劉永偉，李永剛，毛德森，黃學剛，李德華

（1.西部鉆探鉆井工程技術研究院，新疆克拉瑪依834000；2.新疆油田分公司開發(fā)公司，新疆克拉瑪依834000）

火燒山油田目的層二疊系平地泉組以泥巖和粉砂巖為主，儲層直劈裂縫較發(fā)育，壓力窗口窄，鉆井液密度選取困難，常規(guī)鉆井漏失頻發(fā)，隨鉆堵漏易造成儲層污染，壓力激動易導致井壁失穩(wěn)。且該地區(qū)長期注水開發(fā)，部分區(qū)域異常高壓，易發(fā)生溢流，井控風險高。

聚合物鉆井完井液體系（HRD）為無土相鉆井液，具有弱凝膠流變特性、雙重破膠、抗污染能力強等特點，能有效減少漏失，最大限度降低儲層傷害。

控壓鉆井技術（簡稱MPD）是通過使用小于地層壓力系數(shù)的鉆井液密度，應用自動節(jié)流回壓控制技術，實現(xiàn)鉆進、停泵、接單根、起下鉆工況下井筒壓力控制在安全壓力窗口范圍內，從而有效地解決窄密度窗口、壓力敏感地層難以克服的漏涌同層和井壁坍塌等復雜鉆井問題[1]。

1 HHW2013井基本概況

準噶爾盆地東部隆起帳北隆起帶火燒山油田，其主要目的層為平地泉組P2p，部署水平井目的層為P2p2H2油藏；H2油藏儲量未動用區(qū)原始地層壓力14.26MPa，壓力系數(shù)0.97。

HHW2013井是新疆油田公司部署在火燒山油田的一口水平井采油井，設計井深1897.10m，垂深1355.57m，設計水平段長400.50m，目的層位為二疊系平地泉組，三開采用聚合物鉆井完井液體系（HRD），設計鉆井液密度1.10～1.50g/cm3，為實現(xiàn)鉆井安全和勘探開發(fā)的目標，HHW2013井采用控壓鉆井技術，其實鉆井身結構如圖1所示。

圖1 HHW2013井實鉆井身結構示意圖

2 HHW2013井難點分析

（1）火燒山油田目的儲層直劈裂縫較發(fā)育，壓力窗口窄，鉆井液密度選取困難，常規(guī)鉆井漏失頻發(fā)，隨鉆堵漏易造成儲層污染，壓力激動易導致井壁失穩(wěn)。鄰井HHW2016、HHW2018和HHW2020井主要鉆井復雜為井漏。

（2）火燒山油田長期注水開采，部分區(qū)域異常高壓，原始壓力系數(shù)0.97，實測0.75～1.23，易發(fā)鉆井溢流，井控風險高。鄰井HHW2006井儲層段共發(fā)生溢流3次，其中2次為油氣溢流，一次為水溢流；HHW2017井儲層段發(fā)生一次油氣水溢流；HHW2019井儲層段發(fā)生一次水侵。

（3）采用隨鉆+停鉆堵漏，造成儲層污染，不利于后期采油作業(yè)，影響單井產量；單純使用儲層保護鉆井液，或者加強封堵功能不能解決溢流后壓井漏失的問題，導致大量的非生產作業(yè)時間；單純堵漏，鉆開新地層重復漏失的問題。

3 HHW2013井控壓鉆井技術應用情況

3.1 控壓鉆井技術優(yōu)勢

控壓鉆井系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制原理，可自動精確控制井筒環(huán)空壓力，有效解決窄密度窗口鉆井過程中出現(xiàn)的噴、漏、塌、卡等復雜的發(fā)生。

（1）通過微流量監(jiān)測與節(jié)流控制調節(jié)聯(lián)動，進行井筒微溢流和微漏失測試。測試結合環(huán)空壓力采集，可實現(xiàn)對地層漏—涌壓力邊界的實時測試，準確刻畫出所鉆目標井段的壓力窗口。

（2）通過各分系統(tǒng)的聯(lián)動配合，可實現(xiàn)鉆進、接單根、起下鉆過程中的井底壓力平穩(wěn)銜接，精確控制井底壓力處于安全壓力窗口以內。

3.2 HRD鉆井液體系優(yōu)勢

（1）儲層保護性能：無土相避免了高分散的粘土顆粒對儲層的損害，最大限度降低固相對儲層的傷害；雙重破膠有效解決了屏蔽暫堵、大分子聚合物吸附引起的儲層損害。

（2）獨特的流變性：弱凝膠流變特性解決了水平井鉆完井液的懸浮、攜巖問題。

（3）強抑制性：聚胺抑制劑與KCl等協(xié)同作用抑制了地層粘土水化分散，且體系抗污染能力強，在地層流體進入后鉆井液后仍能保持良好的鉆井液性能，有利于實施控壓帶壓作業(yè)。

（4）隨鉆擬合封堵：其弱凝膠特點還能使鉆井液在裂縫內快速形成封堵，有效減少地層漏失，是控壓防漏工作的有效屏障。

3.3 安全壓力窗口建立

通過對HHW2013井已鉆鄰井復雜情況分析，該井儲層地層孔隙壓力范圍0.97～1.15g/cm3，地層漏失壓力為1.26g/cm3，屬于窄安全密度窗口，鉆進易發(fā)生“先漏后涌”，甚至反復堵漏，反復漏失的鉆井復雜問題。

3.4 水力參數(shù)模擬

應用控壓鉆井水力模擬軟件進行循環(huán)和靜止狀態(tài)的模擬，確定起始控壓鉆井密度為1.12g/cm3，循環(huán)時井口加回壓0MPa，停泵時井口加回壓0.7MPa，保證井底壓力ECD值一直維持在1.19左右，以規(guī)避壓力波動。

3.5 應用情況

（1）為最大限度地保護油氣層，本井自1178m開始使用鉆井液密度設計低限1.12g/cm3起步，鉆進時井口回壓0MPa，接單根時井口回壓0.6～0.8MPa（如圖2所示），維持井底壓力當量鉆井液密度1.19g/cm3，減少井底壓力波動，預防可能的井涌與井漏的發(fā)生。

圖2 HHW2013井控壓接單根壓力曲線圖

（2）鉆進過程中實時監(jiān)測出入口流量變化，快速判斷井漏、溢流，通過回壓調整快速控制；調整回壓進行微漏失測試，進一步準確確定所鉆井段地層壓力窗口，從而確定合理的控壓值與鉆井液密度。

（3）控壓提下鉆+高粘度氣滯塞+重泥漿帽的方式壓穩(wěn)地層，維持井底壓力平穩(wěn)。

本井在實鉆過程中，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，對控壓起鉆中的重漿帽工藝進行了優(yōu)化，當鉆頭在井底時將稠塞及重漿提前打入鉆具內，再進行控壓起鉆，整個過程中，稠塞及重漿一直在鉆具內（如圖3所示）。由于鉆具內外形成了壓差，整個控壓起鉆過程中，保持了鉆臺面清潔，提高了工作效率?？貕浩疸@至預定井深，頂入控壓鉆井液將重漿頂至環(huán)空預定位置，井口壓力逐漸降至0，替漿完成，常規(guī)起鉆。

4HHW2013井控壓鉆井效果分析

（1）HHW2013井通過使用控壓鉆井技術有效解決了目的儲層鉆進過程中又漏又溢的鉆井難題，鉆井過程中井壁穩(wěn)定無掉塊，電測通井（帶扶正器）一次性到底，實現(xiàn)了零復雜、零漏失，減少非生產作業(yè)時間，提高了鉆井效率。

（2）HHW2013井通過實施控壓鉆井技術和優(yōu)化鉆頭，機械鉆速顯著提高，平均機械鉆速達6.44m/h，相比同區(qū)塊的平均2.71m/h提升了116%，鉆井周期由原來平均19d縮短為9.17d（如圖4所示）。

（3）HHW2013井通過應用控壓鉆井技術進一步摸清了該區(qū)塊地層壓力情況，將鉆井液密度降至1.12g/cm3，較鄰井當量密度低0.26g/cm3以上，鉆井過程中油氣顯示活躍，有效保護了儲層，隨鉆氣測明顯，最高13.1×104ppm（如圖5所示）。

5 結論及認識

圖3 HHW2013井重漿帽工藝示意圖

圖4 HHW2013井鉆井周期對比圖

（1）控壓鉆井技術+HRD鉆井液體系能夠有效解決該油田溢漏頻發(fā)的鉆井難題，減少非生產作業(yè)時間，縮短鉆井周期，節(jié)約鉆井成本，值得大力推廣應用。

（2）通過控壓鉆井技術的應用，有效降低了該區(qū)塊使用鉆井液密度，取得了顯著的儲層保護效果。

圖5 HHW2013井儲層段氣測顯示圖

（3）建議火燒山油田水平井優(yōu)選水平段鉆頭，盡量減少儲層井段鉆進趟鉆數(shù)，縮短鉆井周期，提高儲層保護。

[1] 陳若銘，伊明，楊剛.精細控壓鉆井系統(tǒng)[C]//石油科技論壇，2013：55-61.