大慶深層鉆井提速技術

李瑞營 ，王 峰 ，陳紹云 ，劉金瑋

1．中國石油大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413；
2．中國石油大慶鉆探工程公司國際事業部，黑龍江大慶163411

摘要：為提高大慶深層鉆井速度，加快勘探開發進程，開展了大慶深層鉆井提速技術研究。借鑒國內外深層提速技術成果，分開次、分層段制定了不同的提速對策，建立了大慶深層自上而下的鉆井技術序列。二開井段優選應用T1951DB型、CK506型、CK606型等PDC鉆頭，全部實現PDC鉆進，施工周期控制在25．00 d以內；三開井段分析對比了液動旋沖工具、渦輪鉆具、氣體鉆井3種提速技術的現場試驗效果，確定了氣體鉆井適用井段最短長度為900．O0 m，液動旋沖提速工具適用于巖石可鉆性級值小于7的井段，渦輪鉆具主要用于巖石可鉆性級值大于7的硬地層。大慶深層提速技術在19口井進行了應用，平均鉆井周期縮短48．6O d。研究結果表明，大慶深層鉆井技術序列的建立，解決了大慶深井鉆井提速技術單一、集成應用少、整體提速效果不明顯的問題。

關鍵詞：深井鉆井 渦輪鉆具 氣體鉆井 大慶油田

大慶深層勘探目的層主要位于埋藏深度大于2500．00 m的白堊系下統和侏羅系上統火石嶺組及基底，多為砂巖、泥巖、火山巖、變質巖及砂礫巖等致密性巖石，可鉆性差，單只鉆頭進尺短、機械鉆速低。針對該問題，2011年以前，大慶油田開展了欠平衡／氣體鉆井技術、水力脈沖鉆井技術、扭力沖擊鉆井技術、渦輪鉆井技術等單項鉆井提速技術現場試驗，取得了良好的效果；但多項技術應用井段存在重疊，且缺乏明確有效的方法來劃分各項技術使用界限，存在提速技術單一、集成應用少、整體提速效果不明顯、試驗費用高等問題。

為了提高大慶深層整體鉆井速度，筆者從鉆井頂層優化設計、自主研發提速工具、完善氣體鉆井配套技術等方面出發，開展了科研攻關與現場試驗，加快了大慶深層天然氣藏的勘探與開發。

1 地質特點及鉆井難點

1．1 地質特點

大慶深層氣藏巖性復雜，主要有砂巖、泥巖、熔巖、碎屑巖、砂礫巖及其過渡性巖石，并具有多套儲集類型。其典型特征為：1)縱向上分布井段長，埋藏深，最深達到6 300．00 m；2)井溫高，平均地溫梯度在4．0℃／100m左右；3)巖性致密，密度最高可達2．75g／cm³；4)物性差，火山巖儲層滲透率最低僅有0．02mD，孔隙度4.0%；5)儲集空間復雜，主要有原生氣孔和裂縫組合、純裂縫儲層、溶孔與裂縫組合等。

1．2 鉆井難點

1)深層巖石硬度大，巖石可鉆性級值最高達1O．38，強度超過5 000 MPa，鉆進火山巖、礫巖地層時鉆頭磨損嚴重、鉆速低。

2)平均地溫梯度高達4．0℃／100 m，4 000．O0～5 500．00 m井段的溫度為160～220℃ ，對鉆井工具、儀器、助劑的耐溫性能要求高，易發生井下故障，固井施工難度大。

3)深部地層壓實程度高，孔隙度和滲透率低。徐家圍子斷陷帶主力氣層孔隙度2.0%～10.0%滲透率0．040～2．574 mD，一般地層壓力系數為0．90～1．10，局部存在異常壓力層系。

4)部分區塊裂縫發育，存在膠結性差的破碎性地層，易發生井壁剝落、坍塌和惡性漏失等井下故障。

瀏覽全文