干建華 程常修 林強(qiáng) 陳小華 代孟清

川慶鉆探工程公司川西鉆探公司

非常規(guī)超深井井身結(jié)構(gòu)在LG61井的應(yīng)用

干建華 程常修 林強(qiáng) 陳小華 代孟清

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干建華等.非常規(guī)超深井井身結(jié)構(gòu)在LG61井的應(yīng)用.天然氣工業(yè),2010,30(5):81-83.

四川盆地北部LG西區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜,以二疊系為目的層的井深度一般都在6 000 m以上,地層壓力高,鉆井液密度均在2.00 g/cm3以上,噴漏顯示頻繁。為了解決這一難題,提出LG61井采用非常規(guī)的超深井6開制井身結(jié)構(gòu),LG61井設(shè)計井深6 690 m。主要采用了如下的鉆井工藝技術(shù)措施:①小井眼采用特殊小接頭88.9 mm鉆桿,以提高強(qiáng)度;②在小井眼井段,采用了 PDC鉆頭,保持適當(dāng)?shù)你@壓和轉(zhuǎn)速,嚴(yán)格控制扭矩;③在確保井控安全的前提下,盡量降低鉆井液密度;④219.1 mm、168.3 mm、114.3 mm套管均采用高強(qiáng)度耐腐蝕無接箍套管(尾管懸掛),小間隙防氣竄固井技術(shù);模擬套管剛度特殊通井,經(jīng)比較套管與鉆柱剛度與外形尺寸,摸索出一套非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)的通井鉆具組合,確保套管在小間隙情況下,順利下至預(yù)定井深。該套成功的鉆井技術(shù)為同類非常規(guī)超深井井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提供了借供了借鑒與參考。

超深井 非常規(guī) 井結(jié)構(gòu) 探井 小井眼 LG西區(qū) 四川盆地

DO I:10.3787/j.issn.100020976.2010.05.020

0 引言

LG61井是四川盆地北部LG西區(qū)的一口預(yù)探井,設(shè)計井深為6 690 m。鉆井難點主要表現(xiàn)在:縱向上存在多產(chǎn)層、多壓力系統(tǒng),噴漏轉(zhuǎn)化快;地層壓力高,具有較大的不確定性,有的井最高鉆井液密度達(dá)2.45 g/cm3以上;侏羅系地層容易井壁失穩(wěn);三疊系須家河組CO2浸常使鉆井液受到嚴(yán)重污染;雷口坡組—長興組井段含有硫化氫,含量大多數(shù)超過30 g/m3;雷口坡組、嘉陵江組地層含長段石膏、膏鹽,其塑性蠕動常擠毀套管。

上述地質(zhì)難點,常規(guī)5開制井身結(jié)構(gòu)對付復(fù)雜層段手段有限,往往為了鉆達(dá)某固井深度費盡周折。為了克服這一被動局面,LG61井采用了6開制的非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)。

1 面臨的主要難題

LG61井采用的非常規(guī)的6開制井身結(jié)構(gòu),與常規(guī)井身結(jié)構(gòu)相比,實際上是依靠逐層壓縮管間環(huán)空間隙,在開鉆鉆頭尺寸不變,完井套管尺寸基本不變的情況下,多下一層套管。非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)鉆井問題,首先是與各次非常規(guī)井眼相匹配的鉆頭、鉆具、套管、井口裝置等設(shè)備的配套問題,其次是非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)帶來的特殊井下問題[124],這些問題往往與壓縮環(huán)空間隙密切相關(guān)。非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)鉆井主要存在如下難題。

1.1 非常規(guī)井眼相匹配的鉆井工具的配套問題

鉆頭選型受到限制,有時需要定制,特別是 PDC鉆頭、空氣錘等;小接頭88.9mm鉆桿,扶正器、套管頭、封井器半封芯子、井口試壓塞等均需要定制。

1.2 非常規(guī)尺寸套管、套管附件和下套管工具問題

非常規(guī)尺寸套管和附件大都需要定購,有些還需要向國外采購或研制,如無接箍套管浮箍、碰壓座等;井口工具如套管吊卡、套管卡盤卡瓦均需要定制。

1.3 非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)鉆井工藝問題

1.4 固井工藝問題

非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)引發(fā)的小間隙井眼套管下入,無接箍套管居中,使用長段無接箍套管可能存在的連接強(qiáng)度,窄間隙固井水泥環(huán)有效封隔防竄等問題。

2 非常規(guī)超深井井身結(jié)構(gòu)的鉆井實踐

3 采取的主要技術(shù)措施

3.1 主要鉆井工藝技術(shù)措施

3.1.1 小井眼采用特殊的鉆具

3.1.2 鉆井參數(shù)

在小井眼井段,為了防止鉆頭鉆具事故,主要采用了PDC鉆頭,采用適當(dāng)鉆壓和轉(zhuǎn)速,嚴(yán)格控制扭矩。為了保證上部273.1 mm套管段的返速,仍然采用較大排量,鉆井液保持適當(dāng)?shù)酿で?施工泵壓大都保持在 29～30 M Pa。

3.1.3 鉆井液技術(shù)

在確保井控安全的前提下,盡量降低鉆井液密度,在保證攜砂能力的前提下,提高鉆井液的流變性和潤滑性,根據(jù)鉆進(jìn)和起下鉆不同情況,適時調(diào)低和提高鉆井液密度,以降低循環(huán)泵壓。

3.1.4 井控技術(shù)

該井井控難點是,在采用多級懸掛后,特別是采用高密度鉆井液時,273.1 mm套管允許的關(guān)井壓力十分有限,理論井口最大關(guān)井壓力僅7 M Pa。為此,在鉆井過程中,加強(qiáng)地層壓力跟蹤,注意鉆進(jìn)和起下鉆時顯示情況及后效強(qiáng)度,及時調(diào)整鉆井液密度,避免發(fā)生溢流和關(guān)井;為加強(qiáng)273.1 mm套管保護(hù),堅持在上部套管內(nèi)鉆具中加非金屬防磨接頭;定期檢查井口防磨套和上部套管試壓。雖然鉆井中氣侵顯示頻繁,但沒有發(fā)生過溢流關(guān)井。

3.1.5 工藝技術(shù)準(zhǔn)備

3.2 固井工藝技術(shù)

3.2.1 采用高強(qiáng)度耐腐蝕無接箍套管

針對三疊系、二疊系地層異常高壓,CO2、H2S腐蝕,石膏、膏鹽層,選用110、140高強(qiáng)度耐腐蝕套管,并在219.1 mm、193.7 mm、168.3 mm套管固井中,使用無接箍套管,以便選用厚壁套管,提高套管強(qiáng)度。

3.2.2 小間隙防竄固井技術(shù)

該井地層壓力異常高,縱向氣侵顯示活躍,固井防氣竄長期是一大難點。有理論研究認(rèn)為,小于25.4 mm的小間隙固井,不利于固井質(zhì)量。該井219.1 mm、168.3 mm、114.3 mm尾管固井,3次固井環(huán)空間隙均只有11 mm～13 mm,固井防氣竄難度大。該井綜合采用多項防氣竄固井技術(shù)解決了防氣竄問題。

3.2.3 模擬套管剛度特殊通井措施

經(jīng)比較套管與鉆柱剛度與外形尺寸,摸索出一套非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)的通井鉆具組合,確保套管在小間隙情況下,順利下至預(yù)定井深。

3.2.4 非標(biāo)準(zhǔn)套管附件與工具的選擇

非標(biāo)準(zhǔn)套管附件的加工目前受絲扣加工條件的限制,該井采用內(nèi)置式附件。365.1 mm套管浮箍、內(nèi)管注水泥器采用臺階內(nèi)置式連接;219.1 mm、168.3 mm套管浮箍、碰壓座采用BA KER內(nèi)置式;168.3 mm套管懸掛器直接懸掛在219.1 mm懸掛器之上的273.1 mm套管上,便于193.7 mm套管回接。

4 結(jié)論

1)該井采用非常規(guī)井身結(jié)構(gòu),遇到不少困難和問題,經(jīng)過努力,順利鉆達(dá)目的層,表明采用非常規(guī)超深井井身結(jié)構(gòu)是可行的,是一次有益的嘗試。但還需改進(jìn)和完善。

3)該井采取了自行研制、委托采購、國外引進(jìn)的不同方式,配套了非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)鉆井專用工具,基本上滿足了生產(chǎn)需要。建議繼續(xù)進(jìn)行完善改進(jìn),提高產(chǎn)品質(zhì)量。

[1]楊順輝.復(fù)雜深井超深井非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].西部探礦工程,2006(6):171-172.

[2]王越之,段異生,金業(yè)權(quán),等.非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)中套管選用技術(shù)研究[J].石油天然氣學(xué)報.2006,28(4):93-95.

[3]鄭有成,錢浩東,常洪渠.關(guān)于采用非常規(guī)套管程序改進(jìn)四川深井井身結(jié)構(gòu)的探討[J].鉆采工藝,2007,4:7-11.

[4]劉汕山,曾義金.復(fù)雜條件下鉆井技術(shù)難點及對策[M].北京:中國石化出版社,2005.

2009-12-27 編輯 鐘水清)

中國石油天然氣集團(tuán)公司“LG地區(qū)安全快速鉆井重大現(xiàn)場試驗項目”(編號:07G2030206)。

干建華,1971年生,高級工程師;1995年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)鉆井專業(yè);現(xiàn)任川慶鉆探公司川西鉆探公司技術(shù)服務(wù)公司經(jīng)理,長期從事鉆井技術(shù)工作。地址:(610051)四川省成都市泰安街1號。電話:(028)86013706,13981971731。E-mail:gjhcnpc@sina.com