沙漠地区表层钻井技术研究

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【摘 要】 沙漠地区表层钻井技术已在新疆塔里木油田推广多年，但原来的技术方案只适用于70钻机，现研究一套适用于40或30钻机特点的表层配套技术，通过有效地优化钻具组合，优化钻井参数和一系列有效的技术措施，从而提高南疆塔北区块的钻井速度，节约钻井成本，最大化提高钻井效益。

【关键词】 沙漠地区 钻井技术 研究

1 南疆塔北区块钻井技术难点及地层岩性分析

1.1 塔北区块钻井技术难点

（1） 圆井易窜槽、塌陷。

（2） 大尺寸井眼钻井液消耗量大 。

（3） 泥岩段严重缩径和蠕变，造成提下钻（短提作业）非常困难，易发生卡钻事故。

（4） 表层井眼易发生水泥环脱落，造成水泥环硬物卡钻。

1.2 地质压力及岩性分析

0-150m 地层：第四系（Q），主要岩性以粘土、散沙、沙质粘土，未成岩；

-750m 地层：新近系库车组（Q-N2k）主要岩性以白色、浅黄色粉砂岩；

- 1 5 0 0 m 地层：新近系库车组（Q-N2k）主要岩性以黄灰色粉砂质泥岩，灰色、棕黄色、暗红色纯泥岩，重点强调在井段900-1300、1100-1400m的灰色、棕黄色纯泥岩，易吸水膨胀缩径造成卡钻。

2 南疆塔北沙漠地区钻井技术方案2.1 钻具组合及钻头使用要求

（1）主要选用钟摆钻具组合，由于PDC钻头保径部分较长，不带扶正器钻进可能会产生增斜作用，因此PDC钻头钻进时应带扶正器。

（2）根据不同区块的地层也可以采用PDC钻头直接带扶正器的钟摆钻具组合钻至1500米完井。但是需要注意的问题：钻水泥塞导管鞋处和套管附件，采取“轻压慢钻”的方式通过。具体参数：钻压20kN，转速50r/min。

2. 2 施工技术措施

（1）0―800m井段：钻进300m―400m短提一次并结合测斜。

800―1500m井段：关键是找到泥岩的缩径和蠕变周期，钻进200m 短提一次，短提困难必须加密短提作业。

（2）短提原则：

①先采取“两短一长”的方式，结合加密短提次数和缩短井段。

②如果短提依然困难，采取“一短一长”的方式，对于特别难提井段更要加密短提，精细到每班短提，50m或70m一短提。

③提钻或短提作业遇阻卡具体操作步骤：

第一步：先接方钻杆开泵建立循环，砂岩段尽量做到不开泵或只能开单泵循环。

第二步：若挂卡严重，采取钻具处于原悬重和自有状态，一档转动转盘循环正常，采取方钻杆倒划眼带出遇卡井段，或采取倒划眼工具。

2.3 钻井液配套方案

2.3.1 井段（50―600m）

本段主要地层为Q岩性主要为细砂、灰白色粉砂层及黄灰色粘土层，沙层疏松，易窜、易漏，钻井液选用8%-10%坂土浆，单泵钻进砂岩段后，再用胶液维护；开钻前配制160方膨润土浆。

2.3.2 井段（600m―1177m）

该井段为黄灰、灰白色、暗红色、棕灰色泥岩不等厚互层，易吸水膨胀缩径引起卡钻，在维护上使用了包被剂，防止岩屑分散水化，加强了对泥饼和失水的控制，针对PDC钻头在胶液中加入了铵盐改善流变性以提高机械钻速，并督促工程上按要求短程提下。

2.3.3 井段（1177―1505m）

该井段为黄灰、灰白色、暗红色、棕灰色泥岩和少量灰白色粉砂层不等厚互层，在1270m除短提过程中有严重挂卡现象，在加强短程提下的同时提高了钻井液的性能；在为保证下套管工作的顺利进行。

3 现场应用情况及效果分析

1500米井型数据表1如下所示：

由此表分析，2012年5月-10月该方案主要在哈拉哈唐区块，新垦区块，轮古和哈得区块进行，目前共完钻33口井，累计完成进尺31100米，其中（1500米井型）平均钻井周期9.34天，钻井周期平均提高幅度为28.15%，（800米井型）平均钻井周期2.93天，钻井周期平均提高幅度为51.16%，且井身质量合格率100%，应用效果显著。

4 经济效益分析

4.1 社会效益

通过对沙漠地区表层钻井技术研究，是南疆打表层施工模式化，在应用中更简便操作，能够很好减少钻井风险，提高钻井速度，节约钻井周期，保证了井深质量，为塔北钻井提速起到了很大作用。4.2 经济效益

节约施工周期经济效益（S1）：

完钻31口井，累计完成进尺41210米，（1500米井型）平均钻井周期9.25天，（800米井型）平均钻井周期2.8天。

根据1500米井型大包费用为158万，含固井费用28万，钻井纯净额费用130万，钻井周期为13天，搬家安装为7天，建井周期为20天，平均每天费用为6.5万。

S1=（T0-T1）×D×α=（13-9.25）

×20×6.5= 487.5万元 （式1）

S1――应用南疆钻进技术方案后的资金节约额（万元）；

T0 ――应用南疆钻进技术方案前钻井周期（天）；

T1 ――应用南疆钻进技术方案后平均钻井周期（天）；

D ――应用口井数；

α ――（1500米井型）南疆钻进技术方案前平均每天费用6.5万。

同理得：800m井，S2= 224.58万元。该项目的总经济效益（S）为。

S总= S1+ S2=487.5+224.58=712.08万。

5 认识与结论

（1）试验表明，该方案能够大幅度提高南疆塔北油田表层施工速度，效果显著，值得全面推广。

（2）该技术为南疆表层作业提供了科学依据，是施工可以模式化，便于操作。

（3）该技术的落实关键在于现场技术员，是否能够严格遵循技术措施，灵活运用，就能大幅度提高钻井速度，避免恶性事故发生。

（4）建议现场技术员在落实时不断摸索地层特性，更好完善技术措施。