新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

■赵建邦 李郑

（新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队 新疆 乌鲁木齐830000）

新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

■赵建邦 李郑

（新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队 新疆 乌鲁木齐830000）

我国页岩气很长时间以来在钻井施工中都呈现出成本高、事故多、周期长等特点。新疆页岩气调查井准页2井是我国钻井施工较为成功的案例，该井设计井深1700米，工程质量良好，出气情况佳，达到了地质目的。本文从钻井设备的选择依据,井身结构,取心钻具、钻头的选择使用情况,钻井液的使用情况等方面详细介绍了准页2井的钻井施工技术。

页岩气调查井钻井施工技术

1 新疆页岩气调查井准页2井工程概况

页岩气是赋存在有机泥页夹层中，其主要存在方式为吸附或游离状态，页岩气在一定的条件下转换成非常规天然气。

新疆页岩气调查井准页2井位于新疆吉木萨尔县，该区域地层各类岩石种类纷繁、交替出现。二叠系泉子街组合芦草沟组是准页2井钻遇的主要地层。

新疆页岩气调查井准页2井是一口调研井，在2014年1月17日开钻，施工172天，井深达1617.18米，工程要求采取率为100%，该工程质量完全满足要求。准页2井是测气量相对高的一口井，储气量平均品位达到了6-7m3/t。储气的最好井段在760—1000米。

2 新疆页岩气调查井准页2井施工技术概况

2.1 工程质量要求

岩心直径＞60毫米，所采用取心技术为绳索取心；严格执行岩心探钻规程，直径≯2°/100米；要求取心的井段岩矿心采取到达率100%，岩心直径＞60毫米，并且保持结构完整，不变质、不磨烧；含气岩心在地面暴露时间低于10分；井深不足1000米，打捞岩心时间小于20分钟。

2.2 钻井设备的选择

钻机：准页2井设计井深为1700米，选择钻机首先要考虑的是能够满足井深和口径的要求。根据这一原则，准页2井在施工过程中所使用的钻杆为?89毫米绳索取心钻杆；钻机最大重力为64吨，钻机完全满足了准页2井的施工需求[1]。

钻塔：准页2井工程为深井施工，强力起拔必不可少，所以要求钻塔有强大的支撑能力以及较长的立杆。

泥浆泵：深井施工中，耐压值高的泥浆泵同样必不可少。

钻具：准页2井工程地质方面定做的气体解吸罐内经为70毫米，需求直径≮60毫米，所以要求岩心直径为60——70毫米之间，所选取钻具的规格必须满足施工要求。

钻头：为提高冲洗液携带岩粉和护壁的能力，同时也为了减少冲洗液上返时的阻力，所以增加了井壁与钻杆之间的环状间隙，将金刚石钻头外径加大，改成了110毫米[3]。施工过程顺利进行，说明参数相对准确。

动力设备：施工现场必须保证可以提供充足的电源，由于该工程所需用电量较大，所以配备发电机作为备用电源，以防万一。

2.3 钻井施工技术

准页2井施工所遇地层岩石硬度不够，井壁岩层不够稳定，为了保证工程顺利进行，在选取钻进技术参数时进行了详细周到的分析及细分，具体数据为：钻压：5.19—285米井段加压钻进，钻压为5-8Kn;285—1617.18米井段,钻压为 6-11Kn。钻速：120——340r/min。泵量：68L/min左右。

由于准页2井地层结构的限制，该井结构设计为二开。在实际施工过程中，井身结构也为二开。在施工过程中，为了达到更好的压裂效果，以及出于对井壁稳定的考虑，采用了优质泥浆体系，有效的保护了井壁，整个工程施工中未出现严重的井内问题，整体进度平稳顺利，说明所选取的工具以及泥浆体系适合地层结构。

准页2井施工时间为冬季，由于新疆北部气候寒冷，页岩气为可燃性气体，施工过程中御寒和防火安全工作成了重中之重。为做好这两项工作，在施工现场中，准备了大量的沙土，如果出现气体喷涌，就及时用砂土填埋井口。并且要求施工现场方圆50米不得有明火，用帆布搭建防寒室，将不耐寒的材料放置其中，并加热取暖。施工现场所用电器和电路全部安装防爆装置，以防引起火灾。因为防护措施到位，整个施工过程未出现火灾、火险[2]。

3 新疆页岩气调查井准页2井问题探讨

在新疆页岩气调查井准页2井的施工中，总体来说，满足了质量要求，保证了安全生产，施工技术到位，各项工作安排相对合理有效，但是依然有需要改进的地方，在存在的问题上做进一步探讨，将有益于页岩气调查井的优化。对今后页岩气调查井的施工具有指导意义。

由于页岩气属于可燃性气体，冬季施工，为取暖造成了困扰，同时防火防爆的工作增加了施工成本，也拖慢了施工进度。所以在施工的时间上最好避开冬季。

准页2井施工所选用的钻机体积庞大，增加了操作的难度与成本，所以在选择钻机时，应当考虑工程情况，选择合理的施工钻机。

对于井壁失稳问题的研究由来已久，保证井壁稳定以及钻井安全，在施工过程中选择合适的钻井液，保证取心钻井顺利进行，同时在施工过程中，要按照实际情况控制钻井液的排量，并且时刻注意下钻速度，防止抽吸压力引起的井壁不稳定。过于简单的井身结构不利于井壁的维护，当深井施工遭遇复杂地层时，应该采用多级井身结构，并做好相应的维护工作。

4 总结

综上所述，新疆页岩气调查井准页2井是相对成功的工程。准页2井是测气量相对高的一口井，储气量平均品位达到了6-7m3/t。760—1000米之间为储气的最好井段。新疆页岩气调查井准页2井的完成不仅满足质地要求，同时，达到了掌握准格尔盆地南缘晚古生界沉积充填系列，了解了当地地层结构及岩层分布特点，为下一步开展页岩气调查井的工程奠定了基础，积累了经验。为改写我国页岩气长时间以来在钻井施工中所呈现出成本高、事故多、周期长等特点做出了贡献。

[1]任晓顺，太武，刘健福，等.河北省乐亭县滦河古河道深覆盖层井钻施工工艺 [J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015,42（1）:22—26

[2]盖志鹏，付兆友，罗刚，等.新疆萨瓦亚尔顿金矿区钻探施工难点及对策 [J].探矿工程（岩土钻掘工程），2013,40（12）:43—46

[3]张祖海，董海燕，丁昌盛，等.新疆温泉县AKT1-1地热孔钻探施工技术 [J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015,42（8）:17—21

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-32-1

赵建邦（1989～），男，毕业于中国地质大学（武汉），本科，技术员，研究方向为油气地质勘探。

对准页2井的施工经验的充分总结以及存在问题的探讨，有益于页岩气调查井的优化。为国内页岩气钻井积累经验。对今后页岩气钻井的施工具有指导意义。