- 相關推薦
栗1井基巖鉆井技術論文
摘要：栗1井是河南油田布署在泌陽凹陷南部陡坡帶的一口重點預探井，通過認真分析，針對性地采取一些新的技術措施，該井最終順利完鉆，并準確命中工程設計靶區，井身質量與固井質量合格率100％。
關鍵詞：栗1井基巖工程設計難點措施施工建議
1栗1井施工技術難點
1.1基巖井段因地層原因而使鉆井鉆速十分緩慢
栗1井基巖不僅層段長，而且埋藏深，位于2100-3500m，巖性大多屬于灰(白)色熒光大理巖及部分深灰色片巖，由于巖石堅硬致密、可鉆性差、研磨性強，所以造成基巖井段機械鉆速非常低。
1.2基巖井段鉆具磨損嚴重
基巖段因地層致密，研磨性極強，機械鉆速緩慢，而使鉆具磨損特別嚴重。盡管采用具有滑動軸承、金屬密封、特別保徑、掌背強化結構特點的鉆頭和高速馬達鉆頭，一定程度上提高了基巖段鉆頭壽命和機械鉆速，但鉆頭的磨損仍然嚴重，不但外徑平均磨損2～4mm，而且內、外排齒磨損也很嚴重，牙齒高度一般磨損2～4mm；同時鉆柱因振動而造成的“蹩跳鉆”，對鉆頭軸承磨損及牙齒磨損、掉牙齒、斷齒影響也特別大，使得所用鉆頭不得不硬性規定純鉆時間一般不得超過60h、淺層鉆進不得超過150m、深層鉆進不得超過80m，從而減少了鉆頭的正常使用壽命。
1.3基巖段鉆進易出現鉆具粘扣及斷損
究其原因主要是以下幾個方面造成：①鉆具在基巖地層鉆井時所受的復雜應力、交變應力和振動遠大于其它巖性的地層；②鉆具在長期工作中承受拉伸、壓縮、彎曲、扭切等復雜應力；③鉆具在彎曲的井眼中轉動，一方面以自身的軸線為中心進行旋轉，使鉆具靠井壁的一邊受拉力，離井壁的一邊受壓力，每旋轉一圈，拉壓應力交變一次，如此形成頻繁的交變應力，促使鉆具早期破壞；另一方面由于有強烈的鉆具共振，因此不能排除由于井眼彎曲引起的彎曲應力對鉆具造成的疲勞破壞；④鉆進時的跳鉆、蹩鉆，既使鉆具產生縱向振動，又使鉆具產生橫向振動，對受壓部分的鉆具破壞極為嚴重，所以在堅硬的基巖地層鉆進容易發生鉆鋌事故。
2采取的針對性技術措施
2.1優選鉆頭類型
通過分析鄰近基巖井返出的巖屑和所用鉆頭的實際使用情況（包括機械鉆速、牙齒的磨損和折斷、外徑的磨損、及軸承的磨損等），栗1井篩選出具有金屬密封、修邊齒、巴掌強化、高抗研磨性等特殊功能的江漢HJT537GK、HJT617GH系列鉆頭，螺桿鉆具選用MD537X鉆頭，且現場應用也取得良好的效果。
2.2優選鉆具組合和優化鉆進參數并推薦使用減震器
以往基巖井基巖層都比較薄，基巖段大都采用三扶剛性滿眼鉆具或光鉆鋌鉆具鉆進，此2種鉆具雖然強化了下部鉆具的剛度，但由于鉆挺加量一般比較多，遠超中和點，所以常發生刺、斷鉆具和粘卡事故。為此，栗1井鉆進長基巖段簡化了鉆具結構，采取雙扶正器或單扶正器鉆具（螺桿鉆具除外）。合理的鉆具組合和鉆井參數能有效降低鉆柱的振動幅度，可以達到防斷打快的目的，所以對鉆頭加壓和轉盤轉速應加以規定，以確保鉆柱通過調整鉆壓來實現不斷變換的中和點始終位于加重鉆桿上，防止鉆柱發生斷、刺、粘扣事故，現場主要采用低速重載的鉆井參數，即鉆壓18～22t、鉆速50～60rpm。另外，通過基巖層鉆井和研究發現，帶扶正器的鉆具使用減震器可有效降低鉆柱的振動強度，而且雙減震器比單減震器防震效果更好，同時得出減振器的最佳安放位置應該在距鉆頭9.8～47m處。
2.3使用含有耐磨帶的鉆桿和鑲有特殊硬質合金材料的扶正器
基巖鉆井對鉆具磨損比較嚴重，使用常規扶正器時，一幅新扶正器入井不長時間外徑磨損便可達3～5mm，更有甚者磨損量高達7～8mm，造成鉆具快速失效，這樣既不利于井身軌跡控制，又造成頻繁起鉆更換鉆具組合（或換新扶正器），同時為下步使用正常尺寸的扶正器帶來大段擴眼的復雜情況，而且會因操作不慎造成小井眼卡鉆風險。所以，為減少鉆具磨損，避免鉆具提前報廢，現場采用敷焊耐磨帶的高強度鉆桿和使用特殊硬質合金材料的扶正器。
2.4優選鉆井液體系
基巖鉆井所用鉆井液一般為低密度低固相聚合物磺化鉆井液體系，密度一般為1.07—1.13g/cm3、粘度45—60s。大段基巖在鉆進過程中要根據實際地層情況及時調整鉆井液性能；同時還要根據處理劑的消耗不斷持續的補充；而且有時還要根據實際需要添加其它處理劑，如發生漏失時加入單封、復合堵漏劑等。
3施工過程
3.1基巖段施工
進入基巖地層后，依據待鉆井眼軌跡設計，首先下入雙扶微增鉆具鉆進，鉆進至2406m時井斜7°、方位14°。鑒于井底方位偏大16°而且需要增斜，所以接下來下入1°螺桿鉆具，該鉆具鉆進至2494m，把井斜提至22.8°，方位調到254.15°。之后繼續下入雙扶微增鉆具，該鉆具除2686m取心6m外一直鉆進至2705m，把井斜提至25.9°，方位右漂到5°。鑒于井斜增加較慢，之后下入了雙扶強增鉆具，在鉆壓20t、轉盤轉速60rpm的工況下該鉆具鉆至2865m，把井斜提至31.7°，方位穩在5°。接下來重新下入雙扶微增鉆具，鉆至3139m時井斜增至32.8°，方位右漂到10.5°。接下來下入的雙扶微增鉆具鉆至3278m時曾發生漏失，通過加入單封、復合堵漏劑仍不能完全堵漏，最后只好采用邊漏邊鉆的方法下入光鉆鋌鉆具鉆進。整個基巖段鉆井液采用聚合物磺化鉆井液體系、屬于低密度聚合物混油防塌鉆井液配方，密度1.05—1.12g/cm3、粘度47—57s。
3.2側鉆施工
該井實際側鉆從2103m開始，選用1.25°單彎進行，側至2178m完全出新眼，此時井斜12.7°、方位24.15°。接著下入單扶穩斜鉆具鉆進，鉆進至2388m時井斜10°、方位23°。依據待鉆井眼軌跡設計，接下來需要下入0.75°螺桿鉆具增斜，該鉆具鉆進至2515m，把井斜提至17°，方位調到11.15°。之后下入另一種雙扶微增鉆具，該鉆具鉆過A靶（斜深2687m）一直鉆至2752m，把井斜提至24°，方位右漂到22°。鑒于井斜增加較慢、方位右漂太快，所以二次下入0.75°螺桿鉆具進行增斜和左扭方位，鉆至2823m時把井斜提至32.1°，方位左扭至6°。接著又下入上面的雙扶微增鉆具，該鉆具鉆至3055m，井斜增至34.85°、方位大致穩在10°。緊接著再次下入單扶穩斜鉆具，該鉆具鉆至3281m，此時井斜降至24°、方位右漂到23.85°，已接近B靶。余下（3281～3467m）井段采用光鉆鋌鉆具、光鉆桿鉆具鉆完。
4結論及建議
4.1用加重鉆桿代替部分鉆鋌，可防止鉆柱發生斷、刺事故。
4.2為避免強烈的振動，降低振動頻率以減小振動幅度，盡量采用低速重載的鉆井參數。
4.3應使用耐磨性鉆桿和鑲有特殊硬質合金材料的扶正器，以減少鉆具磨損，避免鉆具提前報廢。
4.4在能使用扶正器的情況下盡量使用扶正器，提高鉆柱抗屈曲的能力。
4.5使用加重鉆桿和無磁承壓鉆桿，并在鉆井液中加入足量潤滑劑，可降低摩阻、減少井下事故的發生。
4.6合理的實鉆剖面設計是鉆井成功的前提，而對待鉆井眼的準確預測則是其成功的關鍵。
【栗1井基巖鉆井技術論文】相關文章：
Bab-1井堵漏技術04-29
巨厚鹽巖層水平井鉆井技術04-30
石油工程技術鉆井技術研究論文04-27
定向鉆井技術在煤層氣垂直井施工中的應用04-27
地震勘探中的鉆井成井方法04-28
定向取心技術在松科1井中的應用04-29
鉆井液的技術管理研究分析論文04-28
樁古63井鉆井施工工藝04-29
標志-走近遼1井05-02