一口评价井复杂情况探讨 本文简介：
东北马林区块SW33P1井复杂情况探讨?1.地质和工程概况1.1地质概况SW33P1井是一口评价井，位于**省**市十屋马林屯，是中石化集团东北油气分公司所布署的一口水平井，在构造位置为松辽盆地东南隆起区**断陷西北部**次洼。设计井深3603.59m，主要目的层营城组。钻探目的是评价本区块水平井开
一口评价井复杂情况探讨 本文内容：
东北马林区块SW33P1井复杂情况探讨
?1.地质和工程概况
1.1地质概况
SW33P1井是一口评价井，位于**省**市十屋马林屯，是中石化集团东北油气分公司所布署的一口水平井，在构造位置为松辽盆地东南隆起区**断陷西北部**次洼。设计井深3603.59m，主要目的层营城组。钻探目的是评价本区块水平井开发的适应性。SW33P1井地层岩性特征见表1。
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表1SW33P1井地层岩性特征
地层
深度m
（底垂深）
层厚m
地层简述
第四系（Q）
30
30
灰黑、灰黄色表土层，砂砾层
**组
650
620
上部棕红色、灰绿色泥岩夹灰色粉砂岩；下部灰绿色泥岩与灰色粉砂岩、细砂岩不等厚互层
姚家组
820
170
棕、棕红色泥岩与浅灰色粉砂岩略等厚互层；局部夹浅灰色粉砂岩。
青山口组
930
110
上部棕红色、灰绿色泥岩夹灰色粉砂岩；下部灰绿色泥岩与灰色粉砂岩、细砂岩不等厚互层
泉头组
1810
880
棕、棕红色泥岩与浅灰色粉砂岩略等厚互层；局部夹浅灰色粉砂岩。
登娄库组
2050
240
上部暗紫、紫红色泥岩与灰色、灰褐色细砂岩不等厚互层；中下部深灰、黑色泥岩与灰黑、灰绿、褐色砂岩等厚—略等厚互层。地层剥蚀严重，只残留下部地层。与下伏白垩系下统营城组呈不整合接触。
营城组
2564.51
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灰色、深灰色泥岩夹灰色细砂岩、粉砂岩，局部夹含砾中砂岩。
(未穿)
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1.2工程概况
本井2011年11月9日开始搬迁，2011年11月20日17:00一开开钻，一开井深303.6m，2011年11月24日13:30二开，二开井深2758.34m，2012
年1月6日8：00三开，2012年1月18日3:00完钻，完钻井深3612m，2012年2月3日9:00完井，完井方式:压裂完井法；全井钻井周期58.42天，完井周期：74.67天，建井周期85.88天。该井井身结构见表2所示。
表2?
SW33P1井井身结构
开钻次序
钻头尺寸(mm)
井段(m)
套管外径(mm)
套管下深(m)
水泥返高(m)
一开
311.2
0-303.6
244.5
303.23
地面
二开
215.9
303.6-2758.34
177.8
2757.44
地面
三开
152.4
2758.34-3603.59
114.3
3585
?
2.
SW33P1井施工难点
根据本井在施工中时遇到的一些问题，简要地分析原因如下：
1、
井壁不稳定。由于第四系和**组成岩性差，胶结疏松，易井塌、井漏在嫩二段地层泥岩段较长，泥岩易吸水水化膨胀脱落，造浆性能强，极易泥包钻具和井塌。下部登娄库组地层，钻井液滤液进入泥页岩，引起地层吸水膨胀，强度下降，并产生高的膨胀压力，引起井壁附近泥页岩产生裂缝，地层剥蚀严重，易造成井塌；在钻井工程措施上，必须严格控制起下钻速度，避免形成过高的抽吸压力；环空返速要低，冲蚀井壁性差。
2、井眼清洁。由于井斜大、水平段长，给携砂带来困难。岩屑在上返过程中将沉向井壁的下侧，堆积起来，形成“岩屑床”。特别是在井斜角45°～60°的井段，已形成的岩屑床会沿井壁下侧向下滑动，形成严重的堆积，从而堵塞井眼，与钻具接触面积增大，活动钻具时扭矩和阻力增大，井眼轨迹易改变，使井斜变化加剧，造成摩阻急剧增加，极易造成沉砂卡钻。
3、
地层倾角大。受构造运动影响，地层倾角较大，并且地层硬度大，容易产生井斜超标造成钻具旋转时与井壁发生摩擦，使钻具偏磨严重，形成键槽，造成起下钻时磨阻增大，甚至发生键槽卡钻事故。
4、防卡难度大。由于水平段较长，井眼轨迹半径较小，造斜率有时达6°/30米以上，并且实钻地质情况复杂多变，油层深度与设计变化较大，井眼轨迹需要随地质情况变化进行调整，导致井眼不畅通。地层与钻具的接触面积及接触力加大，增加了粘附卡钻。
5、钻井液密度选择范围小，容易出现井漏和井塌。水平段长，地层破裂压力不变，而随着水平井段的增长，导致井内钻井液柱的激动压力和抽吸压力增大，易发生井漏和井塌。
6、研磨性高。全井段含砾岩比较严重，特别是在登娄库组、营城组尤为突出，研磨性高、跳钻严重，易发生钻具、钻头故障。
7、可钻性差。登娄库组及以下地层可钻性差，机械钻速低，制约钻井速度的提高。其次，地层多砂砾，对钻头选型影响大，牙轮钻头使用多，国产牙轮钻头使用寿命短，增加钻头使用成本高。
3.钻井技术施工情况
3.1直井段的控制
水平井的直井段与常规井直井段控制相同，但它的防斜打直比常规井更重要。如果直井段不直，会因为造斜点井斜和上部井段造成的位移影响下一步轨迹控制。特别是造斜点处的位移是侧向位移或负位移时，为达到设计要求，会造成在实际施工中更大的造斜率，造成下一步井身轨迹控制的困难。在直井段应尽量使井眼打直，为下部井身轨迹的控制、提高剖面符合率奠定良好基础。
本井采用的钻具组合：
一开12-1/4″井眼采用塔式钻具组合：12-1/4″钻头+7″钻铤*6根+6-1/4″钻铤*9根+5″加重钻杆+5″钻杆；
钻进过程中采用高转速，低钻压配合适当排量有效的控制了井斜（一开最大井斜0.1°）。钻井参数为：钻压30KN-40KN，转盘钻速100-120r/min，泵压6Mpa,泵量50-55L/S。并且采用自浮式单点测斜仪及时测斜。
二开8-1/2″井眼（井段300-1569.94m）通常采用钟摆钻具组合：8-1/2″钻头+7″钻铤*2根+Φ214mm稳定器+6-1/4″钻铤*9根+5″加重钻杆＋5″钻杆。钻井参数为钻压30KN-40KN，转盘钻速115-130r/min，泵压8-10Mpa,泵量35-40L/S，最大井斜（最大井斜3.05°/2146.95m），本区块地层软硬交错严重，倾角大导致不易控制井斜，给下步施工带来很大影响。
本井井斜的原因可能是因为地层交接面处钻井参数未调整好，钻进井段长测斜错过了最好时间。
在直井段每钻进50-100米测一次井斜、方位，发现井斜过大立即调整钻井参数来控制井斜，必要时使用定向手段进行纠斜。直井段钻完后用电子多点测量全井段的井斜、方位数据，计算造斜点的轨迹数据，以此为依据再次进行井眼轨迹设计。
操作上要注意。送钻要均匀，钻压不得忽高忽低，否则很容易造成井底钻头的侧向力变化导致井斜，正确处理好地层交接面；每打完一个单根，划眼一次，修整井壁；加强单、多点测斜，视测斜情况及时调整钻进参数；新钻头到底开始钻进时采取轻压吊打，再逐渐加到正常钻压，以防斜打直。
3.2定向段井眼轨迹控制
水平井井眼轨迹控制重点在定向增斜井段和水平段。轨迹控制要精心做好计算和设计方案，分析存在的可能误差，精确掌握造斜率，及时调整钻具组合，制定出可行的控制方案，考虑了以下几个关键因素：
（1）通常实钻造斜率低于设计造斜率，为防止因各种因素造成工具实钻造斜率低于其理论预测值，要按比理论值高10％～20％来选择工具。本井选用1.25°的单弯单扶螺杆，采用的钻具组合为：钻头+单弯单扶螺杆+无磁钻铤+加重钻杆＋钻杆。这样的钻具组合结构简单，可以通过更换不同角度的单扶螺杆动力钻具来改变钻具的造斜率，以达到设计要求。
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（2）在控制中，实钻造斜率若高于井身设计造斜率，把它降下来的办法有很多；若实钻造斜率低于井身设计造斜率，则不敢保证一定可以把下一段造斜率增上去。因此，一般造斜率选择先高后低。
（3）及时进行轨迹预测，作出调整措施，实现轨迹跟踪。通常实钻轨迹是一条弯曲的空间三维曲线，为一条相对于设计线上、下起伏的波浪线。现场控制时尽量做到：
①尽可能采用复合钻进。复合钻进与滑动钻进相比有如下显著优点：提高机械钻速；减少摩阻，易加钻压；破坏岩屑床，清洁井眼；保持井眼光滑。因此，在钻进中应尽量采用复合钻进，多开转盘，特别是水平段钻进。本井水平段复合进尺通常达到了水平段总进尺的
75％，转盘转速一般限制在45-
60rpm。
②坚持短起下。每钻进一段距离（如30～50m左右，尤其是对小井眼井段和定向、纠斜井段），应进行一次短程起下钻。
3.3钻井液润滑减摩与井眼净化
在水平井造斜段、直井段钻进过程中岩屑在环空中受重力作用下滑，逐渐堆积形成岩屑床。导致活动阻力增大，钻压不能全部传递至钻头，随着水平段的延伸，其破裂压力梯度逐渐降低，故与相同井段长度的直井相比，在静液压力相同，压力激动相当的条件下，水平井所允许的钻井液密度上限降低，这就会造成支撑地层的力相应减小，易产生坍塌。由于井眼的弯曲，钻具在其中总是靠着井壁的，与直井相比接触面积大大增加，极易导致粘卡等复杂事故。针对上述现场施工的种种问题和复杂，二开采用有聚合物防塌钻井液体系，解决了上部地层缩径，**组下部和青山口地层水敏性强极易垮塌问题。三开采用聚合物润滑防水锁钻井液体系，在造斜段和水平段钻进过程中取得了良好的效果。
一开采用预水化坂土浆+FT99，配浆80m3，加入纯碱160Kg，土粉6000kg，充分循环水化24小时后开钻。钻进过程中补充适当清水及药品，以防止第四系、青山口组上部地层坍塌，打完后充分循环带净砂子，配封闭液起钻，下表层套管顺利。
二开选用聚合物防塌润滑钻井液，配制新浆80m3，并加入纳土、纯碱、FT-99、HA树脂、SLD、CMC、铵盐、等药品，充分循环调整钻井液性能，达到设计要求后开钻，钻进过程中用上述药品配胶液进行维护，钻至井深1000米以后，及时加入降滤失剂，把滤失量控制在4.0ml以内，以防止上部底层坍塌，同时加入防塌剂以提高钻井液的防塌润滑能力，保持钻井液有较好的流动性和抑制能力，钻完二开进尺后，充分循环携砂，然后配封闭液起钻，电测后，下套管顺利。
三开采用聚合物润滑防水锁钻井液体系，三开前彻底清理循环系统，放掉部分老浆，保留100m3，地面配备80方坂土浆加入纯碱0.2T，烧碱0.5T，坂土7T水化24小时后与老浆混合加入大分子聚合物、聚丙烯树脂、中分子聚合物降失水剂、聚合醇、循环均匀后加重性能达到设计要求后开钻，钻井过程中，用上述药品配胶液进行维护钻井液性能，严格控制滤失量，保证聚合醇含量达到设计要求，使用固控设备，控制好含砂量、固相含量和坂土含量进入水平段后根据井下情况及时补充润滑剂，保证随钻的顺利进行，聚合醇聚磺钻井液抑制性强，防塌、润滑、抗高温能力较好，性能稳定，流动性好，满足了井下的需求，避免了井下复杂事故的发生，同时为了较好的保护油气层，在进入气层前50米我们严格控制钻井液密度，在井下不喷的情况下尽量降低钻井液密度，严格控制滤失量不超标，同时加入超细碳酸钙和油溶树脂对油气层进行保护。并且使用好固控设备，消除钻井液中的无用固相，较好的保护了油气层顺利完成三开。
4.施工中的几处亮点
4.1操作安全钻井技术
1、井眼轨迹控制方面，优选轨道设计，工具造斜率要准确预测，避免连续调整井斜方位，尽量减小全角变化率。井眼轨迹尽量圆滑，摩阻控制较好，有效预防了卡钻事故。
2、水平段钻进进尺30-50米进行一次短起下，改变岩屑沉积状态和位置，同时提高钻井液的屈服值，增强钻井液的携砂能力，达到减少岩屑床厚度，清洗井眼的目的，使井眼尽量平稳光滑。
3、在井眼轨迹允许的情况下，简化下部钻具组合，用加重钻杆替代部分钻铤；坚持定期倒换钻具。在满足井眼轨迹控制要求的前提下，尽量使用复合钻进方式，有效地破坏和清除岩屑床，保障井眼畅通和井下安全。
4、
钻进中避免长时间定位循环，循环时应避开**组和青山口组易坍塌井段循环，防止钻头水眼喷射井壁和压力激动导致井壁不稳定。起下钻时坚持搞好随起钻随灌浆工作，钻具起完必须灌满泥浆，保证液柱压力，同时控制起下钻速度，防止因抽吸压力造成井壁不稳，导致坍塌。
4.2润滑防卡技术
本井钻井液密度高，固相含量大，除使泥饼粘附性增大外，还会使泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻,这就要求泥浆有良好的润滑性能。在钻进过程中主要通过加强固相控制，改善泥饼质量，补充足量的润滑剂，以保证钻井液具有良好的润滑防卡性能。
(1)固相控制。为有效控制固相，保证泥浆中聚合物PAM含量充足，抑制钻屑水化分散，同时利用固控设备及时清除无用固相，三开振动筛筛布100目，保证除砂器、离心机使用率，尽量清除劣质固相，减少劣质固相在泥浆中分散的可能性。
(2)补充足量的润滑剂，改善泥饼质量。在固相控制的基础上，形成薄而致密的泥饼是提高钻井液润滑性的关键。随着钻进的进行，加入足量的降滤失剂、防塌剂等，降低泥浆滤失量，有效地减少泥饼厚度和渗透性，同时加聚合醇润滑剂和原油等材料的加量，改善泥饼的润滑性，起到降低摩阻的作用。
4.3完钻电测前安全技术
(1)、完钻前50-100m
开始调整钻井液性能为测井做准备。调整后性能：T：50-60s；YP/PV：0.4-O.5；θ1/θ10：2-4Pa/4-8Pa；其他性能达到设计要求。在完钻前50m左右向井浆中一次性加入1-2%润滑剂。
（2）、对井眼情况（扩、缩径情况，井眼轨迹情况等）做到充分了解以便采取对应措施。
（3）、完钻后进行大排量循环，循环周数以震动筛上清洁无砂为准。然后短程起下10-15柱钻柱观察井下摩阻情况，对遇阻位置反复提拉直至消除阻卡显示，最后下至井底大排量循环2-3周直至震动筛无返砂即起钻测井（起钻过程中严格控制起钻速度）。
（4）、本井存在
“大肚子”的井段，先用循环浆配制10m3左右粘度80s以上的稠塞携带岩屑,以最大限度保证井眼清洁,然后用循环浆配制20-40m3（具体量根据现场实际情况而定）粘度80s以上的稠浆对该井段进行封闭然后起钻进行测井作业。
5.认识
（1）聚合物防塌防水锁钻井液体系流变性能良好，抑制能力及抗温能力较强，应用该钻井液体系，采取合理密度、强化学抑制和强物理封堵等技术措施增强了钻井液的抑制防塌能力，较好地解决了该地区营城组地层井壁的严重失稳问题，基本上满足该区块安全钻进的需要。
（2）在钻遇极易水化、造浆严重的地层时，应增加聚合物的用量，聚合物与固控设备的配合使用有利于除去钻井液中劣质固相，对钻井液流变性能的稳定起着决定性的作用。
（3）上部地层井眼大，钻速快，岩屑多，必须解决好大井眼的净化问题，防止岩屑污染。因此要有足够的排量，加大环空返速，防止岩屑重复破碎。
（4）安全钻井是施工中的重中之重。施工中针对井下安全遇到的各种问题，制定合理措施，保持轨迹圆滑及钻井液润滑性能，最大限度降低摩阻是安全钻井的关键。
（5）、加强过程控制是打好水平井的重要环节。在水平井实施过程中，识别好施工各工序的作业风险；执行好相关作业标准、设计和技术方案；确保入井仪器与工具的正常使用、动力与固控设备的完好和良好的钻井液性能；加强施工动态的分析与管理；密切与施工各方的协作是打好水平井的重要环节。
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