茅山油田顾庄构造钻井实践与认识

张少东（华东石油工程公司六普钻井分公司，江苏 镇江 212003）

1 概况

顾庄构造带位于溱潼凹陷北部斜坡带茅山-史家堡-殷庄油气富集区带中段。在该构造带南部发现了茅山区块和顾3区块阜三段油藏，构造东部的苏168井、北部的苏177井及东南部的史家堡地区均有良好的油气显示。

自上而下钻遇地层为第四系东台组，上第三系盐城组，下第三系三垛组和阜宁组，戴南组缺失。该区块钻井施工中未遇见异常高压高温地层,阜宁组四段存在断层，断距30-40m。

2 施工难点分析

2.1 盐城组砂砾层厚度大，砾石大小不均，硬度大，对钻头磨损快，导致钻头早期损坏，机械钻速下降。

2.2 盐城组一段粘土层易吸水膨胀发生缩径，下钻不能一次到底，必须划眼通过；电测到此段时，电测仪器重量轻，稍有阻卡无法通过，必须多次通井。盐城组一段遇阻划眼情况多，而该段地层松软，划眼时易出新井眼。

2.3 地层倾角较大，井斜方位自然漂移，导致滑动钻进段增多，井眼轨迹不够平滑，摩阻扭矩大，轨迹控制难度大，机械钻速低。

2.4 阜宁组脆性泥岩易吸水膨胀剥落掉块，导致井塌。

3 现场施工技术措施

3.1 井身结构

该区块普遍采用二开制井身结构，一开用311.15mm钻头打穿第三系，下244.5mm套管封固成岩性差，胶结疏松的地表层，二开用215.9mm钻头打到阜三段目的层，下入139.7mm油层套管固井。

3.2 钻具组合与钻井参数

3.2.1 一开井段

一开重点是井眼打直，采用简单的塔式钻具结构，钻压由小到大，轻压吊打。前80m控制排量，防止地表冒浆，地层垮塌。

钻具组合：Φ311.15mm SKG124牙轮钻头+变丝接头+托盘接头+Φ165.00mm无磁钻铤+Φ165.00mm钻铤×5根+变丝接头+Φ127.00mm加重钻杆×20根

钻井参数：钻压10-20KN、转速：60-70rpm、排量35L/S、泵压2-7MPa

3.2.2 二开井段

二开全井段选择一套钻具组合，钻具组合简化，减少钻铤使用，采用1.25°单弯螺杆加一个欠尺寸扶正器完成防斜，增斜和稳斜。钻具组合如下：

钻具组合：Φ215.9mmKS1942G钻头+1.25°×172mm单弯螺杆+变丝接头+Φ210mm扶正器+浮阀+定向直接头+Φ165mm无磁钻铤+变丝接头+Φ127mm加重钻杆×21根+Φ127mm钻杆

钻井参数：钻压20-50KN、转速：螺杆+70/螺杆rpm、排量35L/S、泵压10-15MPa

由于盐城组砾石层对钻头磨损大，二开第一次入井钻头尽量选用七八成新旧钻头，确保其可以顺利打穿盐城组砂砾层。盐城组胶结松散，砂砾多，排量尽可能的大，确保能将块状的砾石带出。钻遇砾石层时降低转速，控制钻压[1]。

3.3 钻井液性能

盐城组地层渗透性好，要预防缩径和漏失。三垛组地层以泥岩为主，易造浆、吸水膨胀缩径，要提高钻井液的抑制能力和包被能力。阜宁组硬脆性泥页岩易吸水膨胀而产生剥落掉块、垮塌，必须提高钻井液的抑制和封堵防塌能力。

3.3.1 一开井段

一开采用预水化膨润土，保持较高的粘度，减少对井壁的冲刷。防止表层垮塌。

3.3.2 二开井段

3.3.2.1 盐城组、三垛组

采用用金属两性离子聚合物不分散钻井液，提高钻井液的抑制和包被能力，保持较高的切力，强化钻井液的携岩能力，减少泥岩造浆和吸水膨胀的程度。

盐城组钻进时加0.5-1%单向封闭剂随钻堵漏。每班补充50-75kg改性沥青，改善泥饼质量，防止砂岩缩径。

造斜前加入0.5%的润滑剂，增斜段、稳斜段润滑剂含量保持在0.5-2%，保证泥饼摩擦系数在0.08以下，防止粘卡。

3.3.2.2 阜宁组

采用金属两性离子聚合物防塌钻井液，阜宁组地层硬脆性泥页岩易吸水膨胀，易剥落掉块、垮塌；断层处易垮塌。应严格按钻井液配方要求加入处理剂，提高钻井液的抑制能力和防塌能力；保持粘度在60s左右，防止钻井液冲刷井壁；根据实钻情况及时调整钻井液密度。出现垮塌后首先提高钻井液的粘度，将垮塌物携带出井，并分析垮塌原因。若因地层吸水膨胀而产生剥落掉块、垮塌时，应提高改性沥青、OSAMK、PHP等抑制、防塌处理剂的含量，提高钻井液的抑制防塌能力；若因地层坍塌压力高而产生剥落掉块、垮塌时，应及时提高密度，平衡坍塌压力；若因地层破碎、钻井液粘度低、冲刷较强而产生掉块、垮塌时，应降低排量、提高钻井液的粘度，使环空保持层流状态，防止垮塌。

根据摩阻扭矩情况适时补充润滑剂。充分利用四级固控清除钻屑，保持较低的密度和含砂量。

进入目的层前50m加入屏蔽暂堵剂，保护油气层。

3.4 井眼轨迹控制

本区块采用无线随钻和多点测量相结合，进行井眼轨迹监测。直井段每100m测量一次，遇实钻轨迹有偏离设计轨道趋势时加密测量。钻完直井段起钻时投测多点，确保井斜方位数据的准确性。定向段钻进时10m测量一次，及时根据变化趋势进行调整，保证井眼轨迹平滑。稳斜段30-50m测量一次，防止井斜、方位大幅变化，便于及时纠正。

通过几口井的施工发现，该区块井斜随方位变化有自增或自降趋势，方位向右漂移，要合理利用方位漂移规律[2]，预留好方位提前量，减少滑动钻进时间；选择合适弯度的螺杆，保证井斜自降时造斜率满足轨迹要求。井斜自增时，要记录好趋势，预测时加以考虑，减少降井斜滑动时间。

3.5 电测通井措施

完钻电测前，先带双扶配HAT127钢齿牙轮钻头通井一次，该区块下钻通井到230-500m时多有遇阻现象，经分析认为是地层蠕变[3]导致井眼缩径。遇阻时，开泵划眼通过，由于此段地层松软，极易出新眼，划眼时要严格遵守“一冲、二通、三划眼”，接好单根开泵正常后，先冲下去，上提钻具转动一个方位再通下去，然后再提起钻具转动划下去。划眼要“轻拨点划”，遇到冲不动、通不下的情况时，先加压20-30 KN转动转盘，观看指重表指示若悬重回升，则立即停转盘，再加压20-30 KN转动转盘。如此重复操作，直到拨放点划一单根，再提起下划一次。

为确保后续电测及下套管顺利，通井起到台面后，甩掉扶正器和钻铤，钻头加钻杆或配加重再下到500m。经现场实验，不开泵通井到500m效果不理想，采用开泵循环一到两周可以有效保证测井顺利，循环时要控制排量，严禁定点循环，防止冲出“大肚子”造成复杂情况。

经调研文献，通井时要调整钻井液性能，保持粘度较低[4]，以便循环时有效冲刷掉井壁上附着的携岩，后再用原钻井液循环至岩屑干净。

4 结语

4.1 二开第一趟钻，尽量选用新度合适的旧钻头钻进砾石层，并且适当控制钻进参数。穿过砾石层后再更换新钻头。

4.2 二开井段要维护好钻井液性能，盐城组和三垛组提高抑制能力和包被能力，减少粘土层吸水膨胀缩径；阜宁组提供抑制能力和封堵防塌能力，避免阜宁组脆性泥岩剥落掉块。

4.3 二开钻具组合的选取要考虑地层倾角对井斜方位的影响，保证一套钻具组合可以完成全井段的施工。定向时考虑好井斜变化趋势及方位漂移的趋势，提高复合钻进的比例。

4.4 测井前要甩掉扶正器再次用钻杆或加重带牙轮钻头通井到500m，并循环一周以上，确保测井一次到底。

[1]刘晓民.亚肯北区砾石层优快钻井技术[J].石油钻采工艺，2014,36(1):11-13.

[2]吴鹏.浅析苏北工区方位提前量及井眼轨迹控制技术[J].石油钻探技术，2004,32(1):20-22.

[3]商淮禹.浅析常见卡钻因素系统分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013,34(3):215.

[4]王学英.于培志，杜素珍.完井电测遇阻分析及对策[J].钻井液与完井液，2002,19(6):141-142.