石崇東， 王萬(wàn)慶， 史配銘， 楊 勇

（中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西西安 710018）

目前，我國(guó)在四川盆地五峰組—龍馬溪組實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣的大規(guī)模工業(yè)化開(kāi)采[1]。為加快長(zhǎng)慶油田頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的步伐，提高油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量，長(zhǎng)慶油田將鄂爾多斯盆地西部海相黑色頁(yè)巖作為風(fēng)險(xiǎn)勘探的重點(diǎn)區(qū)域。分析對(duì)比國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣區(qū)塊的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，鄂爾多斯盆地海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有烴源巖豐度低、氣藏壓力低和含氣飽和度低的特征，有別于已經(jīng)成功勘探的四川盆地的頁(yè)巖氣類(lèi)型，勘探難度更大；同時(shí)，鉆井過(guò)程中存在井漏井塌頻繁、井身質(zhì)量控制難度大、機(jī)械鉆速低和鉆井周期長(zhǎng)等問(wèn)題，導(dǎo)致鉆井成本高[2-3]。

筆者在結(jié)合其他區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)鹽池區(qū)塊深層頁(yè)巖進(jìn)行了井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新側(cè)鉆工藝、提速工具改進(jìn)和高性能水基鉆井液研制等方面的研究，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化、自主研發(fā)和技術(shù)集成，形成了適用于鄂爾多斯盆地深層頁(yè)巖氣高效開(kāi)發(fā)的鉆井技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中平均機(jī)械鉆速3.21 m/h，井下故障明顯減少，為加快鹽池區(qū)塊深層頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐，也為國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣水平井安全高效鉆進(jìn)提供了借鑒。

1 鉆井技術(shù)難點(diǎn)

鹽池區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地西緣沖斷帶中部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，構(gòu)造較為復(fù)雜，整體為一個(gè)受逆沖推覆作用下的寬緩向斜，向斜主體位于逆沖推覆斷層上盤(pán)，變形構(gòu)造較強(qiáng)，推覆體下盤(pán)原地巖體構(gòu)造變形較弱，自上而下鉆遇地層為第四系，古近系漸新統(tǒng)，白堊系羅漢洞組，侏羅系安定組、直羅組和延安組，三疊系延長(zhǎng)組、紙坊組、和尚溝組和劉家溝組，二疊系石千峰組、石盒子組、山西組和太原組，石炭系羊虎溝組，奧陶系拉什仲組、烏拉力克組和克里摩里組。其中，山西組以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及煤層、含礫石石英砂巖為主；太原組以深灰色灰?guī)r為主，夾碳質(zhì)泥巖、煤層（臭煤）；羊虎溝組以煤層、灰黑色泥巖夾碳質(zhì)泥巖為主，底部為深灰色砂巖、鐵鋁質(zhì)泥巖；拉什仲組上部為灰色、深灰色泥巖，中、下部為灰色、深灰色鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r，底部為灰色含泥石灰?guī)r；目的層烏拉力克組為深灰色、灰黑色含灰泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖，夾薄層泥晶灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r。該區(qū)塊鉆井過(guò)程中存在以下技術(shù)難點(diǎn)：

1）劉家溝組裂縫發(fā)育、承壓能力低，尤其是中下部存在多個(gè)漏層，采用聚合物鉆井液鉆進(jìn)時(shí)易出現(xiàn)失返現(xiàn)象，斜井段應(yīng)用鹽水鉆井液鉆進(jìn)時(shí)失返現(xiàn)象頻發(fā)。

2）鹽池區(qū)塊地表為黃土層夾雜礫石，延長(zhǎng)組上部存在斷層，表層及直井段地層傾角達(dá)20°～25°，采用鐘擺鉆具，鉆進(jìn)中易井斜。φ444.5 mm井眼鉆進(jìn)中鉆壓超過(guò)60 kN，井斜角易超過(guò)2.0°，通過(guò)輕壓吊打或滑動(dòng)方式調(diào)整井斜。

3）奧陶系可鉆性差，導(dǎo)眼回填后采用φ311.1 mm PDC鉆頭+螺桿鉆具的側(cè)鉆難度大。

4）取出巖心進(jìn)行微米級(jí)（0.5～12.0 μm）CT掃描發(fā)現(xiàn)，深層頁(yè)巖均質(zhì)性差，含有較多高密度礦物，伴有黃鐵礦，膠結(jié)致密，可鉆性差，機(jī)械鉆速僅2.40 m/h，比相鄰區(qū)塊機(jī)械鉆速低56%。

5）為防止頁(yè)巖坍塌，國(guó)內(nèi)外多采用油基鉆井液鉆進(jìn)頁(yè)巖段，但油基鉆井液成本高，油基巖屑需要專(zhuān)業(yè)化處理，處理成本高，環(huán)保壓力大。

2 深層頁(yè)巖氣鉆井關(guān)鍵技術(shù)

2.1 井眼軌跡控制技術(shù)

2.1.1 鉆具組合優(yōu)化

水平井斜井段和水平段鉆具組合原則是，鉆具組合質(zhì)量越小越好。因?yàn)殂@進(jìn)中需要克服鉆柱自身重力引起的摩擦阻力，質(zhì)量較大的鉆具組合對(duì)鉆壓傳遞至鉆頭有阻礙作用[2]。為此，直井段應(yīng)用φ177.8 mm普通鉆鋌代替原設(shè)計(jì)組合中的φ203.2 mm普通鉆鋌，斜井段加入1根φ203.2 mm無(wú)磁鉆鋌，用φ139.7 mm加重鉆桿替代φ177.8 mm鉆鋌，將鉆具組合優(yōu)化為：1）直井段鉆具組合φ311.1 mm PDC鉆頭+7LZ228×1.25°螺桿+φ308.0 mm穩(wěn)定器 +φ203.2 mm MWD +φ203.2 mm無(wú)磁鉆鋌+φ177.8 mm鉆鋌×6根+φ139.7 mm加重鉆桿×45根+φ139.7 mm鉆桿，實(shí)現(xiàn)防斜打直；2）斜井段采用φ311.1 mm PDC鉆頭+7LZ228×1.50°螺桿+φ203.2 mm MWD +φ203.2 mm無(wú)磁鉆鋌+φ139.7 mm加重鉆桿×9根+φ139.7 mm鉆桿×30根+φ139.7 mm加重鉆桿×24根+φ139.7 mm 鉆桿，提高復(fù)合增斜率；3）水平段φ215.9 mm PDC鉆頭+φ171.5 mm旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向與通訊短節(jié)+保護(hù)接頭+MWD+保護(hù)接頭+無(wú)磁加重鉆桿×1根+濾網(wǎng)接頭+回壓閥+φ127.0 mm加重鉆桿×3根+φ165.1 mm震擊器+φ127.0 mm加重鉆桿×2根+φ127.0 mm鉆桿×284根+ 410×521轉(zhuǎn)換接頭+φ139.7 mm鉆桿，確保井眼軌跡平滑。

2.1.2 井眼軌跡控制措施

鹽池區(qū)塊地層傾角達(dá)20°～25°，均質(zhì)性差，存在斷層，鉆井過(guò)程中一方面不易控制井斜；另一方面受地層構(gòu)造規(guī)律影響，井眼軌跡向同一方向飄移，位移超標(biāo)，需要通過(guò)單彎雙穩(wěn)組合隨時(shí)調(diào)整，提高防斜打直效率。

斜井段軌跡控制以?xún)?yōu)快施工和最大程度的降摩減阻為原則[4-5]，合理控制全角變化率，保證實(shí)鉆造斜率不低于設(shè)計(jì)造斜率，確保上靶區(qū)入靶。井斜角小于45°的井段，實(shí)鉆造斜率略高于設(shè)計(jì)造斜率，施工過(guò)程中多滑動(dòng)；井斜角45°～60°井段，屬于巖屑床堆積區(qū)間，滑動(dòng)困難，復(fù)合微調(diào)鉆進(jìn)，提高攜巖及施工效率；井斜角大于60°井段，鉆頭復(fù)合增斜率能達(dá)到（4°～5°）/30m，滿(mǎn)足井眼軌跡控制需要，多復(fù)合少滑動(dòng)，確保軌跡平滑；在入窗前50 m控制井斜角在83°～85°穩(wěn)斜探氣頂，發(fā)現(xiàn)氣層后要及時(shí)調(diào)整井斜角入窗。

水平段采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive Orbit鉆進(jìn)，全井段復(fù)合鉆進(jìn)，狗腿度（2°～3°）/30m，井眼軌跡平滑，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速不小于80 r/min，可以提高井眼清潔程度。

2.2 鉆井提速工具

2.2.1 雙級(jí)PDC鉆頭

忠平1井導(dǎo)眼段鉆至井深4 360 m完鉆，注水泥回填至井深3 100 m進(jìn)行側(cè)鉆。采用φ311.1 mm PDC鉆頭、牙輪鉆頭配合7LZ228×1.5°螺桿鉆具進(jìn)行控時(shí)側(cè)鉆，4次未成功，分析失敗原因認(rèn)為：1）下部地層巖性硬度相比水泥塞強(qiáng)度高，鉆具自重形成的側(cè)向力無(wú)法吃入地層；2）φ311.1 mm鉆頭配合7LZ228×1.50°螺桿鉆具組合剛性強(qiáng)，增斜率低；3）側(cè)鉆過(guò)程中出現(xiàn)失返現(xiàn)象，堵漏后壓差卡鉆現(xiàn)象頻發(fā)。再次注水泥回填后，進(jìn)行側(cè)鉆工藝優(yōu)化，先采用φ215.9 mm牙輪鉆頭配合7LZ172×1.50°螺桿鉆具進(jìn)行側(cè)鉆，側(cè)鉆成功后鉆進(jìn)50 m，再采用φ215.9 mm+φ311.1 mm雙級(jí)PDC鉆頭不控時(shí)擴(kuò)眼，側(cè)鉆成功，同時(shí)提高側(cè)鉆效率及成功率。該鉆頭由φ215.9 mm與φ311.1 mm兩部分組成，其中φ215.9 mm部分為六刀翼，7個(gè)水眼；φ311.1 mm為六刀翼，6個(gè)水眼。該工藝首次在鄂爾多斯盆地成功應(yīng)用，為后期同類(lèi)井身結(jié)構(gòu)大井眼段側(cè)鉆施工提供了技術(shù)儲(chǔ)備。

2.2.2 “牙輪-PDC”混合鉆頭

斜井段側(cè)鉆成功后，采用“牙輪-PDC”混合鉆頭配合7LZ228×1.50°螺桿，形成單彎單穩(wěn)增斜鉆具組合[6]。復(fù)合鉆進(jìn)增斜率達(dá)2.4°/30m，滑動(dòng)鉆進(jìn)工具面較穩(wěn)定，滑動(dòng)鉆井增斜率達(dá)6.3°/30m。該混合鉆頭進(jìn)尺168 m，機(jī)械鉆速3.67 m/h，滑動(dòng)機(jī)械鉆速1.55 m/h，復(fù)合增斜率提高90%，減少滑動(dòng)進(jìn)尺，滑動(dòng)機(jī)械鉆速提高13.9%。應(yīng)用“牙輪-PDC”混合鉆頭，既滿(mǎn)足了井眼軌跡要求，又提高了施工效率。

2.2.3 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive Orbit

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive Orbit內(nèi)置了一套新型六軸連續(xù)傾角和方位角測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可適應(yīng)最高轉(zhuǎn)速350 r/min。PowerDrive Orbit系統(tǒng)不僅可以使井眼的狗腿度盡可能小，同時(shí)提升了井眼質(zhì)量，使井眼軌跡更平滑[7-8]。

2.2.4 高效PDC鉆頭優(yōu)選

鹽池區(qū)塊地表為黃土層，采用φ660.4 mm鉆頭鉆至井深180 m，φ508.0 mm導(dǎo)管下至井深180 m，采用導(dǎo)管封固上部欠壓實(shí)黃土層，確保表層鉆井過(guò)程中井架基礎(chǔ)穩(wěn)定。一開(kāi)井眼尺寸大，鉆進(jìn)中蹩跳鉆嚴(yán)重，采用抗沖擊性強(qiáng)的M816KS型八刀翼φ16.0 mm復(fù)合片PDC鉆頭；二開(kāi)直井段上部可鉆性好，優(yōu)選應(yīng)用M616SRH 型六刀翼φ16.0 mm進(jìn)口復(fù)合片PDC鉆頭，18°傾角布齒，雙排齒螺旋保徑，增強(qiáng)鉆頭攻擊性，提高單只鉆頭進(jìn)尺能力及機(jī)械鉆速；三開(kāi)斜井段選用M716SRH型七刀翼φ16.0 mm進(jìn)口復(fù)合片PDC鉆頭，雙排齒、雙圓弧強(qiáng)攻擊性輪廓線(xiàn)、螺旋刀翼設(shè)計(jì)，有效防止鉆遇軟硬非均質(zhì)地層時(shí)造成PDC鉆頭崩片損壞[9-10]；針對(duì)水平段的泥頁(yè)巖，采用個(gè)性化PDC鉆頭配合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive Orbit。水平段PDC鉆頭改進(jìn)如下：1）鉆頭保徑長(zhǎng)度50～65 mm，保徑部分不宜太長(zhǎng)，以利于增斜；2）鉆頭保徑板后倒角不宜過(guò)大，倒角小于40°，加裝倒劃眼齒，有利于倒劃眼；3）根據(jù)鉆頭選型，加裝5個(gè)水眼，鉆頭水眼壓降2～3 MPa，一方面有利于清潔井底，另一方面有利于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive Orbit增斜。

3 鉆井液體系優(yōu)化

3.1 鉆井液體系優(yōu)化原則

頁(yè)巖儲(chǔ)層的特點(diǎn)是低孔隙度、特低滲透率，通過(guò)分析巖心力學(xué)性能，研發(fā)了納米封堵高性能水基鉆井液，主要由納米封堵材料、磺化材料、超細(xì)碳酸鈣、鹽、潤(rùn)滑劑和加重劑等組成，不僅具有良好的抑制封堵能力、高溫流變性和攜巖能力，還具有良好的潤(rùn)滑、防卡和降摩減阻作用[11-12]。其中，納米材料具備較好的表面活性，可以吸附在井筒內(nèi)壁和井下工具表面，在水平段可以降低摩阻，提高水基鉆井液的性能。該鉆井液封堵性強(qiáng)，形成的濾餅致密堅(jiān)韌，可以在井筒內(nèi)壁生成致密的保護(hù)膜，維護(hù)井壁穩(wěn)定[2,13]。

鉆井液基漿配方為：0.2%燒堿+0.1%～0.2%黃原膠XCD+3.0%～4.0%乳化瀝青SFT+3.0%～4.0%磺化酚醛樹(shù)脂SMP-2+3.0%～5.0%超細(xì)碳酸鈣ZDS?；鶟{的密度為1.04 kg/L，表觀黏度為16 mPa·s，塑性黏度為12 mPa·s，動(dòng)切力為4.0 Pa，pH值為9，API濾失量4.2 mL，高溫高壓濾失量18.0 mL。

3.2 抑制劑優(yōu)選

向基漿中加入不同加量的KCl、甲酸鈉和復(fù)合鹽，在120 ℃溫度條件下滾動(dòng)24 h后，分別測(cè)量巖屑的滾動(dòng)回收率，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 巖屑回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Test results of the cuttings recovery rate

由表1可知：向基漿中加入5%和10%的KCl后，巖屑一次回收率和二次回收率均高于其他2種鹽類(lèi)。

3.3 納米封堵高性能水基鉆井液配方

測(cè)試基漿中加入不同加量的乳化石蠟G325、丁苯乳膠G308和納米聚合物G314等納米類(lèi)封堵材料后的流變性能和高溫高壓濾失量，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知：基漿+10.0%KCl+0.5%G314+0.5%G308+2.0%G325的流變性能最好，API濾失量和高溫高壓濾失量較小，由此確定納米封堵高性能水基鉆井液體系的配方為：0.2%燒堿+0.1%～0.2%XCD+3.0%～4.0%SFT+3.0%～4.0%SMP-2+3.0%～5.0%ZDS+10.0%KCl+0.5%～1.0%G308+0.5%～1.0%G314+2.0%G325+1.0%～2.0%潤(rùn)滑劑+重晶石粉[10]。

表2 納米封堵高性能水基鉆井液配方對(duì)比試驗(yàn)Table 2 Comparison test of formulas for high-performance nano-plugging water-base drilling fluids

4 水平段固井技術(shù)

4.1 水泥漿體系

在三開(kāi)φ215.9 mm井眼下φ139.7 mm套管，采用一次上返固井工藝。為滿(mǎn)足后期橋塞分段壓裂施工的密封要求，要求水泥石達(dá)到一定抗壓強(qiáng)度，同時(shí)具有韌性和變形能力，因此采用增強(qiáng)度韌性水泥漿體系，配方為：嘉華G級(jí)水泥+高溫增強(qiáng)材料DRB-2S+微硅+穩(wěn)定劑DRK-1S+降濾失劑DRF-2L+膨脹增韌材料DRE-3S+緩凝劑DRH-2L+分散劑DRS-1S+水。領(lǐng)漿密度1.88～1.90 kg/L，120 ℃條件下24和48 h后的抗壓強(qiáng)度分別為28.4和40.2 MPa；尾漿密度1.90～1.92 kg/L，120 ℃條件下24和48 h后的抗壓強(qiáng)度分別為25.1和38.7 MPa。

4.2 井筒準(zhǔn)備

采用“牙輪鉆頭+雙穩(wěn)定器”鉆具組合模擬套管串剛度通井到底，采用高轉(zhuǎn)速（80 r/min）、大排量（32 L/s）循環(huán)2周后對(duì)水平段進(jìn)行短程起下鉆，修復(fù)井壁、破壞巖屑床并修正井眼，使井眼暢通無(wú)阻，短程起下鉆到底高轉(zhuǎn)速、大排量循環(huán)2周，徹底清除井底沉砂；起鉆前鉆井液中加入固體聚合醇、石墨和液體聚合醇及玻璃微珠，復(fù)配形成高效潤(rùn)滑封閉漿[14-15]，封閉整個(gè)水平段，降低下套管摩阻，做好下套管前的井筒準(zhǔn)備工作。

4.3 套管扶正技術(shù)

下套管選用φ139.7 mm弓簧套管扶正器，該扶正器可通過(guò)性強(qiáng)、居中度高，過(guò)流面積較大，可大幅降低下套管摩阻。3 500～4 504 m井段每4根套管加放1只扶正器，4 504 m至井底每1根套管加放1只扶正器，保證套管居中度，避免套管緊貼下井壁；套管下到底后，泵入漏斗黏度為120 s的高黏鉆井液20 m3，清掃水平裸眼段沉砂，以提高水泥漿頂替效率和固井效果。

5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

深層頁(yè)巖氣水平井忠平1井設(shè)計(jì)為“導(dǎo)眼+三開(kāi)”井身結(jié)構(gòu)，鉆井周期259.7 d，建井周期313.0 d，水平段長(zhǎng)1 102.00 m，完鉆井深5 606.00 m，平均機(jī)械鉆速3.21 m/h，完鉆垂深4 270.70 m。各鉆井關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用效果如下。

5.1 單彎螺桿雙穩(wěn)糾斜鉆具組合試驗(yàn)效果

忠平1井二開(kāi)易斜井段，采用單彎螺桿雙穩(wěn)糾斜鉆具組合配合MWD隨鉆測(cè)量，隨時(shí)監(jiān)測(cè)井斜角、方位角變化，隨時(shí)進(jìn)行定向糾斜處理，大幅提高鉆井速度。采用單彎雙穩(wěn)糾斜組合：φ311.1 mm PDC鉆頭+5LZ228×1.25°螺桿(φ306.0 mm穩(wěn)定器)+φ308.0 mm穩(wěn)定器+630×631回壓閥+φ203.2 mm MWD+φ203.2 mm 無(wú)磁鉆鋌+φ203.2 mm鉆鋌×6根+631×410+φ177.8 mm鉆鋌×8根+411×620+φ139.7 mm加重鉆桿+φ139.7 mm鉆桿，應(yīng)用井段1 703～3 629 m，最大井斜角2.8°，位移30.1 m，有增斜趨勢(shì)，通過(guò)滑動(dòng)糾斜，φ311.1 mm井眼完鉆井底井斜角1.41°，井底位移25.8 m，機(jī)械鉆速3.78 m/h，防斜效果好，滑動(dòng)糾斜快，效率高。

5.2 高效鉆井提速工具試驗(yàn)效果

1）雙級(jí)PDC鉆頭側(cè)鉆成功。忠平1井多次側(cè)鉆失敗后，設(shè)計(jì)應(yīng)用了φ215.9 mm+φ311.1 mm雙級(jí)PDC鉆頭，利用φ215.9 mm鉆頭領(lǐng)眼鉆進(jìn)，φ311.1 mm鉆頭不控時(shí)擴(kuò)眼，側(cè)鉆成功，側(cè)鉆3 578～3 624 m井段，不控時(shí)滑動(dòng)擴(kuò)眼進(jìn)尺39 m，機(jī)械鉆速1.3 m/h, 復(fù)合進(jìn)尺7 m，復(fù)合機(jī)速鉆速1.75 m/h，復(fù)合鉆井過(guò)程中扭矩為7.2～13.6 kN·m，較平穩(wěn)。

2）忠平1井水平段采用P D C 鉆頭配合PowerDrive Orbit系統(tǒng)鉆進(jìn)，進(jìn)尺1 102 m，機(jī)械鉆速4.92 m/h，最大全角變化率2.11°/30m，平均全角變化率0.78°/30m，井眼軌跡平滑，消除了使用常規(guī)導(dǎo)向鉆具施工中帶來(lái)的托壓、壓差卡鉆等風(fēng)險(xiǎn)，確保了鉆井安全。

3）分段應(yīng)用優(yōu)選出的高效PDC鉆頭，增大了單只鉆頭井尺，提高了平均機(jī)械鉆速。其中，一開(kāi)M816KS型鉆頭單只進(jìn)尺375 m，平均機(jī)械鉆速6.16 m/h，較優(yōu)選前用M519B型鉆頭單只進(jìn)尺增大170 m，機(jī)械鉆速提高32.31%；二開(kāi)M616SRH型鉆頭單只進(jìn)尺384 m，平均機(jī)械鉆速4.42 m/h，較優(yōu)選前用M619B型鉆頭單只進(jìn)尺增大190 m，機(jī)械鉆速提高42.5%；三開(kāi)M716SR型鉆頭單只進(jìn)尺320 m，平均機(jī)械鉆速3.44 m/h，較優(yōu)選前用M616SR型鉆頭單只進(jìn)尺增大152 m，機(jī)械鉆速提高43.33%。

5.3 高性能水基鉆井液試驗(yàn)效果

忠平1井水平段全井段試驗(yàn)自主研發(fā)的納米封堵高性能水基鉆井液，鉆井過(guò)程中扭矩平穩(wěn)，維持在14～16 kN·m。維持鉆井液體系中的KCl含量不低于1 0%，通過(guò)加入重晶石維持鉆井液密度1.39～1.42 kg/L，納米封堵材料總加量不低于3%，加入SFT、SMP-2和ZDS，控制API濾失量小于3 mL，高溫高壓濾失量小于12 mL，提高了濾餅質(zhì)量，使濾餅薄而堅(jiān)韌。鉆進(jìn)中，鉆井液排量控制在32 L/s以上，并加入0.1%黃原膠，動(dòng)切力提高到12 Pa以上，黏度計(jì)φ6讀數(shù)達(dá)到7以上，維持漏斗黏度60～80 s，控制鉆井液總固相含量小于18%，塑性黏度小于40 mPa·s，井漿中的潤(rùn)滑劑加量維持在1%～2%，上提摩阻176.4 kN，下放摩阻156.8 kN，完鉆后未進(jìn)行通井作業(yè)直接下套管作業(yè)，套管順利下到位。

6 結(jié)論與建議

1）采用小尺寸牙輪鉆頭側(cè)鉆、雙級(jí)PDC鉆頭不控時(shí)擴(kuò)眼側(cè)鉆工藝，為φ311.1 mm以上井眼側(cè)鉆提供了技術(shù)保障，提高了側(cè)鉆效率。

2）φ311.1 mm斜井段采用“牙輪-PDC”復(fù)合鉆頭+7LZ228×1.50°螺桿鉆具的單彎單穩(wěn)增斜鉆具組合，復(fù)合鉆進(jìn)增斜率達(dá)2.4°/30m，滑動(dòng)鉆進(jìn)工具面較穩(wěn)定，滿(mǎn)足井眼軌跡要求。

3）針對(duì)深層頁(yè)巖氣地層不均質(zhì)性強(qiáng)、水化膨脹性較弱的特點(diǎn)，自主研發(fā)了強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵性水基鉆井液體系，解決了長(zhǎng)水平段頁(yè)巖井眼失穩(wěn)的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果較好。

4）針對(duì)鄂爾多斯盆地鹽池區(qū)塊深層頁(yè)巖氣水平井穿越地層層序多的問(wèn)題，建議進(jìn)一步優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，采用“φ444.5 mm鉆頭/φ339.7 mm套管+φ311.1 mm鉆頭/φ244.5 mm套管+φ215.9 mm鉆頭/φ177.8 mm套管+φ152.4 mm/φ114.3 mm套管”的四開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，用技術(shù)套管封固易漏劉家溝組，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖儲(chǔ)層專(zhuān)打，既提高該區(qū)塊頁(yè)巖氣水平井開(kāi)發(fā)效率，又能滿(mǎn)足頁(yè)巖氣壓裂需求。