浅谈临兴工区钻井技术

(中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司 河南 新乡 453700)

一、概述

五普40404HB钻井队通过施工煤层取心探井、小位移定向台子井、大位移定向井、水平井等不同的井型，从中了解到临兴工区台子井组注意防碰，表层易漏，浅层气丰富难处理和地层倾角大易斜等地质特点，另外中海油要求全部使用11寸芯轴式套管头，芯轴悬挂器坐封不到位压裂时会导致表层环空串压，井口失效等故障。

二、台子井组防碰措施

临兴工区布井大部分均是在老井场上增加或在台子井上追加，一个平台上少则2-3口，多则5-6口井，对于现场施工有好处也有难处，好处在于少搬迁降本增效，地层比较了解少走弯路，难处在于临井相隔太近容易重合碰撞。所以台子井施工井眼防碰是一项重要而精细的任务。1.防碰工作必须从井组第1口井做起，从一开做起，为井组防碰工作做好准备。2.一开钻进严格按设计要求控制钻压，均匀送钻，确保一开井眼打直,钻具组合中加入无磁钻铤，进行随钻测斜，实时监控。3.二开直井段是防碰的重点井段，二开即采用无磁钻铤配MWD进行监控(中间放置托盘)，以便于电子多点的使用和仪器无信号时进行投电子单点。4.防碰井段必须保证测斜数据的真实性，测斜仪器定期校验，不能自欺欺人。测量间距：直井段MWD测斜间距30m，造斜段、防碰绕障井段和水平段测斜间距不大于10米，必要时加密测点。5.根据测斜数据绘制防碰图，计算防碰距离，防止两井相碰。每测一点都要与临井进行防碰扫描，根据测斜数据及时计算，绘图跟踪，搜索出施工井与临井的最近空间距离，预测出井眼轨迹的发展趋势及与临井“相碰”的风险。坚持做到测一点、计算一点、防碰图绘制一点，并预算100米。6.两井并行井段钻进时，如果发现有钻速突然加快、放空、蹩跳等现象要立即停止钻进；震动筛要有专人负责观察、捞取砂样，如有垮塌掉快、铁屑、水泥块、钻井液污染、性能变化等异常现象，要立即停钻分析原因。

三、表层堵漏方法

临兴工区表面为黄土层、耕植土壤、夹砂层、夹砾石，胶结性差裂缝发育多，易发生井漏、井斜，严重时会发生失返性漏失。我队通过FG-T2四口定向井和LX-104-8H一口水平井表层堵漏过程，总结出一套适合临兴工区的堵漏方法，共大家借鉴与参考，如有不同意见请大家指正。1.钻进过程中当漏速较小时：漏失量小于6m3/h，而且不发生环保问题时，可以加入小颗粒随钻堵漏剂，提高钻井液粘度至100s左右顶漏钻进。随钻堵漏的优点在于哪里漏堵哪里，既缩短时间提高效率又降低成本。2.钻进过程中漏速大或失返时：必须早发现、早停钻、早停泵，才能正确卡准漏层位置，进行“不起钻干堵法”堵漏。“不起钻干堵法”配方：70%的土粉+20%的堵漏材料(如稻草、玉米芯等)+5%水泥(水泥可与其它堵漏材料混合使用，充当无机胶结剂，提高堵漏材料对漏失地层的封堵强度)混掺均匀后加水并搅拌，加水量以堵漏土呈半干状为准，配好后做成直径10cm泥球，配合小块状生石灰投入井内，开动转盘拍打泥球对漏失地层空隙进行封堵、造壁。通过3-5次的投入、拍打，试灌浆，如液面稳定方能继续钻进。3.如果“不起钻干堵法”堵漏失败，即采用“起钻干堵静止法”堵漏。配方：65%水泥+25%堵漏材料+10%土粉配成水钻井液直接倒入井内候凝6小时，然后灌满钻井液，液面稳定方能下钻钻进。4.堵漏只是手段，预防才是重点：在钻进施工前及时收集邻井资料，掌握易漏地层，制定科学防漏措施。当发生漏失后很难一次性堵住漏层，严重减缓施工进度和增加施工成本。只有选择科学的防漏方法，才能不断提高自己，降本增效。

四、浅层气预防办法

浅层气是指储存在沉积物中的地热成因或生物成因的天然气,分为含气沉积物和气体状态的含水化合物。浅层气具有埋藏浅、成因复杂、储量小、丰度低、类型多、分布广、火力强、热值高的特点。临兴工区浅气层一般在井深250m-650m之间，地层在延长组、纸坊组、和尚沟组，为了防止浅层气喷出造成井涌、井喷事故，井队需做以下预防措施。1.一开固井水泥尽可能返出地面，固井质量要合格，如果水泥未返出地面，待水泥下沉后从环空填入水泥，保证固井牢靠。2.按规范安装防喷器，并逐道试压合格，保证井控装备开关灵活，处于被用状态。3.井队液面监控报警装置务必正常灵活，录井各传感器务必效验合格，二开开钻井队与录井联合坐岗，并如实填写坐岗记录，一旦发现溢流及时汇报关井。4.二开开钻前储备30-40m3比重1.20g/cm3的重浆，现场储备加重材料25吨。5.钻遇浅层气井段密切关注气测值变化，钻井液性能走设计上限，钻遇快钻时控制钻井速度，循环观察气测值变化，一旦气测值只升不减或稳住不降，立即停止钻进，循环排气，逐渐提高钻井液比重，待气测值下降后再恢复钻进。6.钻具组合中在钻头附近务必加上检测合格回压凡尔，防止钻具内环空井涌或井喷。7.起下钻时控制好速度，尽可能减小井内波动压力，每趟钻起至表层套管鞋处停钻观察15-20min，防止浅层气上升至井口，造成井涌或井喷事故。

五、芯轴悬挂器100%坐封成功技巧

中海油使用芯轴式套管头，实用新型结构简单，螺纹连接，安装方便，费用低廉，安全可靠。11寸套管头法兰盘完井后可以直接连接采气树进行压裂作业。芯轴式套管头核心在于芯轴悬挂器，芯轴悬挂器坐封在套管头壳体的内壁台肩上，工作原理为套管自重拉压芯轴悬挂器上的主副密封圈，密封圈受压缩变形凸出与套管头壳体紧密接触，从而达到密封效果。但如果芯轴悬挂器坐封不到位，或坐封时主副密封圈损坏，就会造成技套与表套连通，完井井口试压不合格，压裂作业环空串压井口失效等故障。井队坐封芯轴悬挂器习惯作法是先固井再坐挂，然而临兴工区施工井均比较浅，二开固井水泥又要求返出地面，套管悬空段很短甚至没有，套管与水钻井液接触面积大，下放联顶节过程中摩擦力增大，若仍采用“先固井再坐封”的习惯作法，悬挂器很难坐封到位。若想芯轴悬挂器100%坐封成功就必须先坐封再固井，具体操作分为以下几个步骤：1.如果下7寸套管，下套管前先把一台泥浆泵缸套更换成130mm，下套管中途循环与固井前循环均先用130mm缸套小排量循环，再使用170mm缸套大排量循环。2.下套管前及时拆掉钻井液伞，导流管，使用手动葫芦挂好防喷器，圆井架2台100m3砂石泵，套管头两端闸门打开连接管线至钻井液罐，下套管返出钻井液从套管头两端连接管线流入钻井液罐内。3.下完套管串连接芯轴悬挂器与联顶节，拆掉套管头与防喷器连接螺栓，使用手动葫芦拉起防喷器，清洗干净套管头内部，缓慢下放芯轴悬挂器，直至居中坐牢悬重放空，最后上紧套管头四边顶丝。4.使用泥浆泵小排量顶浆循环，待循环一周后，把套管头两端管线拆掉，再大排量循环，使用一开砂石泵抽浆，直至固井结束。