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宋剛峰?徐興軍?曹永龍?王海軍

（中國石油渤海鉆探工程公司第二鉆井分公司，河北廊坊  065000） 

摘?要：本文通過分析吐哈油田溫西一儲氣庫水平井二開鉆井情況，總結(jié)蓋層段井徑超標(biāo)原因，開展優(yōu)化承壓程序、個(gè)性化鉆頭選型、鉆井液性能優(yōu)化、鉆井過程控制等優(yōu)化措施試驗(yàn)，有效解決了該儲氣庫三開水平井蓋層段井徑擴(kuò)大率超標(biāo)的問題。 

關(guān)鍵詞：儲氣庫；蓋層段；擴(kuò)大率；地層承壓

中圖分類號：TE972文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-2064（2024）20-0011-03

 

0引言

吐哈油田溫吉桑儲氣庫群位于新疆鄯善縣，庫容規(guī)模50億立方米，工作氣量15億立方米。按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施、有序推進(jìn)”的總體思路，先期開展溫西一儲氣庫建設(shè)，2022年正式投產(chǎn)。溫西一儲氣庫位于吐哈溫米油田西部，為完善注采井網(wǎng)，溫西一儲氣庫近兩年布網(wǎng)了多口三開水平井，井身結(jié)構(gòu)為 660.4mm×800m+ 333.4mm×3000m+215.9mm×3830m，建庫層為西山窯組。蓋層段為三間房組。巖性為灰色、褐色泥巖，褐灰色泥質(zhì)粉砂巖。由于該區(qū)塊七克臺組發(fā)育煤層，齊古組至三間房組泥巖易垮塌，導(dǎo)致井眼不規(guī)則，井徑擴(kuò)大率偏大。中完反復(fù)承壓堵漏，循環(huán)、通井時(shí)間長，導(dǎo)致井壁破壞，進(jìn)一步導(dǎo)致井徑擴(kuò)大率超標(biāo)。

1情況簡介

溫吉桑儲氣庫群已鉆完水平井中有多口井井徑擴(kuò)大率超標(biāo)，影響后期固井質(zhì)量。為保證固井合格率，該儲氣庫項(xiàng)目經(jīng)理部特別要求全井段和蓋層段井徑平均擴(kuò)大率均小于15%，且蓋層固井質(zhì)量連續(xù)優(yōu)質(zhì)段長≥25m或累計(jì)長度≥50m。由本公司承鉆的溫西一儲氣庫一口三開水平井—溫儲5H井，二開鉆進(jìn)至2955m中完，井斜72.8°，井底位移296.58m。中油測井公司使用六臂測井儀器測出該井全井平均井徑擴(kuò)大率為11.62%，蓋層段2778～2955m平均擴(kuò)大率為21.5%。全井段平均井徑擴(kuò)大率符合標(biāo)準(zhǔn)，蓋層段井徑超標(biāo)。經(jīng)過油田公司開會研判，認(rèn)為蓋層段井徑無法保證蓋層段固井合格率，要求填井側(cè)鉆。溫吉桑儲氣庫固井質(zhì)量情況見表1。

表1溫吉桑儲氣庫已鉆水平井固井質(zhì)量情況

井號	蓋層段井身質(zhì)量				技術(shù)套管固井質(zhì)量
	蓋層段（m）	井斜（°）	平均井徑（mm）	平均擴(kuò)大率（%）	水泥返高	全井段合格率（≥70%）		蓋層連續(xù)優(yōu)質(zhì)段長（≥25m）
						一界面	二界面
溫儲10H	713-2855.3	46-70.8	416.5	24.9	498.4	50.38	50.41	9.5
東儲1-6H	2780-3066	55-84	407.9	22.4	11	18.87	19.03	19.1
溫儲5H	2778-2955	48-72.8	405.23	21.5

 

2蓋層段井徑超標(biāo)原因分析

2.1主要原因

二開中完后，為滿足固井要求，需做全井段地層承壓試驗(yàn)。由于中完時(shí)地層已進(jìn)入西山窯組1.7m，該地層承壓能力極低，為滿足承壓要求進(jìn)行了多次承壓堵漏作業(yè)，中完周期較長，鉆井液長時(shí)間浸泡泥巖，易降低泥巖的堅(jiān)固度，蓋層段在交變應(yīng)力作用下發(fā)生井壁表面剝落，造成垮塌引起井徑擴(kuò)大[1]。

2.2其他原因

下部蓋層段排量45l/s在333.4mm井眼上返速度0.6m/s，無法滿足大斜度井上返速度1m/s的攜巖要求。井眼凈化效果差，造成巖屑不能及時(shí)返出，形成巖屑床堆積，導(dǎo)致大斜度定向段出現(xiàn)拖壓現(xiàn)象。

二開造斜段井斜最大72.8°，裸眼段長，333.4mm井眼尺寸大，造斜率低，鉆時(shí)慢，長時(shí)間滑動鉆進(jìn)導(dǎo)致井眼變大。

進(jìn)入蓋層以后，現(xiàn)場導(dǎo)向師為精準(zhǔn)卡層，需根據(jù)伽馬值變化核對地層返出巖屑，要求控時(shí)鉆進(jìn)和多次地質(zhì)循環(huán)觀察。

3側(cè)鉆后改進(jìn)措施

3.1優(yōu)化地層承壓程序

新疆項(xiàng)目組積極與儲氣庫項(xiàng)目經(jīng)理部溝通協(xié)商優(yōu)化地層承壓程序，由原來的中完單扶正器通井后、雙扶正器通井后兩次承壓改為進(jìn)入蓋層段前承壓和下套管前承壓，降低蓋層段因長期浸泡、多次承壓對井壁影響。同時(shí)，根據(jù)前期承壓的數(shù)據(jù)優(yōu)化承壓漿的配方和承壓工藝，提高堵漏承壓成功率，縮短中完周期[2]。

3.2個(gè)性化優(yōu)選鉆頭

二開側(cè)鉆優(yōu)選保徑段較短，側(cè)切能力強(qiáng)，有利于定向MD9542型號、19mm/13mm標(biāo)準(zhǔn)齒5刀翼333.4mm鉆頭。縮短螺桿彎曲點(diǎn)與鉆頭切削齒之間的距離，增加定向造斜率，減少滑動鉆進(jìn)時(shí)間，機(jī)械鉆速較同井段老井眼有顯著提高[3]。兩支鉆頭鉆速對比見表2。

表2兩支鉆頭增斜段鉆速對比

鉆頭型號	進(jìn)尺（m）	純鉆時(shí)間（h）	鉆速（m/h）
MD6642ZC	643	356	1.81
MD9542	706	243	2.91

3.3優(yōu)化鉆井液性能

保持鉆井液性能穩(wěn)定，中壓失水控制在5ml以內(nèi)，切力控制在2-5/5-10pa之間。結(jié)合溫西儲氣庫井垂深較淺、井溫較低的特點(diǎn)，優(yōu)選低軟化點(diǎn)膠體瀝青、白瀝青及超微粉作為主封堵劑預(yù)防井塌，配合使用納米封堵劑有效封堵地層微孔隙，減少濾液侵入半徑，進(jìn)一步穩(wěn)固井壁。 使用固體多元聚合醇，利用其濁點(diǎn)效應(yīng)和潤濕反轉(zhuǎn)作用，強(qiáng)化鉆井液封堵性，提高潤滑性，有效預(yù)防井壁黏附鉆屑，減少起下鉆遇阻。提高鉆井液抑制性，使巖屑回收率達(dá)到95%以上[4]。鉆進(jìn)過程中密切關(guān)注振動篩返砂情況，及時(shí)調(diào)整鉆井液黏度以利于鉆屑的返出，同時(shí)采取不定期稠漿裹帶。密切關(guān)注摩阻變化，根據(jù)拉力變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，含油控制在3%以內(nèi)，以免泥餅發(fā)虛產(chǎn)生拖壓。同時(shí)使用石墨和微珠復(fù)配，采用打封閉的形式，將滑動摩擦改為滾動摩擦，降低摩阻[5]。

3.4鉆井過程控制

控制起下鉆速度，避免反復(fù)磕碰井壁，導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。地質(zhì)循環(huán)期間降低排量，避免大排量沖刷井壁和定點(diǎn)循環(huán)。施工過程中根據(jù)井下實(shí)鉆情況如拖壓嚴(yán)重拉力摩阻增大，在泥漿無法緩解的情況下，及時(shí)進(jìn)行拉井壁作業(yè)以清除巖屑床，拉井壁采取一短一長或兩短一長的方式[6]。在復(fù)合鉆進(jìn)及循環(huán)期間將頂驅(qū)轉(zhuǎn)速提高至60轉(zhuǎn)以上，有利于將下井壁的鉆屑充分?jǐn)噭硬⒓皶r(shí)攜帶出來，從而減少巖屑床的厚度，減緩定向托壓。

4現(xiàn)場應(yīng)用效果

通過實(shí)施以上技術(shù)措施，井徑擴(kuò)大率取得很好的效果。溫儲5H井在二開第二個(gè)井眼側(cè)鉆點(diǎn)2227m，中完井深2952m，電測結(jié)果顯示側(cè)鉆井段2227～2952m平均井徑擴(kuò)大率9.45%，蓋層段2787～2943m平均擴(kuò)大率為9.43%，滿足了水平井的要求。同時(shí)后續(xù)二開技術(shù)套管固井質(zhì)量合格率99.9%，蓋層段連續(xù)優(yōu)質(zhì)段長110.6m。見表3。

表3井徑擴(kuò)大率對比

地層	井段	井徑擴(kuò)大率
		溫儲10H	溫儲12	溫儲2	溫儲7H	溫儲1H	溫儲5H
N2P-Esh	512-1300	16.40%	16.60%	17.80%	14.80%	16.40%	12.47%
J2q-J2s	2230-2800	20.80%	14.40%	14.20%	19.50%	12.10%	9.43%
二開全井段		16.33	14.40%	14.88%	15.60%	11.50%	9.47%

5結(jié)論與建議

（1）造斜段提高造斜率，減少滑動鉆進(jìn)時(shí)間，縮短鉆井周期，長時(shí)間循環(huán)時(shí)適當(dāng)減小排量，避開泥巖井段，減小對井壁機(jī)械破壞。

（2）優(yōu)化鉆井參數(shù)，控制水力參數(shù)，排量由70L/s降至55L/s，上返速度控制在0.8m/s以內(nèi)，減小對井壁沖刷。

（3）優(yōu)選抑制劑復(fù)配使用，強(qiáng)化鉆井液抑制性，有效控制地層造漿，確保性能穩(wěn)定；優(yōu)化承壓堵漏方案，選擇合適堵漏材料，減少地層承壓次數(shù)，避免壓力交替引起井壁剝落。

（4）大斜度井和水平井施工盡可能提高鉆井液性能，增加攜帶效果，減少巖屑床的厚度，為施工安全提供保障。溫儲5H井技套固井質(zhì)量狀況如圖1所示。

（5）堅(jiān)持相關(guān)方聯(lián)動機(jī)制，與甲方、定向、固井等相關(guān)協(xié)作單位及時(shí)溝通，在井眼軌跡、漏失、承壓等過程出現(xiàn)問題后及時(shí)探討，尋求最佳方案[7]。 

 

參考文獻(xiàn)

[1]童憲章.油井產(chǎn)狀和油藏動態(tài)分析[M].北京:石油工業(yè)出版社,1981:37-60.

[2]呂靜,趙鵬飛,余沐曦,等.海洋石油鉆井成本影響因素分析[J].石化技術(shù),2022,29(6):7-9.

[3]魏文中,王廣書,呂國儉.新1井嚴(yán)重破碎帶地層鉆井技術(shù)難點(diǎn)及對策[J].石油鉆探技術(shù),2006,34(6):27-29.

[4]何振奎,田茂明,常洪超,等.天環(huán)坳陷余4井鉆井液技術(shù)[J].工業(yè),2015(6):120.

[5]周魁.水平井鉆井摩阻影響因素及減摩技術(shù)分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2022,42(15):22-24.

[6]唐正.石油鉆井中安全影響因素與控制途徑分析[J].石化技術(shù),2023(11):184-186.

[7]李碩華.淺析施工現(xiàn)場管理中的難點(diǎn)與解決方法[J]. 2014(4):305.

 

作者簡介：宋剛峰（1986—），男，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），研究方向：油田鉆探。

 

Study on the Analysis and Countermeasures for Wellbore Diameter Expansion in the Cap Rock Section of Horizontal Wells in the Wenxi-1 Gas Storage Reservoir

SONG Gangfeng,XU Xingjun,CAO Yonglong,WANG Haijun

(Second Drilling Company of Petrochina Bohai Drilling Engineering Company,  Langfang  Hebei  065000)

Abstract:This paper analyzes the drilling situation of the second phase of horizontal wells in the Wenxi-1 gas storage reservoir of the Tuha Oil field. It summarizes the causes of the excessive wellbore diameter in the cap rock section and conducts experiments on optimization measures such as pressure-bearing program optimization, personalized drill bit selection, drilling fluid performance optimization, and drilling process control. These measures effectively addressed the issue of excessive wellbore diameter expansion in the cap rock section of the third phase of horizontal wells in this gas storage reservoir.

Key words:gas storage;cap rock section;expansion rate;formation bearing pressure