［J］.石油钻探技术，2005（5）：1-3.

［2］魏文忠，赵金海，练钦.胜利油田深井技术套管损坏原因分析［J］.石油钻探技术，2005（4）：1－3.

（编辑：陈钰）

Abstract:In Che 66 block,lost circulation can easily occur when the density of drilling fluid is high due to low formation resistance to pressure.In this study,a drilling technology suitable for complicated formations in the block is optimized:(1)both pendulum and eccentric deflection controlling BHA are adopted during drilling;(2)drilling bit is optimized;(3)a drilling fluid with the polysulfonate surface treatment and pressure sealing as the soul is utilized,which may obviously protect formation.An application of optimized technology may not only make downhole accidents less than before evidently,but also increase both penetration rate and cementing quality.As a result,an average single-well productivity is increased by 8 t/day.

Key Words:Che 66 block,complicated formation,drilling technology,optimize,Jiyang Depresssion

Optimized Drilling of Complicated Formation in Che 66 Block

By JIANG Xin-yue,LI Qi-fu,SUN Jia-dong,LIU Yue-lai and WANG Jian-min

TE242

A

2010－03－30

2010－05－11

姜新越（1975－），工程师，从事石油钻具设计制造工作。E－mail：bhnklqf@sina.com

1673-9035（2010）03-0053-03