大牛地氣田DPH-99井優快鉆井技術

王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州450007)

大牛地氣田DPH-99井優快鉆井技術

王從波(中石化華北石油工程有限公司西部分公司，河南鄭州450007)

DPH-99井是位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部的一口開發井，目的層位為二疊系下石盒子組盒一段，設計井深4075.63 m，實際完鉆井深4075 m。本文分析了大牛地氣田定向開發井鉆井過程中的技術難點，通過鉆頭優選，鉆井參數及鉆具組合優化，鉆井液性能優化調整等措施，較好的解決了該井鉆井施工中的技術難點，確保了鉆井施工安全順利。

水平井；井壁穩定；軌跡優化；鉆井技術；鉆井液

大牛地氣田是中石化五大氣源地之一，該氣田地理位置位于陜西省榆林市和內蒙古鄂爾多斯市交界地區，區塊面積為2003.714 km，構造位置處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部東段氣田內上古生界為一套海相一海陸過渡相一陸相沉積，具有良好的天然氣成藏條件，資源豐富[1]。該氣田目前已發現奧陶系上馬家溝組、石炭系太原組、二疊系山西組和下石盒子組4套氣層，其中下石盒子組是該氣田開發主力氣層。儲層巖性以含礫中粗粒石英砂巖和粗粒石英砂巖、砂巖為主，其次為中、細粒石英砂巖和砂巖，其平均孔隙度10.27%，平均滲透率1.36×10-3 μm2，原始地層壓力系數為0.85～0.9，屬于典型的低孔、低滲、低壓的非均質性油氣藏[2]。區內構造、斷裂不發育，總體為東北高、西南低的平緩單斜，平均坡降為6 m/km～9 m/km，地層傾角0.3°～0.6°，屬于上古生界石炭系—二疊系海陸交互相含煤碎屑巖含油氣體系[3]。

1 鉆井技術難點

（1）一開井眼大，地層可鉆性好，地層膠結差，易坍塌、易斜。

（2）二開直井段地層可鉆性好，易井斜。直羅組、安定組泥頁巖裂縫發育，易剝落掉塊；延安組含煤層，煤層抗拉強度和彈性模量小，受外部應力作用易垮，其次煤層裂縫中起膠結作用的黏土礦物吸水膨脹也會導致煤層的坍塌，進而引起上部泥巖段井壁失穩[3]。

（3）三開井段儲層石英含量高，砂巖致密，石英含量從33.6%到88%，平均為66.67%，研磨性強，影響鉆井時效；泥質含量高易泥包鉆頭。

2 鉆井技術應用

2.1 鉆頭優選鉆井參數優化

（1）二開斜井段鉆遇石千峰組、上盒子組、下盒子組地層，可鉆性較差，優選使用GM1605TXPDC鉆頭，機械鉆速11.19 m/h。參數：鉆壓40 KN～120KN，轉速43 rpm，排量30L/s，立壓16MPa。

（2）三開水平井段鉆遇目的層盒1段，巖性以砂巖石英砂巖為主，研磨性強，可鉆性差，優選使用M1653FCPDC鉆頭，該型號鉆頭切削齒密度適中、復合片硬度高，耐磨性強，排屑槽深，可有效防止鉆頭泥包，機械鉆速12.26 m/h。參數：鉆壓40 KN～120 KN，轉速43 rpm，排量16 L/s，立壓19 MPa。

2.2 井眼軌跡優化技術

在直井段施工中，嚴格采取“防斜打直”措施，充分發揮塔式鉆具組合和復合螺桿鉆具組合的優點，控制直井段井斜角、水平位移在設計要求的范圍之內。

在斜井段，即要保證造斜率的需要，又要控制合適的井眼曲率，為了能準確地進入A點，現場根據測出的每組數據制定出幾套著陸方案，優選出最合理的一種方案來進行下一步施工。采用復合鉆進和滑動鉆進相結合的鉆進方式，既可以大幅度地提高鉆井速度，又可以通過復合鉆進破壞巖屑床、確保井眼暢通。

2.3 鉆井液優化技術

（2）二開直井段主要鉆遇侏羅系、三疊系地層，巖性以砂巖、泥巖、砂泥巖互層為主。侏羅系直羅組泥頁巖易掉塊，加入0.2%～0.3%K-PAM、RHJ-1以及0.2%～0.3%K-PAN、0.3%～0.5%DS-302，提高鉆井液的包被抑制性；延長組砂礫巖層段易縮徑卡鉆，加入足量的封堵劑和潤滑劑，提高鉆井液的封堵性和潤滑性；劉家溝組地層易漏，鉆遇該地層50 m～100 m前加入2.0%～3.0%的復合封堵護壁材料，提高鉆井液的護壁封堵能力。

（4）三開水平段主要鉆遇下石盒子盒一段，巖性主要以砂巖及石英砂巖為主。加入0.2%～0.3%KPAM、DS-301提高鉆井液的包被性能；加入0.5%DS-302、K-PAN提高鉆井液的抑制性能；加入0.5%～1.0%KJ-2控制鉆井液的濾失量在5mL以內；在水平井段鉆遇泥巖時，及時補充K-PAN、DS-302、BLZ、KPAM，增強鉆井液的抑制性，同時補充QS-2和RHJ-1提高鉆井液封堵性，可以有效防止泥巖垮塌造成井下復雜。

3 施工效果

鉆頭及鉆井參數優選，提高了機械鉆速，縮短了鉆井周期

通過針對性的對鉆頭和鉆井參數的優選，大幅度提高了鉆井效率，加快了該井的施工進度，大幅減少了鉆井費用。一開優選使用的GS1905S鉆頭，機械鉆速50.5m/h，二開上部地層優選使用的ES1915MSEPDC鉆頭，機械鉆速21.58 m/h，三開井段鉆遇了大段的石英含量較高的砂巖井段，僅使用了2只M1653FCPDC鉆頭，單只鉆頭機械鉆速高達12.26 m/h，較該區目的層水平段平均使用3～4只PDC鉆頭，大大節約了鉆頭費用，減少了起下鉆時間。全井平均機械鉆速13.46 m/h，鉆井周期較設計提前21.12 d，周期縮短41.4%，刷新了該區的鉆井記錄。

4 結語

（1）鉆頭及鉆井參數優選、鉆具組合優化以及井眼軌跡優化技術的成功應用，提高了機械鉆速，縮短了鉆井周期，為該區的后續開發提供了豐富的經驗。

（2）鉆井液體系性能優化，確保了泥頁巖地層及煤層井段井壁穩定，大大降低了復雜情況發生的幾率，加快了鉆井速度。

[1]唐志軍．水平井鉆井技術在大牛地氣田的應用[J].石油鉆采工藝，2009，31（6）：40-43．

王從波，男，本科，中石化華北石油工程有限公司西部分公司,助理工程師