雙某塊儲(chǔ)氣庫(kù)鉆井提速措施研究與應(yīng)用

摘 要：雙某塊儲(chǔ)氣庫(kù)屬于遼河盆地西部凹陷雙臺(tái)子斷裂背斜，主要利用枯竭砂巖氣層為儲(chǔ)層，儲(chǔ)層滲透性好、孔隙壓力系數(shù)低，鉆井施工中帶來(lái)了更多井壁穩(wěn)定、防漏堵漏、潤(rùn)滑防卡等技術(shù)問(wèn)題。針對(duì)上述情況，該項(xiàng)研究開(kāi)展了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，鉆井參數(shù)優(yōu)選，PDC鉆頭及高效螺桿優(yōu)選，制定針對(duì)性技術(shù)措施，有效提升了井下故障預(yù)防和處理能力，采用“控時(shí)鉆進(jìn)+隨鉆堵漏的方式”施工，縮短鉆井周期，降低井下事故率。2021年完鉆9口井平均機(jī)械鉆速14.37，同比2020年提高18.6%;平均鉆井周期45.31天，同比縮短3.1%;平均事故復(fù)雜率1.40%，同比降低46.4%。研究形成的雙某塊儲(chǔ)氣庫(kù)鉆井提速技術(shù)，對(duì)本區(qū)塊水平井和定向井，提高鉆井速度、縮短鉆井周期、減少井下故障率、降低作業(yè)成本有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：鉆井提速;PDC鉆頭及高效螺桿;井眼軌跡控制;儲(chǔ)氣庫(kù)鉆井

1 區(qū)塊概況

雙某塊儲(chǔ)氣庫(kù)隸屬?lài)?guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，雙某塊構(gòu)造上位于遼河盆地西部凹陷雙臺(tái)子斷裂背斜的主體部位，構(gòu)造面積約15km2，雙6區(qū)塊主體由雙6、雙67兩個(gè)北東傾沒(méi)的斷鼻構(gòu)造組成，斷鼻形態(tài)較完整。自下而上發(fā)育沙河街、東營(yíng)和館陶三套地層，其中S1+S2是主要目的層，儲(chǔ)層埋深2300-2500米，巖性以淺灰色含礫砂巖、砂礫巖為主夾深灰色泥巖，目的層為枯竭氣藏。東營(yíng)組埋深1900-2000m，巖性以灰綠色、綠色泥巖為主，下部夾碳質(zhì)泥巖。

2 存在的鉆井技術(shù)難點(diǎn)

通過(guò)調(diào)研分析儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊鉆完井施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出的共性技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)為：

2.1鉆井井漏問(wèn)題突出

沙河街組、興隆臺(tái)油層，可鉆性和滲透性都較好，沙河街組巖性以淺灰色砂質(zhì)礫巖與含礫砂巖夾薄層深灰色泥巖組合，興隆臺(tái)油層巖性以含礫中粗砂巖、不等粒砂巖、礫狀砂巖為主。施工過(guò)程中易漏失（返出降低，甚至失返），因此施工難度很大。

2.2鉆頭選型和井身軌跡控制存在困難

鉆頭選型存在瓶頸，PDC鉆頭定向效果差，根據(jù)井身結(jié)構(gòu)，合理使用復(fù)合鉆頭+水力振蕩器組合，提高鉆井效率。井身軌跡控制困難，同時(shí)五段制設(shè)計(jì)增多、井身軌跡復(fù)雜等條件影響，因此儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊定向井、水平井定向段摩阻扭矩大，托壓嚴(yán)重，施工困難日趨顯現(xiàn)。

2.3井下故障率高

由于地層巖性復(fù)雜、裂縫發(fā)育等因素，導(dǎo)致深井井漏、井塌劃眼問(wèn)題嚴(yán)重;水平井鉆井液潤(rùn)滑性差、摩阻大，處理劑降解快，鉆井液粘切不易控制，井眼清潔能力低;井設(shè)計(jì)井身軌跡復(fù)雜、裸眼段長(zhǎng)、不同地層壓力體系并存，造成軌跡控制難度大、井壁穩(wěn)定和井眼凈化困難、摩阻大等問(wèn)題，也直接導(dǎo)致儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊施工井難度大。

2.4完井工序復(fù)雜

由于儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊井型特殊，對(duì)完井工藝要求較高，要高固井質(zhì)量、要有效的套管封隔、要高質(zhì)量的井眼保護(hù)、要高質(zhì)量的套管頭（使用芯軸懸掛式密封裝置）密封等問(wèn)題。因此完井期間，各個(gè)施工工序必須銜接有序，安全連貫。

3鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1鉆頭及高效螺桿優(yōu)選和防漏措施

復(fù)合鉆頭及高效螺桿+水力振蕩器組合使用，鉆頭性能綜合防震設(shè)計(jì)提高鉆頭工作平穩(wěn)性，使用高強(qiáng)度耐磨切削齒+異形齒，提高鉆頭穿夾層能力，螺桿優(yōu)選為深井、超深井等超硬地層設(shè)計(jì)的新型螺桿，轉(zhuǎn)速可達(dá)400-1000rpm，降低循環(huán)壓耗、提高排量及，提升鉆進(jìn)效率。在施工中總結(jié)出防漏的有效措施，采用控時(shí)鉆進(jìn)+降低排量+加入隨鉆堵漏劑相結(jié)合的方式鉆進(jìn)[1]。

3.2井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化和井眼軌跡控制

井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，表層套管下深由原設(shè)計(jì)封館陶組變?yōu)榉獾綎|營(yíng)組上部易漏砂礫巖地層。二開(kāi)中完蓋層底以上10m中完，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層專(zhuān)打。井眼軌跡控制技術(shù)主要通過(guò)將造斜點(diǎn)下移、雙靶點(diǎn)斜穿入靶降低降斜段曲率等手段優(yōu)化軌跡，對(duì)下部降斜段施工困難的井段，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)控制井眼軌跡，解決下部井段定向托壓?jiǎn)栴}[2]。

3.3制定預(yù)防井下故障的應(yīng)對(duì)措施

分析鄰井鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，有針對(duì)性的制定本井技術(shù)措施，有效預(yù)防井下故障。應(yīng)用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)多元化、效率更高。分析本井的地層特征、構(gòu)造特征、儲(chǔ)層特征及斷層發(fā)育情況等地質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)已完鉆井在建井工程中的異常情況數(shù)據(jù)，制定更有針對(duì)性的技術(shù)措施，有效預(yù)防事故發(fā)生。

3.4優(yōu)化設(shè)計(jì)完井作業(yè)工序

完井施工中，提前做好地層承壓工作，調(diào)整好泥漿性能;合理布放套管扶正器，下套管期間各相關(guān)方做好配合工作，確保施工連續(xù);開(kāi)泵時(shí)，控制好開(kāi)泵排量，避免造成憋堵，循環(huán)順暢后，固井施工期間保證各步驟連續(xù);做好測(cè)聲幅及特殊附件鉆穿（合理選用鉆頭和磨鞋）工作。根據(jù)地層情況，可采用自制引鞋（鴨嘴型自制引鞋，水眼保護(hù)井壁設(shè)計(jì)）+篩管串+變徑短節(jié)+套管串+盲板+套管1根+管外封隔器+套管1根+管外封隔器+分級(jí)箍+套管串+帶回接桶懸掛器[3]。

4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2021年以來(lái)儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊區(qū)塊共施工完成12口井其中9口完井，完井總進(jìn)尺*m。平均井深*m，平均機(jī)械鉆速14.37，同比2020年提高18.6%;平均鉆井周期45.31天，同比縮短3.1%;平均建井周期75.03天，同比縮短3.9%;平均事故復(fù)雜率1.40%，同比降低46.4%。

5結(jié)論和建議

研究形成的儲(chǔ)氣庫(kù)區(qū)塊鉆井提速提效技術(shù)，對(duì)本區(qū)塊水平井和定向井，提高鉆井速度、縮短鉆井周期、減少井下故障率、降低作業(yè)成本、有著十分重要的意義。尤其儲(chǔ)氣庫(kù)工程作為國(guó)家項(xiàng)目，是在供氣淡季使用集輸管線，將的多余天然氣注入地下存儲(chǔ)起來(lái)，其特點(diǎn)是儲(chǔ)存量大，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，調(diào)峰范圍廣;在用氣高峰時(shí)將天然氣調(diào)出來(lái)，用以補(bǔ)充管線供氣不足，實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源調(diào)配，目前投用的儲(chǔ)氣庫(kù)總數(shù)達(dá)到23座，調(diào)峰能力快速增加，占到全國(guó)調(diào)峰能力的95%以上，具有重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏斯壯.鉆井工程中井漏預(yù)防與堵漏技術(shù)的應(yīng)用 [J].化工管理.2019（35）

[2]曾勇.井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)江大學(xué).2012

[3]李沁周，劉夕僑.瀘203井完井技術(shù)分析與認(rèn)識(shí) [J].化工管理.2019（33）

作者簡(jiǎn)介：

石鵬（1985-），男，工程師，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專(zhuān)業(yè)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)工作于中國(guó)石油遼河油田公司鉆采工程技術(shù)部，從事石油鉆井管理工作。