付天明

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，其勘探開發(fā)已進(jìn)入快速發(fā)展階段，但該區(qū)塊存在地層復(fù)雜，穩(wěn)定性差，一垮塌，富含硫化氫，導(dǎo)致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優(yōu)選合適與焦石壩鉆進(jìn)的鉆PDC鉆頭，優(yōu)化鉆具組合，應(yīng)用油基鉆井液完成水平段鉆進(jìn)，達(dá)到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區(qū)塊優(yōu)化高效鉆井提高參考。

關(guān)鍵詞：鉆井；技術(shù)；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號(hào)：TE24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，這是全國(guó)第一口實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的頁巖氣井，成功實(shí)現(xiàn)了海相頁巖氣重大戰(zhàn)略性突破。其鉆探目的為動(dòng)用焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣產(chǎn)能。焦石壩氣田探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發(fā)將重塑中國(guó)能源格局，目前焦石壩區(qū)塊鉆進(jìn)速度較慢，鉆遇地層復(fù)雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對(duì)該區(qū)塊的鉆井實(shí)踐，通過對(duì)鉆頭的優(yōu)選，鉆具組合的優(yōu)化，較好的實(shí)現(xiàn)了該區(qū)塊的安全快速鉆進(jìn)，為該區(qū)塊的同類井的鉆進(jìn)提供參考。

二、主要鉆井技術(shù)措施

1 優(yōu)選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關(guān)組地層鉆進(jìn)，地層已灰?guī)r為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風(fēng)險(xiǎn)難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機(jī)械鉆速上具有更大的優(yōu)勢(shì)，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應(yīng)一開嘉陵江組、飛仙關(guān)組高研磨地層，單只鉆頭進(jìn)尺多，且磨損輕。

常規(guī)螺桿在使用過程中易卡死，使用時(shí)間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時(shí)效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優(yōu)選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進(jìn)，進(jìn)入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復(fù)合片易損壞；定向段長(zhǎng)，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優(yōu)選。在前期鉆井施工作業(yè)中，通過優(yōu)選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓?jiǎn)栴}上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對(duì)前期施工的資料調(diào)研，PDC鉆頭調(diào)研，主要對(duì)百施特、億斯達(dá)、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進(jìn)行優(yōu)選，通過現(xiàn)場(chǎng)施工展開對(duì)比分析。在PDC鉆頭優(yōu)選上，通過現(xiàn)場(chǎng)使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優(yōu)勢(shì)，在使用時(shí)間、進(jìn)尺和機(jī)械鉆速上都存在明顯的優(yōu)勢(shì)。②工具優(yōu)選。進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進(jìn)過程中，采用進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實(shí)現(xiàn)鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進(jìn)口PDC鉆頭，實(shí)現(xiàn)了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進(jìn)。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進(jìn)時(shí)的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械效率。

2.鉆井液體系優(yōu)選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰色泥巖。采用三強(qiáng)聚合物鉆井液體系，該體系具有很強(qiáng)的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對(duì)地層起到防漏防塌功能，同時(shí)提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質(zhì)泥巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖為主。本著穩(wěn)定頁巖水平井段，潤(rùn)滑防卡及保護(hù)氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實(shí)鉆證明，油基鉆井液性能穩(wěn)定、抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好，有利于鉆井液對(duì)井壁的保護(hù)和井眼清潔，對(duì)產(chǎn)層起到了良好的保護(hù)作用。

三、結(jié)論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機(jī)械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進(jìn)期間脫壓嚴(yán)重的問題，且能夠很好的保護(hù)鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口PDC鉆頭的優(yōu)選，PDC鉆頭能夠很好的適應(yīng)海相地層，在進(jìn)尺、機(jī)械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區(qū)塊通過對(duì)聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進(jìn)，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩(wěn)定的問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發(fā)地質(zhì)理論創(chuàng)新與鉆完井技術(shù)進(jìn)步[J].石油鉆探技術(shù)，2011，39（3）：17-23.endprint

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，其勘探開發(fā)已進(jìn)入快速發(fā)展階段，但該區(qū)塊存在地層復(fù)雜，穩(wěn)定性差，一垮塌，富含硫化氫，導(dǎo)致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優(yōu)選合適與焦石壩鉆進(jìn)的鉆PDC鉆頭，優(yōu)化鉆具組合，應(yīng)用油基鉆井液完成水平段鉆進(jìn)，達(dá)到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區(qū)塊優(yōu)化高效鉆井提高參考。

關(guān)鍵詞：鉆井；技術(shù)；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號(hào)：TE24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，這是全國(guó)第一口實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的頁巖氣井，成功實(shí)現(xiàn)了海相頁巖氣重大戰(zhàn)略性突破。其鉆探目的為動(dòng)用焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣產(chǎn)能。焦石壩氣田探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發(fā)將重塑中國(guó)能源格局，目前焦石壩區(qū)塊鉆進(jìn)速度較慢，鉆遇地層復(fù)雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對(duì)該區(qū)塊的鉆井實(shí)踐，通過對(duì)鉆頭的優(yōu)選，鉆具組合的優(yōu)化，較好的實(shí)現(xiàn)了該區(qū)塊的安全快速鉆進(jìn)，為該區(qū)塊的同類井的鉆進(jìn)提供參考。

二、主要鉆井技術(shù)措施

1 優(yōu)選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關(guān)組地層鉆進(jìn)，地層已灰?guī)r為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風(fēng)險(xiǎn)難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機(jī)械鉆速上具有更大的優(yōu)勢(shì)，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應(yīng)一開嘉陵江組、飛仙關(guān)組高研磨地層，單只鉆頭進(jìn)尺多，且磨損輕。

常規(guī)螺桿在使用過程中易卡死，使用時(shí)間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時(shí)效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優(yōu)選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進(jìn)，進(jìn)入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復(fù)合片易損壞；定向段長(zhǎng)，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優(yōu)選。在前期鉆井施工作業(yè)中，通過優(yōu)選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓?jiǎn)栴}上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對(duì)前期施工的資料調(diào)研，PDC鉆頭調(diào)研，主要對(duì)百施特、億斯達(dá)、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進(jìn)行優(yōu)選，通過現(xiàn)場(chǎng)施工展開對(duì)比分析。在PDC鉆頭優(yōu)選上，通過現(xiàn)場(chǎng)使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優(yōu)勢(shì)，在使用時(shí)間、進(jìn)尺和機(jī)械鉆速上都存在明顯的優(yōu)勢(shì)。②工具優(yōu)選。進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進(jìn)過程中，采用進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實(shí)現(xiàn)鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進(jìn)口PDC鉆頭，實(shí)現(xiàn)了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進(jìn)。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進(jìn)時(shí)的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械效率。

2.鉆井液體系優(yōu)選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰色泥巖。采用三強(qiáng)聚合物鉆井液體系，該體系具有很強(qiáng)的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對(duì)地層起到防漏防塌功能，同時(shí)提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質(zhì)泥巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖為主。本著穩(wěn)定頁巖水平井段，潤(rùn)滑防卡及保護(hù)氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實(shí)鉆證明，油基鉆井液性能穩(wěn)定、抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好，有利于鉆井液對(duì)井壁的保護(hù)和井眼清潔，對(duì)產(chǎn)層起到了良好的保護(hù)作用。

三、結(jié)論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機(jī)械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進(jìn)期間脫壓嚴(yán)重的問題，且能夠很好的保護(hù)鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口PDC鉆頭的優(yōu)選，PDC鉆頭能夠很好的適應(yīng)海相地層，在進(jìn)尺、機(jī)械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區(qū)塊通過對(duì)聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進(jìn)，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩(wěn)定的問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發(fā)地質(zhì)理論創(chuàng)新與鉆完井技術(shù)進(jìn)步[J].石油鉆探技術(shù)，2011，39（3）：17-23.endprint

摘 要：焦石壩氣田目前探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，其勘探開發(fā)已進(jìn)入快速發(fā)展階段，但該區(qū)塊存在地層復(fù)雜，穩(wěn)定性差，一垮塌，富含硫化氫，導(dǎo)致鉆頭選型以及井眼軌跡控制困難。通過優(yōu)選合適與焦石壩鉆進(jìn)的鉆PDC鉆頭，優(yōu)化鉆具組合，應(yīng)用油基鉆井液完成水平段鉆進(jìn)，達(dá)到了提高鉆井速度，縮短鉆井周期的目的，為該區(qū)塊優(yōu)化高效鉆井提高參考。

關(guān)鍵詞：鉆井；技術(shù)；焦石壩；頁巖氣

中圖分類號(hào)：TE24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、概述

隨著焦頁1HF井試氣成功獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，這是全國(guó)第一口實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的頁巖氣井，成功實(shí)現(xiàn)了海相頁巖氣重大戰(zhàn)略性突破。其鉆探目的為動(dòng)用焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣資源，新建焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣產(chǎn)能。焦石壩氣田探明儲(chǔ)量達(dá)2.1萬億方，焦石壩頁巖氣的開發(fā)將重塑中國(guó)能源格局，目前焦石壩區(qū)塊鉆進(jìn)速度較慢，鉆遇地層復(fù)雜、鉆頭選型困難、跡控制難度大等難題，通過對(duì)該區(qū)塊的鉆井實(shí)踐，通過對(duì)鉆頭的優(yōu)選，鉆具組合的優(yōu)化，較好的實(shí)現(xiàn)了該區(qū)塊的安全快速鉆進(jìn)，為該區(qū)塊的同類井的鉆進(jìn)提供參考。

二、主要鉆井技術(shù)措施

1 優(yōu)選鉆頭、工具

（1）等壁厚螺桿+PDC鉆頭大幅度提升一開鉆井周期

一開井段主要在嘉陵江組、飛仙關(guān)組地層鉆進(jìn)，地層已灰?guī)r為主，施工中采用PDC+螺桿鉆井施工，較好的避免了空氣鉆地層出氣、出硫化氫的安全風(fēng)險(xiǎn)難題。

在鉆頭選擇上主選PDC鉆頭，不僅在機(jī)械鉆速上具有更大的優(yōu)勢(shì)，且從鉆頭的磨損程度來看，此鉆頭更適應(yīng)一開嘉陵江組、飛仙關(guān)組高研磨地層，單只鉆頭進(jìn)尺多，且磨損輕。

常規(guī)螺桿在使用過程中易卡死，使用時(shí)間短，采用壁厚螺桿，能很好的配合鉆頭使用，減少起下鉆，提高鉆井時(shí)效，縮短鉆井周期。

（2）二開鉆頭、工具優(yōu)選，鉆井速度大幅度提升

二開用Φ311.2mm鉆頭鉆進(jìn)，進(jìn)入龍馬溪組濁積砂層，下Φ244.5mm套管固井，封龍馬溪組頁巖氣層之上的易漏、易垮塌地層。在定向段鉆井過程中主要存在井眼軌跡控制難度大；PDC鉆頭復(fù)合片易損壞；定向段長(zhǎng)，方位變化大，定向要求高等問題。①鉆頭優(yōu)選。在前期鉆井施工作業(yè)中，通過優(yōu)選PDC鉆頭、螺桿工具，在解決定向脫壓?jiǎn)栴}上取得了一定的效果，但是在鉆井速度上提升不明顯。因此在今年第一輪井施工中，通過對(duì)前期施工的資料調(diào)研，PDC鉆頭調(diào)研，主要對(duì)百施特、億斯達(dá)、史密斯和貝克休斯的PDC鉆頭進(jìn)行優(yōu)選，通過現(xiàn)場(chǎng)施工展開對(duì)比分析。在PDC鉆頭優(yōu)選上，通過現(xiàn)場(chǎng)使用分析，可以從表1看出，貝克休斯、史密斯PDC鉆頭在二開定向段更具優(yōu)勢(shì)，在使用時(shí)間、進(jìn)尺和機(jī)械鉆速上都存在明顯的優(yōu)勢(shì)。②工具優(yōu)選。進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿：二開直井段鉆進(jìn)過程中，采用進(jìn)口低速大扭矩等壁厚螺桿，排量較高，利于井底清砂，低轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)鉆頭在較大鉆壓條件下，更深地吃入地層，大扭矩能實(shí)現(xiàn)鉆頭吃入地層后更好的切削效果。該螺桿使用中配合進(jìn)口PDC鉆頭，實(shí)現(xiàn)了PDC鉆頭在該段地層快速鉆進(jìn)。水力振蕩器：在二開定向鉆井中，采用水力振蕩器配合PDC鉆井，水力振蕩器能夠降低鉆進(jìn)時(shí)的摩阻和扭矩，使得鉆壓更容易傳遞，工具面更加容易控制，從而提高鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械效率。

2.鉆井液體系優(yōu)選

①二開井段，鉆遇地層為小河壩組、龍馬溪組。小河壩組巖性以灰色、深灰色泥巖為主，夾灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖薄層；龍馬溪組巖性為灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰色泥巖。采用三強(qiáng)聚合物鉆井液體系，該體系具有很強(qiáng)的抑制包被封堵能力，能夠有效的抑制泥頁巖水化膨脹，再通過使用聚合物抑制劑、包被劑、降失水劑和瀝青類材料，能夠很好對(duì)地層起到防漏防塌功能，同時(shí)提高了鉆井液的承壓能力和凈化能力，保證了井眼、鉆井液性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定。②三開井段，鉆遇地層為龍馬溪組，巖性以灰黑色碳質(zhì)泥巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖為主。本著穩(wěn)定頁巖水平井段，潤(rùn)滑防卡及保護(hù)氣層的原則，采用油基鉆井液體系，通過實(shí)鉆證明，油基鉆井液性能穩(wěn)定、抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好，有利于鉆井液對(duì)井壁的保護(hù)和井眼清潔，對(duì)產(chǎn)層起到了良好的保護(hù)作用。

三、結(jié)論與建議

1 上部直井段采用等壁厚螺桿、低速大扭矩螺桿配合PDC鉆頭，大幅度提高了機(jī)械鉆速，且提高了井控安全。

2 水力振蕩器不僅很好的解決了定向鉆進(jìn)期間脫壓嚴(yán)重的問題，且能夠很好的保護(hù)鉆頭，鉆井速度得到大幅度提升。

3 加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口PDC鉆頭的優(yōu)選，PDC鉆頭能夠很好的適應(yīng)海相地層，在進(jìn)尺、機(jī)械鉆速上都有明顯提高。

4 焦石壩區(qū)塊通過對(duì)聚合物鉆井液體系、油基泥漿體系的不斷改進(jìn)，很好的解決了二開定向井段易塌、易漏，三開井段井眼穩(wěn)定的問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣恕 .頁巖氣開發(fā)地質(zhì)理論創(chuàng)新與鉆完井技術(shù)進(jìn)步[J].石油鉆探技術(shù)，2011，39（3）：17-23.endprint