中石化华东石油工程有限公司六普分公司
1 概述
威204H37-7、8井是两口三开制开发水平井，两口井设计钻井周期共计135天，实际钻井周期145.77天，扣除额外工作量18.19天，钻井周期节约7.42天，周期缩短率5.50%；7井、8井全井平均机械钻速分别为5.56m/h、6.53m/h；两井各开次固井质量优良，有效封固油气显示层，全井安全生产无事故。
两口井在钻探施工中，自上而下钻遇地层为侏罗系沙溪庙组、凉高山组、自流井组、三叠系须家河组、雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组，二叠系长兴组、龙潭组、茅口组、栖霞组、梁山组，志留系下统龙马溪组。克服井深、地层易漏、易塌、地层温度高及水平段难度大等一系列困难，加强钻头选型、优化钻井参数、钻具组合和钻井液性能、细化技术措施等，安全优质的完成了钻井任务。并首次在该区块8井中二开下部茅口组到龙马溪顶部层段使用格瑞特的6刀翼双排齿胎体钻头钻进燧石发育层段，在机械钻速相当的情况下，利用钻头抗研磨性强的优势提高了单只钻头钻井进尺，确保了钻头使用寿命，有效规避了7井下部地层使用一只5刀翼双排齿钻头未完成钻进而起钻的情况，降低了钻头每米进尺成本。在7井三开水平段施工中，首次在该区块使用渤海石油生产的MD6KY型PDC钻头钻进，验证了其适用性，平均机速达5.02m/h，打破了旋转导向工具钻头垄断情况，为该区块三开钻头选型提供了依据。
威204H37-7、8井井身结构见表1。
2 施工难点分析
威204H37-7、8井钻遇的地层发育较为完全，地层结构复杂，从邻井施工情况看，钻井施工难点主要表现在以下几个方面：
（1）表层钻进易井漏，影响钻井周期增加环保风险；
（2）自流井组、龙潭组易发生垮塌，飞仙关、长兴和龙潭交接面不稳定，极易出现井下掉块，伴有卡钻的风险；
（3）茅口段易发生井漏和溢流；
（4）龙潭岩性杂，铝土质泥岩，茅口、栖霞组含硅质燧石，可钻性较差，钻速慢；
（5）造斜段和水平段受工具、钻井参数、钻井液密度、地层等因素影响，整体周期较长；
（6）龙马溪水平段钻进时容易出现掉块，伴随卡钻风险，提高钻井液密度后又容易发生井漏，损耗大量钻井周期。
3 钻井工艺技术
3.1 钻头使用分析
威204H37-7井共计使用钻头8只，一开使用1只、二开使用4只、三开使用3只；威204H37-8井共计使用钻头9只，一开使用1只、二开使用6只、三开使用2只。总体来说，两口井根据实钻情况，通过调整合理的钻井参数，选择适合地层的钻头，对钻头的使用判断较为准确。经过两口井的施工，针对该区块地层形成了一套较为合理的钻井工艺技术（如钻头选型、钻井参数及钻具组合等方面）。两口井钻头使用分段统计见表2。
由上表可得出7井总体平均机械钻速高于8井，两口井施工的提速关键均在二开，7井二开钻头使用效果优于8井，主要原因由于地层差异影响，8井龙潭组铝土质泥岩含量极高，导致龙潭组钻时异常高，平均机械钻速达0.56m/h，施工周期达10.54d，而7井龙潭组地层平均机械钻速为6.95 m/h，施工周期达0.83d，除地层差异外，两井在使用相同类型螺杆、相同钻具组合及钻进参数下，因钻头厂家不同，使用效果亦不相同。首次在该区块8井中二开下部茅口组到龙马溪顶部层段使用格瑞特的6刀翼双排齿胎体钻头钻进燧石发育层段，在机械钻速相当的情况下，利用钻头抗研磨性强的优势提高了单只钻头钻井进尺，确保了钻头使用寿命，有效规避了7井下部地层使用一只5刀翼双排齿钻头未完成钻进而起钻的情况，降低了钻头每米进尺成本。在7井三开水平段施工中；首次在该区块使用渤海石油生产的MD6KY型PDC钻头钻进，验证了其适用性，平均机速达5.02m/h，打破了旋转导向工具钻头垄断情况，为该区块三开钻头选型提供了依据。
3.2 钻具组合的优选
由于两口井属于页岩气井，借鉴以往施工井经验及参考邻井资料，确保了钻具组合满足快速钻井、井身质量、井下安全的需要。
钻进期间，针对地层软硬交替，井眼轨迹变化频繁（"直-增-稳-降-直"）等难点，采用215.9mm的1°中速螺杆配合MWD及时监测井眼轨迹进行直井段钻进；定向钻进时，在螺杆顶部加入欠尺寸扶正器，滑动增斜至一定度数后，利用部分地层自然增斜的特点，提高复合钻进比例；同时，在降斜段地层利用复合钻进自然降斜的特点，及时调整参数和滑动钻进控制方位漂移，实钻过程中不断简化钻具组合，降低底部钻具组合刚性强度。在8井施工中因水平位移大，滑动钻进中托压现象凸显，降斜段使用无扶单弯螺杆的钟摆钻具组合钻进实现降斜目的，使实际井眼轨迹最大程度贴近设计井眼轨迹，并在二开最后一趟钻中采用两根无磁钻铤的方式完钻，从而减少了一趟起下钻投多点的时间。
三开施工中使用旋转导向工具配合旋流清砂器及大水眼钻具组合，确保了水平段轨迹平滑，有效的清除水平段岩屑床，整个水平段起下钻摩阻正常，测井、下套管均顺利。
3.3定向段施工分析
两口井均为大位移三维井，采用"直-增-稳-降-直-增-水平段"井眼轨迹剖面，在直井段、调整段、定向段和水平段施工中，采取合适的井眼轨迹控制措施，克服了井下长兴组泥岩、志留系龙马溪地层掉块、裸眼段长、龙潭地层易泥包钻头、茅口组地层井漏等复杂地质状况，顺利完成定向段施工，
二开钻进期间，针对地层软硬交替，井眼轨迹变化频繁（"直-增-稳-降-直"）等难点，采用215.9mm的1°中速螺杆配合MWD及时监测井眼轨迹进行直井段及增斜段钻进，机械钻速得到显著提高；定向钻进时，在螺杆顶部加入欠尺寸扶正器，滑动增斜至一定度数后，利用部分地层复合钻进自然增斜的特点，提高复合钻进比例；在降斜段地层利用复合钻进自然降斜的特点，及时调整参数和滑动钻进控制方位漂移，实钻过程中不断简化钻具组合，降低底部钻具组合刚性强度。在8井施工中因水平位移大，滑动钻进中托压现象凸显，降斜段使用无扶单弯螺杆的钟摆钻具组合钻进实现降斜目的，使实际井眼轨迹最大程度贴近设计井眼轨迹。根据实钻情况，雷口坡上部地层不均质，复合降斜趋势明显；嘉陵江组的嘉三段、嘉五段呈现复合增斜趋势；飞仙关、长兴组地层复合降斜，龙潭地层复合呈现稳斜趋势。
三开水平段施工中使用旋转导向工具配合旋流清砂器及大水眼钻具组合，确保了水平段轨迹平滑，有效的清除水平段岩屑床，且实钻中积极与地质导向方沟通好，作好精细地质剖面分析，控制轨迹在地层相对稳定、可钻性好的箱体小层钻进，避免穿顶触底，保证井下安全的同时也提升了机械钻速。
3.4钻井液技术
两口井使用的水基和油基钻井液，满足了大井眼阶段和水平段的携砂、悬砂、润滑、保护油气层以及防塌需要。
一开及二开上部地层稳定性较高，为防止泥岩分散膨胀，控制劣质土相含量，采用强包被抑制剂KPAM和KCl结合使用，抑制地层的水化膨胀，防止垮塌；利用PAC-LV、CMC-LV及封堵剂等处理剂控制钻井液失水，提高泥饼的致密性和韧性，同时保证大排量的冲刷，保证快速钻井和顺利起下钻；二开中上部三叠系地层膏含量较高，在进入膏层前，提前加入了NaCO3、DS-302、铵盐等处理剂对钻井液进行了预处理，并随时观察其性能变化，定期作好性能检测和井浆维护处理工作，保持足够处理剂的浓度，控制pH在10以上；中下部二叠系主要强化井壁稳定，进入二叠系前调整好钻井液性能，确保钻井液的封堵防塌能力，实钻中合理控制钻井液密度、调节流变性、增强润滑性。长兴组泥岩掉块频繁，钻井液比重需维持在1.60g/cm3以上，二叠系龙潭钻头防泥包是重点，通过加足大分子聚合物和泥页岩抑制剂，增强钻井液的抑制包被性能，减少泥页岩水化分散，提高泥饼质量，尽量消除劣质固相对钻井液性能的影响，保证钻井液良好的流变性能；茅口组地层钻进中需提前加入超细碳酸钙及随钻堵漏材料；三开志留系龙马溪组以深灰色泥岩、灰黑色泥页岩、碳质页岩为主，使用油基泥浆钻进，钻进过程中通过维护好电稳定性（使用乳化剂和基础油调节）、HTHP滤失量（使用降滤失剂和封堵剂）、油水比等性能，并控制钻井液流变性以减小ECD和压力激动等措施，同时根据实钻情况适当调整钻井液密度，有效抑制了泥页岩掉块，规避了坍塌卡钻的风险，在安全的情况下提高了钻井速度。
3.5复杂情况分析
（1）威204H37-8井二开在二叠系茅口组的茅二a亚段，发生裂缝失返性漏失1次，共计漏失52.81m3，通过加入随钻堵漏材料及静止堵漏的方式解除；可以得出施工区块井中二叠系茅口组地层存在漏失的风险，瞬间漏失情况恶劣，但井漏处理难度不大。
（2）威204H37-7井在三开钻进中，钻遇破碎带地层，钻进期间扭矩及接单根摩阻正常，但起钻过程中，上提下放极其困难，均采用大排量循环、倒划眼方式解除，循环期间振动筛返出大颗粒块状岩屑，测井曲线显示此处井径扩大率较大。可得出施工区块井中三开水平段存在破碎带地层，工程上，钻具组合中必须加入随钻震击器，起下钻困难时多使用倒划眼方式并大排量循环，严禁强拉硬压；钻井液方面需严格控制好破乳电压及高温高压失水。
4 结论与建议
（1）该区块茅口组及栖霞组存在大段燧石，地层研磨性强，在最后一趟钻中，建议使用6刀翼双排齿钻头代替常规的5刀翼双排齿钻头，在机械钻速相当的情况下，确保钻头使用寿命，避免一趟钻钻至不到二开中完井深的情况；三开水平段地层可使用国产PDC钻头与旋转导向工具配合钻进。
（2）若施工井二开定向段较长且闭合距较大，为防止后续滑动钻进托压导致降斜困难及确保机械钻速的提高，前期增斜钻进时可增斜到一定井斜后，利用上部地层自然增斜的趋势复合钻进，中间稳斜段钻进时，可以适当欠位移和井斜；最后降斜段钻进时，滑动钻进并结合地层自然降斜趋势复合钻进；若降斜效果不好，则使用无扶螺杆的钟摆钻具降斜，使实际井眼轨迹最大程度贴近设计井眼轨迹，并在二开最后一趟钻中采用两根无磁钻铤的方式完钻，从而减少了一趟起下钻投多点的时间。
（3）中上部地层使利用非标大水眼钻具强化水利参数、提高水力破岩效果，并结合大功率螺杆钻具复合钻进较好地提高了机械钻速，缩短了钻井周期，实现了优快钻井的目的；下部地层施工中解放钻进参数，可适当提高钻进钻压。
（4）雷口坡、嘉陵江组地层膏侵严重，进入该地层之前，需提前加入NaCO3、DS-302、铵盐等处理剂进行钻井液的预处理；长兴组泥岩掉块频繁，钻井液比重需维持在1.60g/cm3以上；龙潭组地层钻时高且地层造浆严重，导致钻井液粘度升高，在提高钻进排量的同时做好钻头防泥包措施，建议后续井施工井中在该层段采用防泥包剂和清洁剂，以便在金属表面形成憎水膜，从而降低甚至清除水化粘土和钻头、扶正器等金属表面的粘附，使钻屑不易凝聚，进一步提高井眼清洁效率，有效的防止钻头泥包。
（5）施工区块井中二叠系茅口组地层存在漏失的风险，瞬间漏失情况恶劣，但井漏处理难度不大；三开水平段存在破碎带地层，工程上，钻具组合中必须加入随钻震击器，起下钻困难时多使用倒划眼方式并大排量循环，严禁强拉硬压；钻井液方面需严格控制好破乳电压及高温高压失水。
参考文献
[1] 杨照娜.威204H37-7平台钻井地质设计[M]，四川成都：川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院，2018，P10-11
论文作者:赵文彬
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/18
标签：地层论文; 钻头论文; 组合论文; 龙潭论文; 区块论文; 轨迹论文; 钻井液论文; 《科技尚品》2019年第2期论文;