马探某井四开超深钻井方案研究

摘 要：马探某井构造上位于辽河坳陷西部凹陷清水洼陷北侧马某南块。该井为揭穿整个扇体，探索沙三下底部地质异常体的含油气性，设计加深钻探至5980米。该井四开钻井存在超深钻井钻具由于疲劳及扭曲损伤造成事故、下部地层存在地质异常体有可能钻遇硫化氢存在井漏、井塌等施工难点，该项方案研究通过优选优化钻具管理，四开使用旋转控制头，井口始终处于密封状态，使用抗高温高性能复合盐钻井液施工保证井壁稳定，并强化钻井施工管理，以实现该井顺利完钻完井。

关键词：超深钻井;钻具优选优化;防漏、防塌钻井;钻井方案研究

1 设计井基本情况

马探某井原设计沙三下段扇体属于扇三角洲相沉积，较沙三中近岸水下扇沉积时水体浅，砂体推进范围广，推测应有规模较大砂体，当前深度未能达到揭开主力目的层的目的。根据清水洼陷某侧赵古某井原油-源岩对比分析，已发现原生沙四段成因的低熟稠油，目标区深层可能存在沙四段源岩，生烃指标良好可为目标扇体供源。该井是探索清水洼陷深层的首口探井，加深钻探对下步深层勘探具有重要指导意义。

2 主要施工难点分析及应对措施

2.1超深井钻具管理是本井风险控制的关键

超深井钻具由于疲劳及扭曲损伤造成钻具事故的风险高，是施工的难点，如何有效进行钻具管理，保障钻具的安全使用非常重要[1]。应对技术措施：更换4寸18°钻具，钢级G105，壁厚8.38mm，钻具本体101.6mm，接箍外径133mm，接头水眼61.9mm，本体内径84.84mm，管体抗扭强度62883n.m，接头抗扭强度50306n.m，管体抗拉强度2598KN，接头抗拉强度3726n.m。选用耐高温润滑性能强的密封脂（抗高温260℃），每次起下钻都要进行钻具倒换及错扣检查。当扭矩变大之后，每次起钻都要对加重及钻铤逐根卸扣，释放应力，检查丝扣，采用扭冲工具和恒扭矩等工具保护钻头及钻具安全。

2.2可能存在井漏、井塌，并且钻遇硫化氢的风险

由于下部地层存在地质异常体，有可能钻遇硫化氢，存在井漏、井塌风险，小井眼施工，抗高温、携砂、悬浮和井壁稳定性能要求较高。对于四开井眼，因环空间隙小，携砂性能较差，井壁失稳风险高，易导致各类卡钻，并且卡钻之后处理难度大。根据地质预测，四开井段存在粉砂岩、泥岩等，可能存在井漏、井塌，并且钻遇硫化氢的风险。应对技术措施：四开使用抗高温高性能复合盐泥浆施工，保证KCL含量，保证井壁稳定，由于无可参考井，下步地层压力难以预知，泥浆比重根据实际情况，及时向甲方进行申请调整。本井四开使用旋转控制头，井口始终处于密封状态。四开若遇活跃的油气显示，在提密度受限、循环排气受限的前提下，优先选择控压技术。若全烃值异常上升，要打开自动点火装置进行点火，并汇报公司相关部门。起钻控压：起钻前进行循环测后效，计算控压值。下钻控压：出裸眼段安装控压装置，下钻到底，走节流管汇、液气分离器等进行循环排气，必要时进行点火，待气侵处理完毕后，再正常钻进。

3 四开施工方案研究

3.1钻头选择

沙三下亚段及下部深部地层存在高压、超高压风险，设计使用一只S15*UGPDC钻头钻塞，后期备用PDC钻头型号分别为S141*BYUG，S151*BYUG，S161*BYUG，预计每只进尺100米，完成施工任务。钻头型号的选择以第一只钻头的使用情况为判断依据，逐步优化布齒及冠部结构，提高钻头攻击性和单只进尺。

3.2钻井液选择

采用抗高温性能复合盐泥浆体系，主要性能以满足井下施工为标准。

3.3防卡、防漏、防喷技术措施

使用好固控设备，保证固控设备始终运转。坚持配稠塞携带井底岩屑，及时清扫井眼，钻井液粘度满足设计80-100S保证携砂，并且不得加入固相提粘。钻进中遇到钻速突然加快、放空、蹩钻、跳钻、气测异常及油、气水显示异常等情况，应立即停钻观察，发现异常，应立即汇报处理。[2]

3.4防硫化氢技术措施

钻井队及钻井相关协作单位应制定防喷、防H2S的应急预案，并组织演练。一旦H2S溢出地面，应立即启动应急预案。加强对钻井液和空气中硫化氢浓度的测量，除充分利用好除硫剂和除气器外，现场可根据实际情况提高钻井液密度，控制硫化氢在钻井液中浓度小于30mg/m3（20ppm），空气中监测到硫化氢浓度大于15mg/m3（10ppm）时，立即按照《硫化氢环境钻井场所作业安全规范》（SY/T 5087-2017）标准规定执行。

3.5完井作业设计

钻完进尺后，循环调整好泥浆性能，保证充分携带岩屑。在井口无岩屑返出时进行短起下，短起井段根据井下情况而定，必要时要起到表层套管内。测井仪器必须达到抗高温要求，电测完成后，通井处理泥浆至少循环两周以上，并进行加温试验，确保泥浆具有良好的流动性和热稳定性，为套管顺利下入做好准备。[3]

4 质量目标设计

井身质量合格率100%，加强井身轨迹控制，及时监测井斜和方位。根据探井直井井底水平位移要求，5000-6000米井段，井底水平位移≤200m。固井质量合格率100%，按照《SY/T5412-2016下套管作业程序》作好下套管工作，将套管按设计要求下到位，下套管前和固井前，必须压稳油气层。全井平均机械钻速≧6m/h，复杂率小于1.5%。

5结论和建议

研究形成的储气库区块钻井提速提效技术，对本区块水平井和定向井，提高钻井速度、缩短钻井周期、减少井下故障率、降低作业成本、有着十分重要的意义。尤其储气库工程作为国家项目，是在供气淡季使用集输管线，将的多余天然气注入地下存储起来，其特点是储存量大，机动性强，调峰范围广;在用气高峰时将天然气调出来，用以补充管线供气不足，实现国家能源调配，目前投用的储气库总数达到23座，调峰能力快速增加，占到全国调峰能力的95%以上，具有重要的战略意义。

参考文献：

[1]葛光辉.深井钻井施工难点分析与对策探讨[J].石化技术.2018（05）

[2]王超，岑临.超深井钻井工艺技术探讨[J].化工设计通讯.2018（01）

[3]金红生.超深井下套管新技术探索[J].中国新技术新产品.2012（02）

作者简介：

石鹏（1985-），男，工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，学士学位，现工作于中国石油辽河油田公司钻采工程技术部，从事石油钻井管理工作。