1、50793XN井队二一六年九月高庙高庙33-14HF33-14HF井井钻井技钻井技术应用浅析术应用浅析关键词：高庙子构造 高庙33-14HF井组 钻井难点 认识 对策u构造位置：川西坳陷高庙子构造u完钻层位：下沙溪庙组u主要邻井：高庙33-10HF井、高庙33-12HF井u钻井周期：高庙33-13HF井67.54天，缩短率16.1%高庙33-14HF井47.08天，缩短率27.57%u完井周期：高庙33-13HF井85天，缩短率10.99%高庙33-14HF井59.04天，缩短率26.2%u中靶情况：中靶气藏评价图 高庙高庙33-13HF井井 井身结构图井身结构图 高庙高庙33-14HF井井
2、井身结构图井身结构图 钻井周期对比二开钻井周期对比完井周期对比通过上表对比看出：u 高庙33-14HF井组除导管及一开中完周期超设计外，其余时效均优于设计u 各井段周期均优于该区域已施工井平均周期u 高庙33-13HF井一开中完时间、高庙33-14HF井二开钻井周期及完井作业时间为高庙区块已施工井最优l 高庙子区块的主要钻井难点是井壁不稳定，易垮塌产生掉块l 一开311.15mm井眼净化难的问题普遍存在，由于钻井液性能差、钻井参数达不到快速钻井时的携砂等，出现大量泥团附着在井壁上，造成井眼不畅通l 部分井施工周期较长，大斜度井段产生掉块及键槽等，给施工后期的起钻安全带来很大风险l 下沙溪庙JS
3、33-1目的层砂体致密，地层可钻性差、研磨性强，易造成频繁起钻更换螺杆钻具及钻头l 水平段（主目的层）钻井液密度较高（部分达到甚至超过2.05g/cm3），造成循环压降高，钻井排量受限，井眼净化难度大，易形成岩屑床l 上沙溪庙组和下沙溪庙组交界处地层软硬交替、易垮塌，易造成“水滴”形不规则井眼，导致起下钻遇阻卡频繁 从上表可以看出，在导眼段施工时，只要待钻层位地质资料显示“地层不含砾或微含砾，不会对钻头造成破坏”，使用PDC钻头开孔能够有效解决导眼开孔钻头加压问题，实现低钻压情况下的快速钻进；随着钻铤的加入，同样参数下对比PDC钻头的钻速较牙轮钻头更快。高庙33-14HF井导眼机速较高庙33-
4、13HF偏低的原因，主要是考虑到井眼防碰问题，主动降参数施工。ABS1605CCKS605从统计数据看出，CKS605钻头和ABS1605C钻头整体机械钻速相当，局部分析，高庙33-14HF井ABS1605C钻头在1125.31m以下井段较CKS605钻头机械钻速略高实钻数据对比原因分析 都是五刀翼PDC钻头，刀翼呈两长三短分布。CKS605钻头刀翼布齿呈扇面性，复合片侧转角大，适用于中硬地层；ABS1605C钻头刀翼布齿更平直，复合片侧转角更小6。ABS1605C钻头中等布齿密度，孕镶5.5mm；CKS605钻头布齿密度中等略高，孕镶3.5mm。两只钻头复合片均选用19mm。ABS1605C
5、钻头复合片仰角更大18-20。两只钻头都采用7只可更换水眼，能满足311.15mm大尺寸井眼净化要求。复合片偏转角测量图复合片偏转角测量图偏转复合片破岩效果图偏转复合片破岩效果图 ABS1605C钻头水力参数效果图钻头水力参数效果图结论在蓬莱镇组至上沙溪庙组地层岩性以泥岩、粉砂岩为主，可钻性强。推荐选用311.15mmABS1605C，7个可换喷嘴（根据现场实际情况），该型号钻头优选19mm进口齿，该齿具备抗研磨和抗冲击能力进口齿；采用中等密度布齿、大刀翼、排屑槽宽、刀翼薄、布齿仰角大、喷嘴对钻头的清洗充分等特点。建议a、增加综合防震设计，提高钻头钻井工作的平稳性，防止钻头切削齿的非预期损坏。
6、b、加强水力参数设计，防止钻头泥包。KSD1652AGR高庙子构造下沙溪庙砂体岩性以长石砂岩为主，研磨性强，选用的高庙子构造下沙溪庙砂体岩性以长石砂岩为主，研磨性强，选用的215.9mmHS5163钻头及钻头及215.9mmATS1505D钻头均取得了较高的平均机械钻速。钻头均取得了较高的平均机械钻速。HS5163钻头钻进更稳定，稳斜稳方位效果好。钻头钻进更稳定，稳斜稳方位效果好。ATS1505D钻头采用高密度布齿、刀翼钻头采用高密度布齿、刀翼抛物线短、排屑槽、刀翼及布齿仰角适中、喷嘴对钻头的清洗充分等特点。单排齿全抛物线短、排屑槽、刀翼及布齿仰角适中、喷嘴对钻头的清洗充分等特点。单排齿全面快
7、速钻进钻头。采用综合防震设计，提高钻头钻井工作的平稳性，防止钻头切削齿面快速钻进钻头。采用综合防震设计，提高钻头钻井工作的平稳性，防止钻头切削齿的非预期磨损。的非预期磨损。原原 因因 分分 析析 结结 论论 高庙子构造已施工井遇阻情况统计表从上表看出，井壁失稳及垮塌是高庙子构造钻井作业的难从上表看出，井壁失稳及垮塌是高庙子构造钻井作业的难点，已施工井起下钻基本上都遇到阻卡情况。遇阻井段集点，已施工井起下钻基本上都遇到阻卡情况。遇阻井段集中在上沙溪庙及下沙溪庙组大斜度井段，在地层交界处尤中在上沙溪庙及下沙溪庙组大斜度井段，在地层交界处尤为明显。为明显。高庙33-11HF井高庙33-11HF井高庙
8、33-11HF井垮塌原因分析垮塌原因分析l 蓬莱镇、遂宁组、沙溪庙组泥岩以伊蒙混层为主，伊利石、蒙脱石的膨胀系蓬莱镇、遂宁组、沙溪庙组泥岩以伊蒙混层为主，伊利石、蒙脱石的膨胀系数不一致，伊蒙混层受力不均，导致岩石结构破坏及力学失稳，泥岩破碎发数不一致，伊蒙混层受力不均，导致岩石结构破坏及力学失稳，泥岩破碎发生井壁失稳。生井壁失稳。l 采用钾石灰钻井液体系采用钾石灰钻井液体系,滤失量过高滤失量过高,钻遇易塌地层后泥页岩吸水膨胀应力超钻遇易塌地层后泥页岩吸水膨胀应力超过地层水化后的强度时发生剥落。过地层水化后的强度时发生剥落。l 粘切过高钻屑容易粘附在井壁上粘切过高钻屑容易粘附在井壁上,造成起钻摩
9、阻大并伴有造成起钻摩阻大并伴有“拔活塞拔活塞”抽吸下部抽吸下部地层地层，而导致而导致下部下部地层失稳。地层失稳。l 起下钻时，钻具机械碰撞易塌层、井内压力激动、井内液柱压力大幅度降低起下钻时，钻具机械碰撞易塌层、井内压力激动、井内液柱压力大幅度降低引起井壁不同程度的剥落掉块。引起井壁不同程度的剥落掉块。防垮塌及降摩阻技术措施防垮塌及降摩阻技术措施l 优化剖面，使造斜段更平滑优化剖面，使造斜段更平滑 利用可控因素将设计造斜率由利用可控因素将设计造斜率由21/100m降低到降低到18/100m，绕障作业将，绕障作业将造斜点处的轨迹调整到侧向负位移，增加造斜点处的轨迹调整到侧向负位移，增加30m造斜
10、段长度。提高造斜点，造斜段长度。提高造斜点，将造斜点由将造斜点由2595m提高到提高到2530m。斜面法扭方位，即保持工具面装置角不。斜面法扭方位，即保持工具面装置角不变。变。高庙33-14HF井立体空间轨迹图防垮塌及降摩阻技术措施防垮塌及降摩阻技术措施l 优化钻井液性能优化钻井液性能1、选择合理的钻井液体系：蓬莱镇地层宜选用聚合物钻井液体系；遂宁组以下地层宜选用钾石灰聚磺选择合理的钻井液体系：蓬莱镇地层宜选用聚合物钻井液体系；遂宁组以下地层宜选用钾石灰聚磺/聚合物钻聚合物钻井液体系，钾离子含量宜控制在井液体系，钾离子含量宜控制在(18000-22000 mg/L)，并坚持每班测量，持续维护。
11、，并坚持每班测量，持续维护。2、高庙地区地层敏感，易产生掉块，要抓好钻井液密度控制：在高庙地区蓬莱镇地层钻井液密度控制在、高庙地区地层敏感，易产生掉块，要抓好钻井液密度控制：在高庙地区蓬莱镇地层钻井液密度控制在1.601.70g/cm3，遂宁组地层钻井液密度控制在，遂宁组地层钻井液密度控制在1.801.85g/cm3，上沙溪庙地层钻井液密度控制在，上沙溪庙地层钻井液密度控制在2.002.05g/cm3；3、根据地层的岩性、钻速、井深和钻井液类型的变化，及时调整振动筛筛布的规格，尽可能选用较细目数、根据地层的岩性、钻速、井深和钻井液类型的变化，及时调整振动筛筛布的规格，尽可能选用较细目数120目
12、目筛布。正常钻井排量下，钻井液筛面过流面积保持在筛布。正常钻井排量下，钻井液筛面过流面积保持在7580%。4、钻井液加重前，宜使用离心机循环、钻井液加重前，宜使用离心机循环2周以上。周以上。l 井眼净化技术井眼净化技术1、一开、一开311.2mm井眼排量井眼排量55L/s以上，二开以上，二开311.2mm井眼排量在井眼排量在28-32L/s。2、每钻进、每钻进200m或钻井时间不超过或钻井时间不超过48小时进行短程起下钻，清除岩屑床。小时进行短程起下钻，清除岩屑床。3、岩屑返出上行路程长，磨细后很难从泥浆中循环出来，起钻前充分循环不少于两周，观察岩屑完全返出，减少、岩屑返出上行路程长，磨细后很
13、难从泥浆中循环出来，起钻前充分循环不少于两周，观察岩屑完全返出，减少岩屑在斜井段和水平段因自重沉积。岩屑在斜井段和水平段因自重沉积。l 采用顶驱系统采用顶驱系统起下钻遇阻以转动钻柱划眼方式通过，严禁超拉硬压窜动对井壁造成机械破坏，减小键槽形成的几率。起下钻遇阻以转动钻柱划眼方式通过，严禁超拉硬压窜动对井壁造成机械破坏，减小键槽形成的几率。l 导管段采用导管段采用“PDC钻头钻头+大尺寸钻铤大尺寸钻铤”方式。方式。1、PDC钻头解决开孔加压困难的问题。钻头解决开孔加压困难的问题。2、大尺寸钻铤加压及防斜。、大尺寸钻铤加压及防斜。l一开一开311.2mm井眼采用塔式钻具组合防斜打直，钻头井眼采用塔
14、式钻具组合防斜打直，钻头60m处加入处加入308mm钻柱式扶正器修整井壁，保护钻头不被泥钻柱式扶正器修整井壁，保护钻头不被泥包。包。l 造斜段造斜段1、钻具组合：钻具组合：215.9mmPDC+165mm1.5DW+回压阀回压阀+411*4A10+165mmNMDC+4A10*411+MWD+127HWDP36根根+旁通阀旁通阀+127HWDP9根根+127DP33根根+411*520+139.7mmHWDP6根根+139.7mmDP。2、采用采用139.7mm双台肩钻杆有利于井眼净化，提高造斜施工时的钻井排量。双台肩钻杆有利于井眼净化，提高造斜施工时的钻井排量。6.3.2加重钻杆减少了与井壁
15、的接触面积并提供了钻井液循环返砂通道，增加钻具加重钻杆减少了与井壁的接触面积并提供了钻井液循环返砂通道，增加钻具重量及刚性有利于造斜时钻压的传递。重量及刚性有利于造斜时钻压的传递。3、选用选用5LZ-165mm-1.5的单弯偏心螺杆。钻头到螺杆扶正器的轴线距离仅有的单弯偏心螺杆。钻头到螺杆扶正器的轴线距离仅有0.65m提高了造斜率；提高了造斜率；165mm的螺杆外径跟自带的螺杆外径跟自带210mm扶正器相对较高的外扶正器相对较高的外径差值有利于复合钻进时增斜；径差值有利于复合钻进时增斜；5LZ螺杆相对扭矩较小，蹩螺杆等异常情况下损螺杆相对扭矩较小，蹩螺杆等异常情况下损耗小，能延长螺杆使用寿命。
16、与邻井设计造斜率相当的情况下，每单根耗小，能延长螺杆使用寿命。与邻井设计造斜率相当的情况下，每单根“复合复合/滑滑动钻进动钻进”比例由原来的比例由原来的4:5提高到了提高到了5:4，甚至，甚至6:3。4、斜井段易遇阻研磨性强，起下钻划眼时间长，扶正器被磨损出直角台肩。扶正斜井段易遇阻研磨性强，起下钻划眼时间长，扶正器被磨损出直角台肩。扶正器棱边两端敷焊器棱边两端敷焊YD合金的尾扶能起到有效的保护作用，缩短了遇阻划眼时间，提合金的尾扶能起到有效的保护作用，缩短了遇阻划眼时间，提高了划眼质量，减少了摩阻及钻具高了划眼质量，减少了摩阻及钻具“自锁自锁”情况。情况。扶正器棱边两端孕镶聚晶切削片的尾扶，
17、容易造成重复钻进，增加扭矩，复合钻扶正器棱边两端孕镶聚晶切削片的尾扶，容易造成重复钻进，增加扭矩，复合钻进时钻具转动不均匀，实际使用过程中没有达到预期的效果。进时钻具转动不均匀，实际使用过程中没有达到预期的效果。l水平段水平段选择尾扶外径大于螺杆扶正器外径选择尾扶外径大于螺杆扶正器外径3mm，以克服水平段地层自然增斜的趋势，该，以克服水平段地层自然增斜的趋势，该套钻具实钻稳斜效果好。套钻具实钻稳斜效果好。扶正器磨损图扶正器磨损图敷焊敷焊YDYD合金块合金块孕镶复合片孕镶复合片l 通过认真编写施工方案，优化井眼剖面设计，细化操作措施等，在地质地层复杂的高通过认真编写施工方案，优化井眼剖面设计，细
18、化操作措施等，在地质地层复杂的高庙子构造打好井是可行的。庙子构造打好井是可行的。l 建议在一开建议在一开311.15mm井眼施工钻具组合中加入井眼施工钻具组合中加入308-310mm井壁修正器，安放位置距井壁修正器，安放位置距钻头钻头300m，修整棱边呈螺旋形状，通过性好能及时返出大掉块。钻进一段修整一段。，修整棱边呈螺旋形状，通过性好能及时返出大掉块。钻进一段修整一段。l 合理的钻具组合是减小钻井摩阻和扭矩的基础合理的钻具组合是减小钻井摩阻和扭矩的基础，良好的钻井液性能和，良好的钻井液性能和快速钻进快速钻进是减少是减少垮塌几率的有效保障垮塌几率的有效保障。l 使用顶部驱动钻机，减少起下钻遇阻
19、划眼时间。使用顶部驱动钻机，减少起下钻遇阻划眼时间。l 大斜度地层交替或易垮塌复杂井段划眼，轻压、慢转、勤活动，做到钻具能起能下即大斜度地层交替或易垮塌复杂井段划眼，轻压、慢转、勤活动，做到钻具能起能下即可，避免长时间反复划眼出现大台肩甚至新井眼。可，避免长时间反复划眼出现大台肩甚至新井眼。l 新区块在调研邻井资料的基础上应用新工艺新技术，比如可调扶正器和清砂接头等试新区块在调研邻井资料的基础上应用新工艺新技术，比如可调扶正器和清砂接头等试验验1-2口井，为后续井施工打下基础。口井，为后续井施工打下基础。l 增加数模及钻柱力学分析钻具效能，跟实钻资料对比论证，在钻具的选择上少走弯路。增加数模及钻柱力学分析钻具效能，跟实钻资料对比论证，在钻具的选择上少走弯路。l 做到严谨认真，精细化操作，做到严谨认真，精细化操作，“主抓可控因素，积极探索寻求突破主抓可控因素，积极探索寻求突破”，力争施工井达到，力争施工井达到优质高效的目标。优质高效的目标。
