西藏伦坡拉地区钻井提速技术

刘　虎

（中石化勘探分公司，四川成都610041）

西藏伦坡拉地区钻井提速技术

刘虎*

（中石化勘探分公司，四川成都610041）

伦坡拉地区是中国石化增储上产的重要阵地，是西藏地区能源格局改变和经济发展的增长点，但由于该地区平均海拔4700m，高寒、缺氧等种种原因严重制约了伦坡拉地区的整体勘探。近年来，中国石化勘探分公司针对该地区钻井机械钻速低、钻井周期长、复杂故障多等突出问题，通过改进井身结构、优选钻井方式和钻井液体系，有效预防了钻井过程中出现的井下复杂，钻井时效大幅提高，钻井成功率100%。

伦坡拉；钻井；提速；井身结构

伦坡拉盆地地处藏北腹地，位于班公湖—怒江断裂带中段南侧，呈狭长的东西向展布。由于盆地处于特定的构造位置，尤其是藏北断裂的多旋回活动，使盆地构造具有较复杂的地质构造特征，具体表现在：断层切割、裂缝、隙发育，地层倾角变化大，构造应力差异大，岩性变化大［1］。因此，在钻井过程中时有缩径、坍塌、漏失、起下钻遇阻、遇卡及电测困难现象。该地区钻遇地层由上至下依次为古近系、白垩系，其中白垩系牛堡组为主要目的层。

1　钻井难点

1.1地层易斜

影响井斜的地质因素主要有地层倾角、纵向裂隙、地层各向异性和断层等，根据对已钻井井斜情况进行统计分析后发现（表1），造成伦坡拉地区井斜的主要诱因是地层倾角大，其他因素对井斜的影响都与地层倾角有关。特别是当地层倾角达到70°～80°时，采取任何钻具组合和技术措施，井斜都难以控制［2］。

表1　伦坡拉地区部分井井斜统计表

1.2牛堡组地层易漏

牛堡组作为主力储层，储层可分为3类，Ⅰ类是砂岩（主要为粉砂岩和细砂岩），Ⅱ类为裂隙裂缝型的泥岩，泥质泥晶云岩［3］，Ⅲ类为混合型。Ⅰ类物性条件不好，渗透率低，有效孔隙度差，井漏多为渗透型，Ⅱ类泥岩因难以取到完整裂缝的岩芯，难以测量到具体裂缝尺寸，井漏分析较为复杂。2014～2015年新部署的2口探井W1、W2井在牛堡组地层钻进中，均发生了不同程度的漏失（表2）。该地区普遍性的井漏不仅降低了纯钻时效、增大了复杂故障风险，更是加重了当地环保压力。

1.3牛堡组地层稳定性差

就岩性而言，造成牛堡组井壁失稳的主要原因有如下几个方面：一是在长期的构造运动中，高度压实脱水的牛堡组泥页岩微裂隙发育，且裂隙面处在表面水化力很强，是引起井壁失稳的主要原因；二是地层裂隙中含有软泥岩夹层，表现为钻井液侵入地层微裂隙后，导致水化面积增加，钻进该岩层时，并不立即坍塌，而浸泡一定时间后出现突发性的崩散掉块引起的井壁坍塌［4］；三是地层倾角，断层面的影响。引起地层倾角大，易井斜，由于井眼的上、下顶板作用，上部顶板（地层）缺少支撑，易井塌，加上井斜，起下钻钻具碰撞井壁，使井塌加剧。

表2　伦坡拉地区部分井井漏统计表

2　伦坡拉地区钻井提速关键技术

2.1优化井身结构

针对伦坡拉地区地层易斜、易漏、易塌的特性，结合前期钻井的实钻经验，吸取Z1井、XL6井因故障复杂被迫提前完钻的教训，在井身结构确定时充分考虑地层和压力可能的变化，选择套管程序时为各开次钻井安全相对留有余地，创新性地在该地区使用三开井身结构设计，大幅降低了钻井周期、提高了机械钻速。

老井身结构为二开开次，一开使用∅311.2mm钻头钻进至500m左右，下入∅244.5mm表层套管，二开使用∅215.9mm钻头钻进至全井设计井深，下入∅177.8mm套管完井。

新井身结构∅476.25mm导管下深50m左右；一开使用∅342.9mm钻头钻进，钻过牛堡组推覆系统底界断层位置，下入∅273.1mm表层套管至井深500m左右。二开使用∅241.3mm钻头钻进，钻过牛二段，封隔牛二段及以上易漏失、坍塌层段，下入∅193.7mm技术套管中完；三开使用∅165.1mm钻头钻进，钻至设计井深，下入∅146.1mm尾管完井；如果二开钻井过程中没有钻遇漏失、坍塌等难以处理的复杂情况，则∅241.3mm钻头可钻进至全井设计井深，此时可全井下入∅193.7mm套管完井。

老井身结构主要经济技术指标（表3）比较低，采用新井身结构（表4）后，在平均完钻井深增加近350m的情况下，钻井周期缩短了10d，纯钻时间提高了22%，平均机械钻速提高了50%。

表3　老井身结构主要经济技术指标

表4　新井身结构主要经济技术指标

2.2PDC+弯螺杆技术

伦坡拉地区地层自然造斜率大，在以往的钻井过程中往往采用轻压吊打的方式，不但影响了钻井效率，而且控斜效果也不理想［5］。通过比对分析，优选出PDC钻头+0.75°单弯螺杆复合钻进的方式，最大程度地解放了钻压，且井斜控制良好，顺利完成了W1、W2井的钻探任务。从2口井钻头使用情况分析（表5），使用PDC钻头配合0.75°单弯螺杆复合钻进较牙轮钻头钻进，机械钻速提高一倍左右，提速效果明显。

2.3优选钻井液技术

伦坡拉地区地层压力系数综合判定为0.95～1.05g/cm3，实钻过程中，钻井液密度与地层压力接近仍然会产生漏失、井塌（泥浆密度见表6）。根据西藏伦坡拉盆地地层特征和几口完钻井处理井塌、井漏、阻卡等复杂情况的经验，W1、W2井选用具有封堵防塌能力的聚磺封堵防塌钻井液体系。钻井实践表明，该体系能够有效预防下第三纪牛二、三段井塌、恶性井漏带来的井下复杂，有利于油气的发现，钻井过程中油气显示较好［6］。对于渗透性漏失，在钻井液中加入超细CaCO3，不影响泥浆性能且堵漏效果明显；对于中小型漏失，使用PB-1屏蔽暂堵剂具有较好的防漏堵漏、降低滤失的效果。

表5　2口新井PDC与牙轮钻头主要指标对比

表6　几口井的实钻泥浆密度（单位：g/cm3）

2.4取芯技术

取芯是获取地质资料的重要手段之一，结合地层特点，通过优选取芯钻头和取芯工具，优化取芯参数，达到了提高取芯速度和取芯收获率目的。

伦坡拉地区取芯井段地层夹层较多，以白云岩为主，并含有砾岩，黄铁矿夹在其中，对取芯钻头的损坏较为严重，取芯钻头优选难度大。以W1井为例，该井共取芯11筒/11次，取芯总进尺83.28m，共使用取芯钻头5只，其中4只GC476钻头（9筒）和1只GC315钻头（2筒）。使用GC315钻头平均取芯机械钻速仅为1.89m/h，而采用GC476钻头平均取芯机械钻速达到了2.11m/h，较前者钻速提高了12%。根据实钻情况可以看出切削齿较大并且带有复备齿的GC476更适应该地区地层，能获得较高的机械钻速。

3　结论与建议

（1）采用新井身结构后，导管可以封隔冻土层，避免井口受到冲蚀，保障了井口安全；二开可以封隔牛堡组易垮塌层，达到了缩短钻井周期、降低复杂时效、提高机械钻速的目的。

（2）鉴于该区块地层自然造斜率较高，使用PDC+ 0.75°螺杆复合钻进能提高机械钻速，且能达到防斜、快速降斜的效果。

（3）该区井壁垮塌和地层漏失有直接关系，通常井眼出现先漏后塌的情况，防塌的重点在于及时发现漏失，并配合有效的堵漏措施。

（4）伦坡拉地区地层普遍易漏，在确保井控安全的前提下尽可能地采用近平衡钻井技术，推荐使用聚磺封堵防塌钻井液体系。

（5）推荐使用切削齿较大并且带有复备齿的GC476取芯钻头，取芯速度和收获率显著提高。

（6）工程与地质密切配合，有利于早预测和发现复杂地层，及时采取针对性措施，能够有效避免钻遇复杂地层而引发的井下复杂情况。

［1］岑恩永，林甲忠，等.藏北高原伦坡拉地区钻井完井技术［J］.石油钻探技术，1999（10）.

［2］张宏，林甲忠.伦坡拉盆地井斜原因分析及控制措施［J］.石油钻探技术，1997（9）.

［3］陈天成，岑恩永.牛二段井眼失稳分析及钻井液类型选择［J］.西部探矿工程，1998（5）.

［4］邹柒庚，安本清.西藏伦坡拉盆地井眼失稳原因与对策［J］.石油钻探技术，1998（9）.

［5］陈天成.西藏伦坡拉盆地钻井实践［J］.石油钻探技术，2001（5）.

［6］李立，刘四海.西藏伦坡拉盆地钻井液技术探讨［J］.石油钻探技术，1996（12）.

TE2

B

1004-5716（2016）05-0039-03

2016-01-07

2016-01-08

刘虎（1967-），男（汉族），甘肃镇原人，高级工程师，现从事钻井现场技术管理及井筒技术研究工作。