跃进区块超深大位移平台井钻井技术分析_周琴.pdf

工程技术与应用 442023 年 第 06 期 总第 134 期 工程技术研究摘要：跃进区块位于塔河油田与跃满油田交界处，地处胡杨林保护区，为贯彻执行生态保护和能源安全战略，试验深层大位移钻完井技术，动用规模剩余储量，达到石油天然气开发与生态环境保护协调发展的目的。2020 年年底，跃进区块 22 口油气井拆除并退出自然保护区，不再进行任何生产活动，2022 年在跃参 1 井区部署跃井 3 平台井组，目的层靶点在保护区内，是在生态红线内进一步开发油气资源的创举，也实现了技术创新。跃进 3 井组第一口井 YJ3-1XC 井设计钻井周期为130.00 d，实际钻井周期为 102.45 d，完钻井深 7 841.44 m，造斜点井深 5 300.00 m，水平位移 1 399.56 m。通过该井施工，形成了跃进区块超深大位移平台井钻井配套技术，为后续平台井施工提供了有力的技术支撑。文章主要对配套技术进行拆解分析。关键词：跃进区块；大位移；平台井组Abstract:Yuejin block is located at the junction of Tahe oilfield and Yueman oilfield,which lies in the Populus euphratica forest reserve.In order to implement the strategy of ecological protection and energy security,test deep extended reach drilling and completion technology,utilize the remaining reserves on the scale and achieve the coordinated development of oil and gas development and ecological environment protection.At the end of 2020,22 oil and gas wells in Yuejin block were dismantled and withdrawn from the nature reserve,and no production activities have been carried out since then.In 2022,the Yuejing 3 platform well group was deployed in the Yuecan 1 well area,and the target layer was in the reserve.It is a pioneering work to further develop oil and gas resources 跃进区块超深大位移平台井钻井技术分析周 琴中石化江汉石油工程公司钻井二公司，湖北 武汉 430074Analysis on Drilling Technology for Ultra-deep and Extended Reach Platform Wells in Yuejin BlockZHOU QinSinopec Oilfield Service Jianghan Corporation No.2 Drilling Company,Wuhan 430074,Hubei,China013.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.06.1 参数强化技术按照“地层-钻头-工具-参数”最佳匹配的原则，以提高机械钻速、行程进尺和降低故障复杂度为目标，分段强化（优化）钻井参数1。正常工况下以大排量、大钻压、高转速复合钻进提速为主，定向井段和复杂井段优化钻压、排量和转速，如图 1（见下页）所示。三叠系以浅地层，采用强化钻压、转速和排量的方式，提高机械钻速；三叠系阿克库勒组含砾砂岩，采用降低钻压、排量的方式降低螺杆转速，以减少 PDC 钻头磨损，增加钻头行程进尺；二叠系地层，采用降低钻压、转速的方式，减少对井壁的机械碰撞，避免井下异常；石炭系-志留系地层可钻性较好，采用强钻压、高转速、高排量的方式，提高井眼清洁程作者简介：周琴，男，本科，工程师，研究方向为钻井技术。within the ecological red line,and also realizes technological innovation.Well YJ3-1XC,the first well of Yuejin 3 well group,has a design drilling cycle of 130.00 d,while the actual drilling cycle is 102.45 d.Its completed drilling depth is 7 841.44 m,the well depth at the kick off point is 5 300.00 m,and the horizontal displacement is 1 399.56 m.Through the construction of this well,the supporting technology for drilling ultra-deep and extended reach platform wells in Yuejin block has been formed,which provides strong technical support for the subsequent platform well construction.The paper mainly disassembles and analyzes the supporting technologies.Key Words:Yuejin block;large displacement;platform well group分类号：TE242工程技术与应用 45工程技术研究 第 8 卷 总第 134 期 2023 年 3 月度和携岩能力，进而提高机械钻速。界系/组深度/m新生新近系3 032古近系3 052中生白垩系4 062三叠系4 707古生二叠系5 258石炭系5 500东河塘5 650塔塔埃尔塔格6 207柯坪塔格6 543桑塔木7 126良里塔格7 269恰尔巴克7 186一间房7 300钻压/kN100120120120808080406050951820303050606045657070508038转速/（rmin-1）排量/（Ls-1）图 1 分段强化（优化）参数示意图YJ3-1XC井机械钻速对比：一开机械钻速为42.93 m/h，较设计提高 43.1%；二开机械钻速为 13.03 m/h，较设计提高 25.3%；三开机械钻速为 4.57 m/h，较设计提高13.7%；四开机械钻速为 3.82 m/h，较设计提高 41.5%。2 旋导钻进技术三开井段定向、稳斜段使用“进口 PDC+旋转导向+大扭矩螺杆”的钻井技术，强化钻井参数，平均机速为 6.12 m/h，相比邻井提高 23%，同时保证了井眼清洁与轨迹平滑。技术要点如下2-3：（1）全程使用旋转钻进，较少滑动钻进，降低黏卡风险。（2）转速从 40 60 r/min 提高至 100 120 r/min、钻压从 100 kN 提高至 200 kN，增加钻头转速及吃入地层程度，充分提高破岩效率。（3）使用旋导+螺杆，在高转速下，消除黏滑，扭矩相对平稳。（4）井眼平滑，为下套管提供良好井眼条件，如图 2 所示。旋转导向马达图 2 螺杆马达（左）和旋转导向（右）钻进井眼对比3 轨迹控制技术通过软件模拟钻具受力情况，结合工具的造斜能力及钻具屈曲情况，优选出各层段钻具组合4。建立远程技术支撑网络，通过地质工程一体化，利用录井大数据进行跟踪分析，使用 MWD 系统监测井下状况，及时进行防碰预警，防止新井与老井碰撞，如图 3 所示；同时优化中靶轨迹，小角度斜穿储集体，有效避开断裂，降低了漏失风险，达到优快钻井和地质目的。与老井最小井间距 43 m测量井深/m1 0004 400 4 6004 800 5 0005 200 5 4005 6005 8006 0006 200 6 4006 600 6 800 7 000 7 2007 4007 600 7 8008006004002000井间中心距/m图 3 井眼防碰图4 井眼清洁技术大位移井由于其较长的稳斜段，较大的水平位移，定向井轨迹设计时很难避开 45 65的稳斜角，在这个井斜范围存在 Boycott 效应，岩屑加速向下井壁沉降并有沿井壁下滑的趋势，在大井斜角度形成岩屑床，造成严重阻卡现象，甚至出现“雪崩”现象。通过分析岩屑运移影响因素，开展岩屑颗粒受力分析，根据固液两相流理论，建立岩屑运移模型，如图 4 所示；研究影响科学井眼清洁的四要素，即转速、排量、泥浆 6 转读数和循环时间，开展岩屑传输带理论技术研究5，优化制订技术方案；优化短起下钻、稠浆洗井、倒划眼等工艺流程。最终形成跃进区块大位移平台井井眼清洁技术。钻井液密度钻井液性能井眼尺寸钻杆偏心度岩屑密度岩屑尺寸现场可操作性岩屑体积平衡影响程度难易低高井斜眼机械钻速拉划次数循环时间起下钻排量转速（顶驱或转盘）图 4 岩屑运移因素分析井眼清洁技术要点：（1）提高钻具转速，搅动岩屑至高流速，兼顾携岩和提速；（2）提高钻进、循环工程技术与应用 462023 年 第 06 期 总第 134 期 工程技术研究排量，环空返速达到 1 m/s 以上，提高携岩能力；（3）提升钻井液 6 转读数，提高携岩性能，增大高流速传送带作用范围，易于岩屑运移，如图 5 所示；（4）接单根、立柱时倒划眼，起钻时倒划眼，充分清理井筒内岩屑的同时修整井壁6。低转速高转速图 5 水平井岩屑传送带示意图5 二叠系防漏堵漏技术跃进 3 区已完钻井钻进和中完均发生漏失，二叠系防漏堵漏难度大，如表 1 所示。该井通过邻井施工情况分析总结，调整二叠系施工思路7-8：坚持以防为主的思路，以压力控制为核心，以井壁稳定为基础，以随钻封堵和精细操为配套技术，形成二叠系防漏堵漏技术，钻进及中完过程中未出现漏失。二叠系施工技术要点如图 6 所示。6 结束语通过 YJ3-1XC 井的施工，逐渐形成跃进区块超深大位移平台井钻井配套技术，包括参数强化技术、旋导钻进技术、轨迹控制技术、井眼清洁技术、二叠系防漏堵漏技术。不断完善总结，分析优缺点，升级跃进区块超深大位移平台井钻井技术，将在后续 YJ3-6XC、YJ3-3XC 等井推广应用，进一步优化钻进提速效果。参考文献1 曾勇文,王东生,张继军,等.水平井岩屑体积平衡计算方法研究与应用J.录井工程,2019,30(1):13-16.2 李文霞,王居贺,王治国,等.顺北油气田超深高温水平井井眼轨迹控制技术J.石油钻探技术,2022,50(4):18-24.3 张孟,高立军,陶丽杰.大庆地区水平井旋转导向优块钻井技术J.西部探矿工程,2022,34(9):57-60,62.4 李勇政,陈涛,江川,等.四川盆地磨溪 高石梯区块定向钻井关键技术J.石油钻探技术,2021,49(2):26-31.5 班国.基于超长水平井强化参数配套高压泵研究与应用J.江汉石油职工大学学报,2022,35(4):51-54.6 李银婷,董小虎.顺北油田钻井参数强化的提速效果评价J.钻探工程,2021,48(7):72-78.7 白璟,张斌,张超平.超深超小井眼定向钻井技术现状与发展建议J.钻采工艺,2018,41(6):5-8,143.8 喻静波.煤矿井下复合定向钻井技术井斜控制特性分析J.煤矿机械,2018,39(7):63-64.图 6 二叠系钻井液技术要点井号钻井液比重备注YM2-11.24 1.26钻井液比重 1.26，漏失 273.20 m3，中完漏失 545.40 m3YM3-31.25 1.26中完下套管至 4 363 m 失返，漏失 388.00 m3YJ3-11.28 1.29钻井液比重 1.28 1.30，漏失 344.28 m3，中完漏失 512.00 m3YJ3-21.29钻井液比重 1.29，漏失 125.00 m3，中完漏失 279.00 m3YJ3-3H1.28 1.29钻井液比重 1.28 1.29，漏失 1 589.26 m3，中完漏失 770.00 m3YJ3-4X1.28钻井液比重 1.28，漏失 804.51 m3，5 309 m 堵漏卡钻后活动解卡，中完漏失 727.78 m3YJ3-5H1.27钻井液比重 1.27 漏失 231.00 m3，三开中完比重 1.30，漏失 656.00 m3YJ3-6H1.27 1.28钻井液比重 1.28，漏失 461.20 m3，三开中完比重 1.29，漏失 538.10 m3表 1 邻井二叠系漏失情况控时钻进，降低 ECD，开泵缓慢。下钻控速，防止激动压力过大，中途分段循环调整入口性能使用 1.23 g/cm3钻井液密度钻进，保持低黏切。降低环空压耗，间断稠浆洗井清扫井底钻屑使用钾胺基聚磺强抑制钻井液体系，防止三叠系-二叠系泥岩水化、剥落引起井壁失稳，提供良好的井眼环境利用优质坂土浆提高失水造壁性能，提升全井细颗粒随钻堵漏材料浓度 12%15%，随钻封堵，35%堵漏浆段塞强化低密度强抑制强封堵防塌防漏精操作