高廟子沙溪廟組水平井技術方案

高廟子沙溪廟組

水平井技術方案

四川鉆井分公司

技術管理部

尊敬的各位領導、同事：大家好！根據(jù)統(tǒng)計，高廟子構(gòu)造施工的水平井，多數(shù)井鉆井周期超設計，為達到提速提效目的，在統(tǒng)計分析已鉆井資料的基礎上，編寫了《高廟子沙溪廟組水平井技術方案》。下面，我將方案內(nèi)容向大家進行匯報。地質(zhì)特征1鉆頭選型2鉆具組合3技術措施4工期預測5結(jié)論建議6匯報提綱一、地質(zhì)特征—構(gòu)造特征高廟子構(gòu)造位于川西坳陷中段孝泉-新場-合興場-豐谷大型隆起帶的東端，存在較復雜的結(jié)構(gòu)應力，易發(fā)生力學失穩(wěn)。一、地質(zhì)特征—井壁穩(wěn)定剖面特征坍塌壓力自上而下呈低－增高－高變化趨勢，在沙溪廟組－須五段相對較高；泥巖坍塌壓力平均高于砂巖。上沙溪廟組砂泥巖坍塌壓力及破裂壓力統(tǒng)計圖

一、地質(zhì)特征—巖性特征地層垂深巖性特征施工難點劍門關組497硬脆性特征：蓬萊鎮(zhèn)、遂寧組、沙溪廟組泥巖以伊蒙混層、伊利石為主，膨脹系數(shù)不一致，受力不均，導致結(jié)構(gòu)破壞，泥巖碎裂分散，誘發(fā)井壁失穩(wěn)。裂隙發(fā)育：蓬萊鎮(zhèn)組、沙溪廟組地層裂隙發(fā)育，一方面提供了滲流通道，另一方面增強了毛細管力作用，進一步促進了滲透水化，降低了井壁巖石的強度。井眼凈化困難，起下鉆遇阻頻繁上沙、下沙交界面井壁穩(wěn)定性差下沙研磨性強，可鉆性差裸眼井段長，易形成巖屑床砂體均質(zhì)性差，水平段軌跡控制困難。蓬萊鎮(zhèn)組1472遂寧組2036上沙溪廟組2803下沙溪廟組2877（未穿）一、地質(zhì)特征—施工概況井號導管一開二開鉆井周期/天平均鉆速/m/h純鉆率/%鉆進及中完/天鉆速/m/h鉆進/天中完/天鉆速/m/h鉆進/天鉆速/m/h高廟33-4HF7.673.3412.926.719.6740.083.5367.374.9948.24高廟33-7HF7.093.4223.865.936.0236.022.9972.94.1753.35高廟33-10HF5.027.1618.926.689.0134.924.0265.646.0841.93高廟33-11HF5.715.8815.698.18.8646.222.5575.724.547.73高廟33-12HF4.955.8520.366.896.9630.492.9462.694.7751.69高廟33-13HF直導眼，取心5.114.612.656.0211.5343.773.5967.575.5546.48高廟33-14HF5.217.2316.297.339.8818.255.8147.087.6144.29地質(zhì)特征1鉆頭選型2鉆具組合3技術措施4工期預測5結(jié)論建議6匯報提綱二、鉆頭選型—優(yōu)選思路統(tǒng)計各井鉆頭資料計算不同類型鉆頭

平均進尺和平均鉆速綜合考慮最高平均進尺和最高平均鉆速優(yōu)選最優(yōu)鉆頭二、鉆頭選型—Φ444.5mm井眼鉆頭型號只數(shù)總進尺m平均進尺m平均鉆速m/hSJT517GK11021023.34SJT437GK3602200.675.02ABS1605C23061538.57二、鉆頭選型-Φ444.5mm井眼保瑞特ABS1605C153m平均進尺五刀翼刀翼8.57m/h平均鉆速19mm切削齒二、鉆頭選型-Φ311.15mm井眼鉆頭型號只數(shù)總進尺m平均進尺m平均鉆速m/h億斯達ES1955E/S323132132111保瑞特ABS1605C810903.71362.969.9保瑞特ABS1605F119719716.42深遠DFS1904G/S221135735710.5江鉆KS1952SGR11653.21653.27.8銳石SKH519S1200120018.47銳石SKH516S1337.71337.712.78川克CKS60512055205511.53二、鉆頭選型-Φ311.15mm井眼川克CKS6052055m平均進尺五刀翼刀翼11.53m/h平均鉆速19mm；新型專利齒，提高了抗沖擊和抗研磨能力切削齒二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼直井段

Φ215.9mm井眼直井段非常短，通常只有100-200m，多數(shù)采用舊PDC鉆頭掃穿水泥塞，鉆進至造斜點附近起鉆，不具體分析。二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼造斜段鉆頭型號只數(shù)總進尺m平均進尺m平均鉆速m/h江鉆KSD1652AGR52427.31485.463.21保瑞特ABS1605F1232.61232.611.26銳石SKH516S1591.91591.912.30二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼造斜段江鉆KSD1652AGR485.46m平均進尺五刀翼刀翼3.21m/h平均鉆速短保徑，有利于提高造斜率特點二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼水平段下沙水平段地層研磨性強，高廟33-7HF鉆頭外徑磨至165mm。鉆頭型號只數(shù)總進尺m平均進尺m平均鉆速m/h江鉆KSD1652AGR51669.81339.964.45保瑞特ATS1605D23101552.61保瑞特AT1515T2325.41162.713.50億斯達ES1655D2442.47221.241.59銳石MDSI5161238.18238.181.98川石SP1935L1158.53158.534.28保瑞特AT1405T1230.36230.362.57江漢KMH1623DAR1158.56158.563.96慧靈豐HS516315105105.22保瑞特ATS1505D1777.87777.878.63鉆速受軌跡控制影響大，特別是滑動糾斜、吊打降斜嚴重影響鉆速。二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼水平段二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼水平段首選：保瑞特ATS1505D鉆具組合優(yōu)化得當，全程復合鉆進777.87m平均進尺五刀翼刀翼8.63m/h平均鉆速16mm切屑齒二、鉆頭選型-Φ215.9mm井眼水平段備選：慧靈豐HS5163510m平均進尺五刀翼刀翼5.22m/h平均鉆速16mm錐齒設計表面堆焊硬質(zhì)合金，抗研磨性強切屑齒二、鉆頭選型導管：保瑞特ABS1605C一開：川克CKS605二開造斜段：江鉆KSD1652AGR二開水平段：保瑞特ATS1505D慧靈豐HS5163地質(zhì)特征1鉆頭選型2鉆具組合3技術措施4工期預測5結(jié)論建議6匯報提綱三、鉆具組合-Φ311.15mm井眼塔式鉆具組合鉆速提高22%進尺提高31%統(tǒng)計分析井斜1°以內(nèi)螺桿三、鉆具組合-Φ311.15mm井眼使用螺桿效果對比是否使用螺桿鉆頭型號只數(shù)總進尺m平均進尺m平均鉆速m/h是ABS1605C34797.41599.1311.10否ABS1605C56106.31221.269.12三、鉆具組合-Φ311.15mm井眼塔式鉆具組合單彎螺桿形成大井眼有利于起下鉆和下套管鉆具組合優(yōu)化Φ139.7mm鉆桿0.75°螺桿鉆具組合：

φ311.15mmPDC鉆頭+φ244mm-0.75°螺桿（不帶扶正塊）+回壓閥+φ203.2mm鉆鋌1根+Φ308mm扶正器……。三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼直井段存在問題：個別井因附件清掃不干凈，造成鉆頭損壞。引鞋碎塊三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼直井段低轉(zhuǎn)速低鉆壓鉆具組合優(yōu)化技術人員到場指導隨鉆打撈杯

鉆具組合：Φ215.9mmPDC+隨鉆打撈杯+回壓閥+Φ177.8mm鉆鋌……。三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼造斜段加重鉆桿數(shù)量統(tǒng)計分析造斜率18-25°Φ165mm-1.5°螺桿中原：30根川鉆：60根三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼造斜段優(yōu)點文獻推薦成功案例兄弟單位減少加重數(shù)量中原多口井造斜只使用了30根加重，施工順利高廟33-13HF使用45根加重鉆桿完成一趟鉆造斜。文獻資料推薦使用30根加重減少循環(huán)壓耗，提高施工排量三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼造斜段加重10-15柱鉆具組合優(yōu)化直井段Φ139.7mm鉆桿Φ165mm-1.5°螺桿鉆具組合：φ215.9mmPDC+Φ165-1.5°螺桿+回壓閥+Φ165mm無磁鉆鋌+MWD+Φ127mm加重鉆桿×30-45根……三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼造斜段造斜段軌跡控制復合鉆井時多數(shù)井眼右漂，入靶時選擇左側(cè)，為水平段方位右漂預留空間；砂體較厚，選中下靶入靶，為高鉆壓快速鉆進預留空間。先使用“高造斜率”，為著陸或找砂體創(chuàng)造條件。早扭方位：井深增加地層變硬，方位調(diào)整越晚，狗腿嚴重度越大，調(diào)整工作越困難造斜率方位著陸點三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼水平段地層均質(zhì)性差統(tǒng)計分析尾扶Φ172mm-1.25°螺桿三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼水平段2段1段上圖1段，砂巖特性差，鉆時慢，容易增斜；第2段砂體疏松，鉆時快，容易降斜入井前通過錄井了解清楚預鉆井段砂體物性，據(jù)此調(diào)整鉆具組合，而不是通過已鉆井段的趨勢來調(diào)整鉆具組合，不然會滯后，達不到預期效果。對策三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼水平段尾扶鉆具組合優(yōu)化直井段使用Φ139.7mm鉆桿Φ175mm-1.25°螺桿鉆具組合：Φ215.9mmPDC+Φ172mm1.25°單彎螺桿（螺扶外徑208-210mm）+Φ扶正器（外徑根據(jù)砂體物性調(diào)整）+………外徑根據(jù)砂體物性調(diào)整螺扶外徑208-210mm，減少風險，方便選擇尾扶。三、鉆具組合-Φ215.9mm井眼水平段水平段軌跡控制如果下入微增組合，需要降斜時，只能吊打控斜，影響鉆速；微降組合需要增斜時，可以通過加大鉆壓來增斜，有利于提高鉆速。入靶位置要在左側(cè)，水平段前半期盡量都在左側(cè)；距靶框邊在0.5m以上。通過復合鉆進調(diào)整軌跡，減少定向段；每次糾斜不要超過3m，井斜變化在0.5°以內(nèi)為宜；必要時更換鉆具組合，避免后期扭矩、摩阻大留余地少扣斜微降組合三、鉆具組合一開鉆具組合：

φ311.15mmPDC鉆頭+φ244mm-0.75°螺桿（不帶扶正塊）+回壓閥+φ203.2mm鉆鋌1根+Φ308mm扶正器……。二開直井段鉆具組合：Φ215.9mmPDC+隨鉆打撈杯+回壓閥+Φ177.8mm鉆鋌……。二開造斜鉆具組合：φ215.9mmPDC+Φ165-1.5°螺桿+回壓閥+Φ165mm無磁鉆鋌+MWD+Φ127mm加重鉆桿×30-45根……二開水平段鉆具組合：Φ215.9mmPDC+Φ172mm1.25°單彎螺桿（螺扶外徑208-210mm）+Φ扶正器（外徑根據(jù)砂體物性調(diào)整）+………地質(zhì)特征1鉆頭選型2鉆具組合3技術措施4工期預測5結(jié)論建議6匯報提綱四、技術措施井眼凈化困難上下沙交界穩(wěn)定差施工難點上下沙交界面失穩(wěn)二開易形成巖屑床砂體均質(zhì)性差下沙研磨性強井眼凈化困難鉆頭選型優(yōu)化鉆具組合優(yōu)化四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施序號井號井眼遇阻井段耗時/h處理情況1高廟33-7HF311.2

84.17一開鉆井期間短程起下鉆6趟次，長起下鉆1趟次，每次起下鉆均遇阻，循環(huán)劃眼返出泥餅。共計耗時84.17h2高廟109311.2

49.44井壁失穩(wěn)造成起下鉆多次遇阻3高廟33-10HF311.2204213150.52131m起鉆換鉆頭，多數(shù)井段遇阻，采取倒劃方式起鉆，循環(huán)返出大量泥團，起出扶正器上包有少量泥皮。

19.45短起多數(shù)井段遇阻，倒劃方式起至老井眼，下鉆到底后大排量循環(huán)，返出大量泥團及少量掉塊。4高廟33-11HF311.2

826月10日7:30-6月13日17:30因蓬萊鎮(zhèn)井壁垮塌，下套管前增加一趟專項通井，耗時82h5高廟33-12HF311.250010314下鉆遇阻，返出泥餅、巖屑及掉塊。65010973.5起鉆遇阻，倒劃眼，返出泥餅、巖屑及掉塊。46010976.5下鉆遇阻，劃眼，返出泥餅、巖屑及掉塊。合計299.562015年高廟子施工井共5井次在一開起下鉆發(fā)生遇阻，增加工作量12.48天，平均每井增加2.5天。四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施軟遇阻遇阻特點返出泥團和細巖屑軟遇阻鉆頭、扶正器被泥團包裹根本原因：井眼清潔不夠四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施軟遇阻地層井身結(jié)構(gòu)泥漿體系文本文本文本大段泥巖吸水膨脹?？煦@時成本控制井身結(jié)構(gòu)地層原因分析泥漿體系井眼尺寸大，環(huán)空返速低；裸眼段長2000m左右。快鉆時1-2min/m，巖屑濃度高，不能及時返出，吸附井壁上形成假泥餅。鉀鈣基鉆井液結(jié)構(gòu)強，流變性不足，泥餅普遍虛厚，不利于井眼清潔。甲方為控制成本，設計未計劃封堵和潤滑等材料。分包方為控制成本，施工中不及時加入相關處理劑，鉆井液性能調(diào)整滯后四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施地層井身結(jié)構(gòu)泥漿體系文本文本文本增加潤滑清除吸附減輕水化控制固相凈化措施加強沖刷四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施振動篩1、控制固相含量除砂除泥器離心機石灰水性能監(jiān)測其他盡可能選用較細篩布，篩面過流面積保持在75～80%循環(huán)量占總量的80%以上，底流密度和進液密度的差值大于0.2每天循環(huán)2個循環(huán)周振動篩前加每1h監(jiān)測一次漏斗粘度和密度，異常上升，及時要求處理定期清理沉砂罐，少用老漿，多做配伍實驗四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施濾失量2、減輕泥巖水化膨脹泥餅抑制封堵蓬萊鎮(zhèn)-4ml，沙溪廟組-3ml，出第一滴濾液時間不少于60秒。泥餅厚度不得超過1mm，能對折。K+達到20000mg/l以上；監(jiān)督泥漿方加入多軟化點瀝青類封堵材料、納米乳液等材料四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施排量3、增強對井壁的沖刷能力鉆具流變性盡可能最大排量，50l/s以上，不得單泵鉆進。使用Φ139.7mm雙臺階鉆桿，以增大環(huán)空返速.鉆井液保持良好流變性，動塑比不得小于0.45。四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施劃眼4、及時清除井壁吸附巖屑短起增加長短起井壁修整加單根（立柱）前劃眼2次以上。每鉆進500m或相隔48小時，短程起下鉆一次。1000-1500m井段增加一次長短起，起至上層套管內(nèi)。加入欠尺寸扶正器，短程起下鉆時以加強對井壁的修整作用。四、技術措施-Φ311.15mm井眼凈化措施設計情況5、加強鉆井液潤滑性能實際情況下步要求鉆井液潤滑性能沒有做具體要求，未設計潤滑材料。因是直井段，忽視了滑性能，造成鉆頭和扶正器泥包。必須加入潤滑劑，避免泥包，同時增加巖屑吸附在井壁的難度。高廟33-7HF、高廟33-12HF井等井在此井段發(fā)生卡鉆。頂界深度m底界深度m厚度m巖性名稱286228708泥質(zhì)粉砂巖2870288414泥巖288428862粉砂巖288628904泥巖289028966泥質(zhì)粉砂巖289628982泥巖289829046細粒巖屑砂巖290429062粉砂質(zhì)泥巖四、技術措施-上沙、下沙交界面防卡措施大斜度井段巖性質(zhì)硬砂泥巖互層原因四、技術措施-上沙、下沙交界面防卡措施強化防塌封堵復配使用多種封堵劑；優(yōu)化鉆井液封堵材料粒徑復配；高效防塌材料:FT-342/FGL加量3-4%;強化操作斜井段起鉆時，鉆具走上井壁，扶正器易碰到臺階受阻，劃眼要以“點劃”為主，即提一點，撥動幾圈，待懸重恢復后，再提一點，再撥動幾圈。強化扶正器劃眼功能螺扶、尾扶均要有劃眼齒，遇阻時能破碎巖屑和臺階。技術措施配備頂驅(qū)，提高處理復雜情況能力。井眼軌跡復雜巖屑床形成原因施工排量受限裸眼段長直井段、造斜段、水平段在同一裸眼段。二開裸眼段基本在1500m左右四、技術措施-預防巖屑床措施深井段循環(huán)壓耗高，施工排量小。四、技術措施-預防巖屑床措施專項通井簡化鉆具提高轉(zhuǎn)速控時鉆進強化短起增加攜巖能力技術措施減少加重鉆桿等水眼小的鉆具數(shù)量，以提高鉆井排量1.25°螺桿復合鉆進，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速要大于50r/min；1°螺桿復合鉆進，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速要大于55r/min；鉆時控制在6min/m以上。根據(jù)已施工井統(tǒng)計，單根鉆時小于6min/m，上提摩阻會明顯增大。每鉆進100-150m，采取循環(huán)劃眼方式短程起下鉆200-300m；提高鉆井液動切力，增強攜巖能力，減緩巖屑的徑向沉積，保持動塑比在0.45以上；詳細記錄起下鉆摩阻、鉆進扭矩情況，增大時進行專項通井。地質(zhì)特征1鉆頭選型2鉆具組合3技術措施4工期預測5結(jié)論建議6匯報提綱五、工期預測鉆頭鉆速純鉆時間鉆井周期平均純鉆率單井純鉆率工期預測思路五、工期預測導管：優(yōu)選保瑞特ABS1605C

鉆速8.57m/h

純鉆時間23.57h一開：優(yōu)選川克CKS605

鉆速11.53m/h

純鉆時間190.81h二開直井段：取設計鉆速7m/h

純鉆時間21.14h二開造斜段：優(yōu)選江鉆KSD1652AGR

鉆速3.21m/h

純鉆時間167.91h二開水平段：優(yōu)選保瑞特ATS1505D

鉆速8.63m/h

純鉆時間90.15h合計純鉆時間：493.58h，平均鉆速7.83m/h五、工期預測井號純鉆率井號純鉆率高廟33-4HF48.24%高廟33-13HF46.48%高廟33-11HF47.73%高廟33-10HF41.93%高廟33-14HF44.29%高廟33-12HF51.69%平均純鉆率：46.72%五、工期預測純鉆493.58h平均純鉆率46.72%鉆井周期44.02天預測：純鉆493.58h，平均鉆速7.83m/h，純鉆率46.72%，鉆井周期44.02天設計：純鉆640.45h，平均鉆速6.04m/h，純鉆率42.36%，鉆井周期63.00天周期縮短18.98天，縮短率30.13%高廟33-14HF鉆