■趙建邦 李鄭

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì) 新疆 烏魯木齊830000）

新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井鉆井施工技術(shù)及問題探討

■趙建邦 李鄭

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì) 新疆 烏魯木齊830000）

我國頁巖氣很長時(shí)間以來在鉆井施工中都呈現(xiàn)出成本高、事故多、周期長等特點(diǎn)。新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井是我國鉆井施工較為成功的案例，該井設(shè)計(jì)井深1700米，工程質(zhì)量良好，出氣情況佳，達(dá)到了地質(zhì)目的。本文從鉆井設(shè)備的選擇依據(jù),井身結(jié)構(gòu),取心鉆具、鉆頭的選擇使用情況,鉆井液的使用情況等方面詳細(xì)介紹了準(zhǔn)頁2井的鉆井施工技術(shù)。

頁巖氣調(diào)查井鉆井施工技術(shù)

1 新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井工程概況

頁巖氣是賦存在有機(jī)泥頁夾層中，其主要存在方式為吸附或游離狀態(tài)，頁巖氣在一定的條件下轉(zhuǎn)換成非常規(guī)天然氣。

新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井位于新疆吉木薩爾縣，該區(qū)域地層各類巖石種類紛繁、交替出現(xiàn)。二疊系泉子街組合蘆草溝組是準(zhǔn)頁2井鉆遇的主要地層。

新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井是一口調(diào)研井，在2014年1月17日開鉆，施工172天，井深達(dá)1617.18米，工程要求采取率為100%，該工程質(zhì)量完全滿足要求。準(zhǔn)頁2井是測氣量相對(duì)高的一口井，儲(chǔ)氣量平均品位達(dá)到了6-7m3/t。儲(chǔ)氣的最好井段在760—1000米。

2 新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井施工技術(shù)概況

2.1 工程質(zhì)量要求

巖心直徑＞60毫米，所采用取心技術(shù)為繩索取心；嚴(yán)格執(zhí)行巖心探鉆規(guī)程，直徑≯2°/100米；要求取心的井段巖礦心采取到達(dá)率100%，巖心直徑＞60毫米，并且保持結(jié)構(gòu)完整，不變質(zhì)、不磨燒；含氣巖心在地面暴露時(shí)間低于10分；井深不足1000米，打撈巖心時(shí)間小于20分鐘。

2.2 鉆井設(shè)備的選擇

鉆機(jī)：準(zhǔn)頁2井設(shè)計(jì)井深為1700米，選擇鉆機(jī)首先要考慮的是能夠滿足井深和口徑的要求。根據(jù)這一原則，準(zhǔn)頁2井在施工過程中所使用的鉆桿為?89毫米繩索取心鉆桿；鉆機(jī)最大重力為64噸，鉆機(jī)完全滿足了準(zhǔn)頁2井的施工需求[1]。

鉆塔：準(zhǔn)頁2井工程為深井施工，強(qiáng)力起拔必不可少，所以要求鉆塔有強(qiáng)大的支撐能力以及較長的立桿。

泥漿泵：深井施工中，耐壓值高的泥漿泵同樣必不可少。

鉆具：準(zhǔn)頁2井工程地質(zhì)方面定做的氣體解吸罐內(nèi)經(jīng)為70毫米，需求直徑≮60毫米，所以要求巖心直徑為60——70毫米之間，所選取鉆具的規(guī)格必須滿足施工要求。

鉆頭：為提高沖洗液攜帶巖粉和護(hù)壁的能力，同時(shí)也為了減少?zèng)_洗液上返時(shí)的阻力，所以增加了井壁與鉆桿之間的環(huán)狀間隙，將金剛石鉆頭外徑加大，改成了110毫米[3]。施工過程順利進(jìn)行，說明參數(shù)相對(duì)準(zhǔn)確。

動(dòng)力設(shè)備：施工現(xiàn)場必須保證可以提供充足的電源，由于該工程所需用電量較大，所以配備發(fā)電機(jī)作為備用電源，以防萬一。

2.3 鉆井施工技術(shù)

準(zhǔn)頁2井施工所遇地層巖石硬度不夠，井壁巖層不夠穩(wěn)定，為了保證工程順利進(jìn)行，在選取鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)時(shí)進(jìn)行了詳細(xì)周到的分析及細(xì)分，具體數(shù)據(jù)為：鉆壓：5.19—285米井段加壓鉆進(jìn)，鉆壓為5-8Kn;285—1617.18米井段,鉆壓為 6-11Kn。鉆速：120——340r/min。泵量：68L/min左右。

由于準(zhǔn)頁2井地層結(jié)構(gòu)的限制，該井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為二開。在實(shí)際施工過程中，井身結(jié)構(gòu)也為二開。在施工過程中，為了達(dá)到更好的壓裂效果，以及出于對(duì)井壁穩(wěn)定的考慮，采用了優(yōu)質(zhì)泥漿體系，有效的保護(hù)了井壁，整個(gè)工程施工中未出現(xiàn)嚴(yán)重的井內(nèi)問題，整體進(jìn)度平穩(wěn)順利，說明所選取的工具以及泥漿體系適合地層結(jié)構(gòu)。

準(zhǔn)頁2井施工時(shí)間為冬季，由于新疆北部氣候寒冷，頁巖氣為可燃性氣體，施工過程中御寒和防火安全工作成了重中之重。為做好這兩項(xiàng)工作，在施工現(xiàn)場中，準(zhǔn)備了大量的沙土，如果出現(xiàn)氣體噴涌，就及時(shí)用砂土填埋井口。并且要求施工現(xiàn)場方圓50米不得有明火，用帆布搭建防寒室，將不耐寒的材料放置其中，并加熱取暖。施工現(xiàn)場所用電器和電路全部安裝防爆裝置，以防引起火災(zāi)。因?yàn)榉雷o(hù)措施到位，整個(gè)施工過程未出現(xiàn)火災(zāi)、火險(xiǎn)[2]。

3 新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井問題探討

在新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井的施工中，總體來說，滿足了質(zhì)量要求，保證了安全生產(chǎn)，施工技術(shù)到位，各項(xiàng)工作安排相對(duì)合理有效，但是依然有需要改進(jìn)的地方，在存在的問題上做進(jìn)一步探討，將有益于頁巖氣調(diào)查井的優(yōu)化。對(duì)今后頁巖氣調(diào)查井的施工具有指導(dǎo)意義。

由于頁巖氣屬于可燃性氣體，冬季施工，為取暖造成了困擾，同時(shí)防火防爆的工作增加了施工成本，也拖慢了施工進(jìn)度。所以在施工的時(shí)間上最好避開冬季。

準(zhǔn)頁2井施工所選用的鉆機(jī)體積龐大，增加了操作的難度與成本，所以在選擇鉆機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮工程情況，選擇合理的施工鉆機(jī)。

對(duì)于井壁失穩(wěn)問題的研究由來已久，保證井壁穩(wěn)定以及鉆井安全，在施工過程中選擇合適的鉆井液，保證取心鉆井順利進(jìn)行，同時(shí)在施工過程中，要按照實(shí)際情況控制鉆井液的排量，并且時(shí)刻注意下鉆速度，防止抽吸壓力引起的井壁不穩(wěn)定。過于簡單的井身結(jié)構(gòu)不利于井壁的維護(hù)，當(dāng)深井施工遭遇復(fù)雜地層時(shí)，應(yīng)該采用多級(jí)井身結(jié)構(gòu)，并做好相應(yīng)的維護(hù)工作。

4 總結(jié)

綜上所述，新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井是相對(duì)成功的工程。準(zhǔn)頁2井是測氣量相對(duì)高的一口井，儲(chǔ)氣量平均品位達(dá)到了6-7m3/t。760—1000米之間為儲(chǔ)氣的最好井段。新疆頁巖氣調(diào)查井準(zhǔn)頁2井的完成不僅滿足質(zhì)地要求，同時(shí)，達(dá)到了掌握準(zhǔn)格爾盆地南緣晚古生界沉積充填系列，了解了當(dāng)?shù)氐貙咏Y(jié)構(gòu)及巖層分布特點(diǎn)，為下一步開展頁巖氣調(diào)查井的工程奠定了基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗(yàn)。為改寫我國頁巖氣長時(shí)間以來在鉆井施工中所呈現(xiàn)出成本高、事故多、周期長等特點(diǎn)做出了貢獻(xiàn)。

[1]任曉順，太武，劉健福，等.河北省樂亭縣灤河古河道深覆蓋層井鉆施工工藝 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015,42（1）:22—26

[2]蓋志鵬，付兆友，羅剛，等.新疆薩瓦亞爾頓金礦區(qū)鉆探施工難點(diǎn)及對(duì)策 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2013,40（12）:43—46

[3]張祖海，董海燕，丁昌盛，等.新疆溫泉縣AKT1-1地?zé)峥足@探施工技術(shù) [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015,42（8）:17—21

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-32-1

趙建邦（1989～），男，畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），本科，技術(shù)員，研究方向?yàn)橛蜌獾刭|(zhì)勘探。

對(duì)準(zhǔn)頁2井的施工經(jīng)驗(yàn)的充分總結(jié)以及存在問題的探討，有益于頁巖氣調(diào)查井的優(yōu)化。為國內(nèi)頁巖氣鉆井積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)今后頁巖氣鉆井的施工具有指導(dǎo)意義。