摘要:在综合分析测井资料和完井总结报告的基础上,分析研究了一套能适应该区井段的钻井施工技术和施工方案,保证了井的安全高效钻探部分。通过对该地区大量的资料研究和分析,本文主要对湖北巴东地区油气钻井工程的建设和技术进行了分析研究。取得了良好的工程应用效果,为后续区域类似地质工程条件下的油气钻井工程建设提供了参考。
关键词:油气井;钻探工程;钻井施工;页岩气
0 引言
随着我国经济的持续快速发展,对能源的需求也相应增加。页岩气开发有了一定的发展。美国是最早的页岩气生产国。随着第一口页岩气井的建成,页岩气钻井一般从简单的垂直井向水平井,再到多分支水平井的三个发展阶段。其中,水平井压裂技术是成功开采页岩气最重要的因素。其他高效补充技术的成功应用,也使页岩气向着安全、经济、高效地大规模进一步发展。过去,在开发页岩气时,垂直井是美国页岩气开发的主要方法。然而,随着巴尼特页岩气水平井试验的成功,水平井钻井、旋挖钻井、随钻测井技术和页岩气固井等相关技术得到广泛应用,成为页岩气开发的主要手段。
1 工程概况
鄂巴页1井位于湖北省恩施州巴东县溪丘湾乡白羊坪村,是中国地质调查局油气资源中心部署在鄂西地区秭归复向斜、边连坡背斜的一口参数井,设计井深3170m,主探下志留统龙马溪-上奥陶统五峰组,兼探中二叠统栖霞组、下志留统新滩组。
由中国石化华东石油工程公司江苏钻井公司40862JS钻井队承钻施工。该井于2016年12月28日15:00开导眼钻进,2016年12月31日16:00一开钻进,2017年3月2日19:00二开钻进,钻进过程中遇到严重恶性井漏,直至2017年5月28日18:00二开Φ311.1mm井眼完钻,二开Φ311.1mm井眼完钻井深为3050m,电测一次成功后取心2.50m,完井井深为3052.50m。2017年6月12日接甲方通知考虑地质构造未知、目的层五峰-龙马溪组预测埋深4900m左右、40钻机施工风险大等风险因素,鄂巴页1井钻至井深3052.5m裸眼完井。6月13日打水泥封井后于20:00报完井。全井累计取芯4次,收获率64.3%。建井周期167天,钻井周期151天,机械钻速2.84m/h,共消耗钻机台月5.57台月,钻机月速548m/台月。
2 各开次施工概况
鄂巴页井于2016年12月28日15:00点开导眼钻进,钻至39.74m后下入Φ473.1mm*J55导管3根,导管下深39.74m,当日固井水泥返出地面。
经过整改验收、试压合格后于2016年12月31日14:00点一开,2017年2月13日19:30一开完钻,一开井深为1225m,后下入Φ339.7mm*L80*12.19mm*BTC表层套管,表套下深为1222.24m,固井水泥返出地面。
候凝后安装防喷器组,经过试压、整改后于2017年3月2日09:00二开,二开过程中从1785m开始出现漏失,并且漏失情况越来越严重,至2017年5月28日18:00二开完钻,之后根据目前区域地层发育、钻探施工情况、测井解释、二维地震井震结合资料分析,井底处于上泥盆统-下石炭统写经寺组上段,预测目的层五峰-龙马溪组埋深大于4900m,决定裸眼完井。打水泥封井后于2017年6月13日20:00报完井。在施工过程中共计取心4筒,总取心进尺8.4m,心长5.4m,取心收获率为64.3%。
2.1 导管施工
于2016年12月28日15:00开导眼钻进,使用Φ609.6mmPDC钻头进行钻进,钻进至井深39.74m后起钻,导眼钻进过程中比较正常,后下入Φ473.1mm*J55*11.05*BTC导管3根,导管下深为39.74m,当日固井,注入嘉华G级水泥14t,水泥返至地面。后候凝、做井口,井场标准化、做一开前准备工作。2.2 鄂巴页
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1井一开施工于2016年12月31日14:00一开,一开使用Φ406.4mm钻头进行钻进,钻进过程中井斜增长较快,采用小钻压进行吊打防斜,一开过程共计4井段出现井漏现象,分别为182m、283m、520.36m、1017.5m,其中在520.36m出现放空现象,一开过程共计漏失钻井液4850方,于2017年2月13日19:30一开完钻,一开井深为1225m。后下入Φ339.7mm*L80*12.19mm*BTC表层套管,表套下深为1222.24m,固井时注入嘉华G级高抗水泥120t,水泥返至地面。候凝期间安装井口防喷器组,进行套管试压,试压合格。一开钻井周期:60天19小时,机械钻速:2.67m/h。一开钻进使用钻井液为:膨润土钻井液。
2.3 鄂巴页1井二开施工
于2017年3月2日09:00二开,二开钻进过程遇到了严重的恶性井漏,从1785m一直到3052.5m漏失现象从未停止,二开过程共计失返17次,其中2936~3003m全井段完全失返。施工过程中先后采用随钻堵漏、承压堵漏、静止堵漏、复合桥塞堵漏、清水强钻、凝胶堵漏及水泥浆堵漏等多种手段,将所有漏层封堵成功,为后续施工提供了前提条件,共进行桥塞堵漏、水泥堵漏8次,化学凝胶堵漏1次,经过长时间堵漏后成功并进行了电测和完井取心。
3 施工技术分析
3.1 时效分析
本井导眼钻进全过程正常钻进,一开以后先使用牙轮钻头钻进,钻时较慢后更换直螺杆加PDC钻具,但是由于地层倾角较大井斜增长较快,只能用1~2t钻压进行吊打,如果使用单弯螺杆加PDC和随钻测斜仪器,则可大幅度的提高机械钻。
一开过程从182m开始又出现井漏现象,堵漏工作严重拖慢施工进度。
3.2 钻头使用情况分析
导眼钻进使用Φ609.6mmPDC钻头一只。一开使用Φ406.4mmPDC钻头4只,Φ406.4mm牙轮钻头2只。二开使用Φ311.1mmPDC钻头2只,Φ311.1mm牙轮钻头8只,Φ215mm取心钻头2只,Φ215.9mm牙轮钻头1只。全井共使用钻头20只。
3.3 井身轨迹控制情况
从开钻起,井身轨迹的控制问题一直是个重、难点,并且的地层倾角大大超过设计,通过多点测斜结果显示,从井深70m开始井斜角就已偏大(达到1.06°),后通过钻进参数的调整以及下入单弯螺杆+MWD进行纠斜,使井斜得到了控制。
二开后,井身轨迹的控制同样是个难题,通过更换钻具组合、调整钻进参数效果有限(根据取心结果显示,地层倾角较大),后3次下入单弯螺杆+MWD,同时由于进行堵漏作业,钻井液中的堵漏材料会对无线随钻仪器产生影响,导致无法工作,给井队施工造成了较大的困扰,井队再次选择双扶钟摆钻具组合进行防斜打直工作。最后,经过井队的不懈努力及现场技术组的技术支持下,的井身轨迹始终控制在合格范围内,的最大井斜为4.7°,复合设计要求。
4 结论
湖北巴东地区地层条件比较复杂,通过对该地区的钻井资料综合分析研究,所得到的结论如下:
(1)一开钻进前导管要下足。本区块为山区,地表地层含砾较多、渗透性强,易发生方井返浆影响岩屑录井;一开过程中面临地层倾角大,井斜难以控制的情况,建议尽量下入螺杆+PDC配合随钻测斜仪器,随时对井斜进行检测并纠斜。本区块井漏现象严重,一定要保证供水,充足的供水可以保持施工的连续性,现场根据漏失情况调配不同浓度、不同粒径的堵漏浆;漏速不大时,用低浓度堵漏浆随钻堵漏;漏速较大或者井口失返时,随钻堵漏无效后,采用清水强钻、有机凝胶堵漏、无机凝胶堵漏、双液法堵漏等。针对长井段多个漏失点,进行承压堵漏时,采用从下至上的平推静止堵漏法,分段封堵。
(2)在起下钻作业中,我们要求控制好起下钻速度,减小抽吸和激动压力。起钻按规定及时灌好泥浆,下钻注意观察返浆情况,中途顶泵时,避开易发生漏失的井段,并要求小排量小心开泵。要始终用好固控设备,做好“四级净化”工作,并改善钻井液流型、提高动塑比,保证井眼清洁,减少阻卡,钻井液性能要提前做好处理,以满足施工需求。复杂井段坚持干部跟班指导,从而有效控制该井的井下故障与复杂情况的发生。——论文作者:彭嘉琦
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