浅谈渝参3井施工中遇到的问题及采取的措施

李俊

摘 要：渝参3井是为了评价重庆市页岩气资源施工的其中一个参数井，在施工过程中，钻进页岩时发现钻孔总是“顶层进”，为此采取了很多措施，最终经过较长时间的努力，顺利完成还钻孔，达到了收集参数的目的，为重庆是页岩气评价奠定了良好的基础。

关键词：顶层进；防斜；纠斜；页岩气

中图分类号：TU71 文献标识码：A

一、基本情况

页岩气是一种清洁、高效的气体资源，为配合页岩气勘探调查，重庆市开展了“重庆市页岩气资源调查评价”项目，但是在地质勘探，特别是钻井施工中存在着许多技术难题，现就“重庆市页岩气资源调查评价”项目渝参3井施工中出现的问题浅谈自己的看法。

1 渝参3井地质情况

该孔地层从新到老依次为第四系，志留系和奥陶系，其中第四系15m，為浅绿色含卵石、砾石砂质粘土，顶部0.5m为砂质粘土；志留系有罗惹坪组（S1xh）675m，上部为灰绿、黄绿色粉砂质页岩、页岩夹粉砂岩，中部及下部为灰绿色页岩，具水平层理。新滩组（S1x）295m，绿灰色、黄绿色页岩，夹粉砂条带，水平层理。龙马溪组（S1l）75m，为黑灰、底部灰黑色含炭页岩、炭质页岩，中部粉砂岩，具水平层理；奥陶系有五峰组（O3w）10m，为黑色炭质、硅质页岩。宝塔组（O2b）30m，为纹灰岩。

2 钻井地质要求

（1）岩芯采取率：S1l、O2w两组岩芯长度采取率不低于80%，详细分层鉴定，不合格者必须采取补救措施。其余组、段岩芯采取率必须达70%以上。（2）终孔层位：宝塔组（O2b），即O3w底界之下30m左右。（3）孔斜：终孔井深在1001m～1100m时，孔斜不得大于11°，且必须取得系统的测斜资料。（4）钻探施工技术要求：开孔孔径一般采用150mm，钻进至完整基岩后下好井口管，并经止水检查合格后方可继续钻进。终孔孔径不得小于96mm，即岩芯直径在60mm左右。

3 渝参3井钻进施工情况

2015年4月，渝参3井正式开孔钻进，在钻进至200m时测得钻井顶角为13°，为“顶层进”，远超钻井孔斜要求。2015年5月初，钻机移孔0.6m继续钻进，钻进至井深82m时，测得钻井顶角已达到4.1°，仍然是“顶层进”。2015年5月中旬，请专家人员到现场实地查看钻机安装、钻具使用、已取出的岩心情况，根据专家组实地查看结果及系统的分析，建议钻机掉头移孔6m，重新安装钻塔开孔。新开钻孔按原钻孔倾斜方向的反方向偏斜3.5°。为了减少环状间隙，还把钻头直径Φ96mm改为Φ93mm，钻具级配合理，在钻进至250m时测得钻井顶角为8.7°，仍然是“顶层进”。

二、钻孔“顶层进”的原因

1 地质构造方面的原因

在层理和片理构造的岩石中钻进，由于层理和片理的各向异性，钻头朝着钻进阻力最小的垂直于层面方向偏斜。因此，钻孔的顶角和方位角都倾向垂直岩层层面方向弯曲。异向性越强，钻孔的弯曲越大。该钻孔层理发育的页岩属于各向异性强，导致在钻进中弯曲程度大。

2 施工技术方面的原因

（1）钻场场地不平整及安装的原因。钻场场地不平整，地基承载能力不够，导致地基不均匀沉降；安装钻机不到位，导致天轮中心、提引器、孔口中心不在一条直线上。（2）钻具级配不合理。该孔在钻进过程中采用89mm绳钻钻杆，96mm钻头，钻杆与孔壁之间环状间隙为7mm，在各向异性地层中环状间隙较大。间歇较大时，钻头在钻进过程中因摆动、跳动等使得钻孔朝着钻进阻力小的方向偏斜，造成钻孔孔斜。（3）使用的钻具材质达不到要求。该孔使用的钻杆为薄壁钻杆，刚度不够，扰度较大，在钻进压力作用下易弯曲。（4）在钻进过程出现钻孔偏斜时，没有根据测斜情况采取有效的纠斜措施。在钻进过程中测斜频次不够，没有及时掌握钻孔的钻进轨迹。

三、针对钻孔偏斜采取的措施

针对以上问题，单位请专家去钻孔现场实地查看，观看了钻机安装及钻具的使用情况，还结合已取出的岩心查看岩石性质并给出了讨论意见。结合专家组讨论意见，根据钻孔实际情况，采取了如下措施：（1）采用合理的钻孔级配钻进。开孔孔径150mm，然后采用89mm钻杆和89mm钻铤加114mm厚壁加长钻具组合钻进至95m后下入114mm套管。换89mm钻杆及加长钻具组合钻进。还根据钻孔实际情况，定做新钻头，由Φ96mm改为Φ93mm，减小环状间隙。（2）加长钻铤钻进。加长钻铤在钻进过程具有以下作用：一是加大对钻头施加的压力，保证下部钻具压缩条件下必要的强度，以减轻钻头的振动、摆动和跳动，是钻头平稳钻进，减小钻进过程中因钻头摆动做造成的孔斜；二是在钻铤重压下，使钻头钻进压力方向始终平行于钻孔轴线。（3）最主要的措施还是加强防斜纠斜。为了保证钻具质量，购买了上海力擎地质仪器有限公司生产的DXY-2型数字测斜仪和廊坊奥瑞拓石油机械有限公司生产的4LZ-73-1.25°螺杆纠斜钻具。每钻进20m采用DXY-2型数字测斜仪测斜一次，测量该孔段顶角和方位角，若偏斜达到2°就立即下入4LZ-73-1.25°螺杆纠斜钻具纠斜，保证钻孔顶角和方位角不超过设计规定。

四、采取防斜纠斜措施后的效果

采取以上措施重新钻进后，由于地层原因钻进过程中还是“顶层进”，但是钻场严格根据既定的措施进行测斜纠斜。即每20m测斜一次，若顶角或方位角超过设计规定就下入螺杆钻具纠斜。经过不断地测斜、纠斜，并严格按照合适的钻进参数操作，最终顺利终孔，终孔时测得孔斜为9.5°，符合设计要求。

参考文献

[1]李想.浅谈3×60m连续梁施工问题及处理措施[J].西部交通科技，2014（12）.