减少区域性地层坍塌、钻完井液漏失“试错”成本的方法

1.目的

油气井钻完井设计中所提示的地层坍塌、钻完井液漏失等井壁失稳，一般都是根据邻井的施工历史，定性地指出井壁失稳的类型和程度。而在实际钻井过程中，更多的则是根据井下情况不断尝试，如果一种方法不行就会不停地更换，直至控制住井壁失稳。此做法堪称钻井遭遇战，只能摸着石头过河。这种“试错”一次成功率低，作业成本高，非生产时间长。

2.方法

为了提高效率、增加效益、降低成本，引入原生信息再现技术，对整个区域性地层坍塌、钻完井液漏失情况及处理方法做好“寻宝图”，以便于设计人员“对症下药”，也有助于现场员工“兵来将挡”“一剑封喉”。

原生数据再现技术的核心是利用整个区域现有的信息，采用无人为干预的剥茧算法，建立井壁失稳的评价参数——井径扩大率、钻完井液漏失速率（以下简称漏失速率）与矿场地质原生信息的数据模型，通过剥茧寻根寻找主控因素、剥茧寻优提供具体控制办法，形成纵、横向立体“作战图”。同时，每完成一定井深的钻井，新产生的数据都可以加入到原生数据库以更新模型及主控因素，实时调整井壁失稳控制手段，从而实现“与时俱进”。

3.效果

2022年3月，收集了柴达木盆地S区域内7口已作业井钻完井矿场原生信息，单井累计收集数据量63万个，整个区域合计收集数据量超过400万个。据此构建S区域井径扩大率和漏失速率主控因素和控制对策定量化模型，进而预测新井位可能出现的井壁失稳状况。S区域内垂深1 580 m处不同大地坐标的漏失速率、井径扩大率等值线分布情况如图1所示。

图1 S区域垂深1 580 m处漏失速率、井径扩大率等值线图

根据上述量化模型的计算结果，就可以预测并指导新井可能发生的井壁失稳，以帮助施工人员提前做好应对准备。如S7X井，依据以10 m为单位的井壁失稳导航图指导钻井施工，调整人为可以控制的作业参数，确保了钻井安全。该井井径扩大率和漏失速率预测值与实际值对比结果如图2所示。

图2 S7X井漏失速率与井径扩大率预测结果与理论值对比图

S7X井钻至垂深6 350 m完钻，理论值与实际值相比，井径扩大率预测准确率为79%、漏失速率预测准确率为81%，层段井壁失稳预测准确率达94%；平均井径扩大率、井漏处理总时效较该区域平均值分别下降42.19%、32.30%。下一步将引入仿真技术，通过点击可直接获得可能的井壁失稳种类以及应对技术甚至工艺参数。