阿爾區(qū)塊整體提速的研究與應(yīng)用.doc

2010年度科技成果 驗(yàn) 收 材 料阿爾區(qū)塊整體提速的研究與應(yīng)用編 寫 人： 王守厚 渤海鉆探鉆二工程技術(shù)服務(wù)中心 2010年11月- 6 -目 錄一、概述1二、阿爾區(qū)塊技術(shù)難點(diǎn)及解決方案1（一）阿爾區(qū)塊技術(shù)難點(diǎn)1（二）阿爾區(qū)塊解決方案2三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3（一）阿爾斷塊生產(chǎn)井及探井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況3（二）阿爾斷塊生產(chǎn)井及探井井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果4四、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益5（一）經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算5（二）社會(huì)效益5五、成果及認(rèn)識(shí)5一、概述：2010年，我們第二鉆井分公司的市場(chǎng)格局發(fā)生了巨大的變化，喪失了外蒙市場(chǎng)，使分公司本就嚴(yán)峻的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)更加雪上加霜。 為了提高我們二連項(xiàng)目部的經(jīng)濟(jì)效益，也為了完成渤鉆要求機(jī)械鉆速提高5%的目標(biāo)，我們對(duì)今年的主力區(qū)塊即阿爾區(qū)塊進(jìn)行了深入的分析，總結(jié)，并根據(jù)阿爾區(qū)塊的地層特點(diǎn)，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，使阿爾區(qū)塊整體的機(jī)械鉆速得到了顯著提高。二、阿爾區(qū)塊技術(shù)難點(diǎn)及解決方案（一）、阿爾區(qū)塊技術(shù)難點(diǎn)1、阿爾區(qū)塊由北向南的發(fā)育規(guī)律是：北部（如阿爾7井）上部100米左右為泥巖，下部為大段的砂礫巖和泥巖不等厚互層。由北向南，上部的泥巖逐漸增厚，砂礫巖逐漸變細(xì)，到阿爾3、阿爾4、阿爾2斷塊，賽漢組（100-950米）上段300-400米為軟泥巖，下段為深灰色泥巖，與灰色粉砂巖呈不等厚互層，底部見含礫砂巖。騰二段（950-1500米）巖性為灰色含礫砂巖、粉砂巖與深灰色泥巖呈不等厚略等厚互層。騰一段（1500米-阿爾善組）上段為灰色粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與深灰色泥巖呈略等厚互層；中段為灰色砂礫巖與深灰色泥巖呈等厚互層，下段為大段深灰色泥巖，底部為灰色砂礫巖與深灰色泥巖呈等厚互層。阿爾善組為泥巖與砂巖不等厚互層。2、阿爾區(qū)塊地層傾角普遍較大，地層傾角一般在1040左右，下部最大達(dá)60多度。在進(jìn)入騰二段，泥巖和砂礫巖互層，地層的造斜力逐步增強(qiáng)，易井斜，且方位變化較小，位移和井斜控制難度大。 3、阿爾區(qū)塊各段塊圈閉面積較小，斷層較多，井間距離一般在200-300米，地層傾角變化較大，各井的井斜和方位表現(xiàn)為各向異性，缺少規(guī)律性，難以形成互相借鑒。這就使得鉆頭的選型和參數(shù)的優(yōu)化更加困難。4、阿爾區(qū)塊所鉆地層均為白堊系地層，自上而下地層中存在大量的砂礫巖，且砂礫巖的粒徑較大，有些構(gòu)造的地層是泥巖含礫和礫石夾層，地層不均質(zhì)性比較強(qiáng)。5、阿爾2、阿爾3、阿爾4斷塊在100400米左右是較軟的泥巖地層，可鉆性好，機(jī)械鉆速快，但是巖削容易粘連，形成大塊的泥餅，造成堵喇叭口或高架槽，因此被迫降低鉆井速度。6、在井深超過(guò)1200米后，進(jìn)行降斜反扣時(shí)，容易產(chǎn)生托壓現(xiàn)象，造成反扣速度慢，影響整體機(jī)械鉆速。7、近幾年甲方對(duì)鉆井工程質(zhì)量要求越來(lái)越高，特別是對(duì)直井的井底位移和定向井的靶半徑基本都是按照優(yōu)質(zhì)井要求，一般規(guī)定井斜在2000米不大于3，井底位移1000米以內(nèi)不大于15米，1500米以內(nèi)不大于20米，2000米以內(nèi)不大于25米。全角變化率的考核十分嚴(yán)格，直井和定向井的上直段全角變化率連續(xù)3點(diǎn)不能超過(guò)1.25/25m，直井的單點(diǎn)（最大全角變化率）和定向井定向后全角變化率不得大于3.8/25m。對(duì)于在二連油田這樣難以控制井斜的地層中進(jìn)行鉆井施工，控制起來(lái)是相當(dāng)困難的，給強(qiáng)化鉆井參數(shù)，提高機(jī)械鉆速帶來(lái)了相當(dāng)大的難度，嚴(yán)重制約著鉆井提速。（二）、阿爾區(qū)塊解決方案通過(guò)對(duì)2009年在阿爾地區(qū)鉆井資料的分析，又結(jié)合2010年鉆井上半年的鉆井實(shí)踐，總結(jié)出了阿爾地區(qū)的提速具體技術(shù)措施。1、一開選用銑齒鉆頭，鉆進(jìn)過(guò)程中在鉆頭上安裝小直徑的不等徑噴嘴或者加長(zhǎng)噴嘴，從而獲得較高泵壓，達(dá)到提高機(jī)械鉆速的功效。今年一開平均周期大大縮短了。2、井場(chǎng)布置與鉆井設(shè)備安裝在滿足井控要求的前提下，在擺放泥漿罐基礎(chǔ)時(shí)，要增大出水管和泥漿管的落差，防止由于坡度小而容易堵出水管。3、鉆具組合的選擇 二開為了提速和保證井身質(zhì)量采用PDC+螺桿的復(fù)合鉆井技術(shù)，鉆具結(jié)構(gòu)為：215.6mm鉆頭+172mm 1度單彎+159mm無(wú)磁鉆鋌1根+214mm螺扶1只+159mm鉆鋌1012根+127mm鉆桿；在鉆具中加入較大直徑的螺扶，鉆進(jìn)或起鉆過(guò)程中刮掉井壁上粘貼的虛泥餅，使井眼直徑較大，以保證在下部能下入滿眼鉆具。為鉆下部硬地層牙輪鉆頭配滿眼鉆具強(qiáng)化參數(shù)打基礎(chǔ)，減少滿眼鉆具下入風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于2000米左右的井型或者20鉆機(jī)，我們盡量簡(jiǎn)化鉆具，以加重鉆桿替代大部分鉆鋌，盡量減少反摳托壓。4、優(yōu)選鉆頭選型 阿爾區(qū)塊鉆井進(jìn)尺平均約80%左右是PDC鉆進(jìn)的。我們依據(jù)近兩年來(lái)的實(shí)鉆經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)篩選，大面積的推廣了16mm復(fù)合片5刀翼PDC鉆頭。牙輪鉆頭主要應(yīng)用大齒H517G或者HJ517G，在PDC鉆頭鉆遇礫巖后換用牙輪鉆頭。根據(jù)井下實(shí)際情況是否繼續(xù)使用復(fù)合鉆控制井斜，還是換用滿眼鉆具加180-200KN鉆壓強(qiáng)化參數(shù)鉆進(jìn)。5、軌跡控制方面 針對(duì)阿爾區(qū)塊上部井斜不大但位移易超標(biāo)，下部增斜嚴(yán)重的特點(diǎn)，我們?cè)?500米之前盡量采用人工單點(diǎn)反摳的手段控制井斜位移，特點(diǎn)是靈活快捷，省錢省時(shí)。到下部再用隨鉆車或者無(wú)線MWD控制，工具面準(zhǔn)，施加鉆壓大效率高。對(duì)于需要下入滿眼鉆具的井，在PDC鉆頭起鉆前，把井斜調(diào)整到反向1.5-2以便于滿眼鉆具大鉆壓穩(wěn)斜鉆進(jìn)，減少方位回轉(zhuǎn)。在反摳時(shí)，我們堅(jiān)持把降斜、反摳分段實(shí)施，預(yù)防狗腿度超標(biāo)帶來(lái)的不利影響。由于，下半年甲方把井斜和位移有所放開，這就要求我們?cè)谑┕ぶ锌刂谱?100米以內(nèi)的井斜和方位，進(jìn)而控制住上部位移，為1100米以下的施工創(chuàng)造有利的條件。位移應(yīng)盡量控制在10米以內(nèi)。6、鉆井液方面 在二開初期，在鉆井液中引入清潔潤(rùn)滑劑，提高了鉆頭切削破巖效率，又使得上部地層、表層套管、高架循環(huán)槽被粘泥蹩堵的問(wèn)題得到了有效的解決。二開使用了正電結(jié)構(gòu)劑防塌鉆井液體系，其良好的抑制、包被作用，施工中易于對(duì)鉆井液的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使用方法簡(jiǎn)單，能快速在鉆井液中起效，也解決了快速鉆進(jìn)時(shí)不能及時(shí)加入大分子抑制劑的問(wèn)題，有利于控制鉆井液低固相，對(duì)鉆井液性能控制、減少拉井壁和保證起下鉆順暢都見到了良好的效果。7、充分發(fā)揮了固控設(shè)備的作用。今年各隊(duì)全部更換成60方離心機(jī)，進(jìn)一步降低了鉆井液中的固相含量。基本實(shí)現(xiàn)了低粘度、低切力、低失水和適當(dāng)?shù)你@井液密度，減少了井下事故的發(fā)生，充分發(fā)揮了處理劑在鉆井液中的作用，同時(shí)，減少了巖削的重復(fù)破碎，為提高機(jī)械鉆速打下了基礎(chǔ)。8、通過(guò)協(xié)調(diào)，甲方同意在進(jìn)入主力油頂部，適當(dāng)?shù)姆艑捑笨刂?，井?度，位移35米，為提高機(jī)械鉆速提供了前提條件。三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用（一）、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況至2010年11月初，在阿爾地區(qū)共交井86口井，其中開發(fā)井及評(píng)價(jià)井占68口，探井占18口；全部都使用了復(fù)合鉆井技術(shù)。所有井在擺基礎(chǔ)時(shí)，鉆前都把鉆井液罐基礎(chǔ)下沉或把井架基礎(chǔ)墊高，增加了鉆井液出水口落差。在二開鉆進(jìn)時(shí)，逐步加入清潔潤(rùn)滑劑，加強(qiáng)人工在高架槽出水口清理巖屑，使軟泥餅不粘結(jié)砂子不聚集，基本上沒有出現(xiàn)堵出水口現(xiàn)象，既節(jié)約了大量的人力物力，又提高了鉆井速度。由于上半年探井較多而且井又深，井隊(duì)合同工新工人較多，影響了鉆井提速；在該地區(qū)，開發(fā)井同比機(jī)速持平、月速提高7.42%；探井機(jī)速降低4.42%，月速提高11.87%。我們知道影響提速的主要原因是井身質(zhì)量的控制，因此，通過(guò)對(duì)上半年完成井實(shí)鉆資料的綜合分析、對(duì)比、總結(jié)，結(jié)合該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造，逐步認(rèn)識(shí)了阿爾區(qū)塊的地層規(guī)律，更加細(xì)化了該區(qū)塊的鉆井技術(shù)措施，做到一井一策，一段一策；而且在技術(shù)管理和提速增效過(guò)程中， 還要正確處理好質(zhì)量與速度的關(guān)系，只有在保證質(zhì)量的前提下才能提速；近年來(lái)由于甲方對(duì)井身質(zhì)量的要求越來(lái)越高，該區(qū)塊的地層傾角又較大，斷塊小，斷層多；這樣給鉆井提速造成很大的困難，采用PDC鉆頭輕壓吊打也保證不了井身質(zhì)量的要求，因此，必須應(yīng)用螺桿鉆具+PDC鉆頭的復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)，應(yīng)該說(shuō)這種復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)很好的解決了防斜與提速的矛盾，應(yīng)用該技術(shù)一是為了提速，二是為了保證井身質(zhì)量而隨時(shí)進(jìn)行反摳作業(yè)，以往我們是在井斜或水平位移接近超標(biāo)前進(jìn)行反摳，即被動(dòng)預(yù)防，這樣由于井斜較大，井較深，造成反摳工作量大，反摳時(shí)間長(zhǎng)，全角變化率大，保持反摳的成果差；因此我們要變被動(dòng)預(yù)防為主動(dòng)預(yù)防，即根據(jù)工程設(shè)計(jì)，騰一下油層頂面構(gòu)造圖，鄰井資料和實(shí)測(cè)單點(diǎn)數(shù)據(jù)，在方位基本不變井斜小于1-2的情況下，就進(jìn)行反摳作業(yè)，這樣可收到事半功倍的效果；由于井斜較小，井較淺，反摳一個(gè)單根就可以到反方向，而且反摳時(shí)間較短；測(cè)斜時(shí)間短，兩次反摳的間隔井段較長(zhǎng)，保證上部井段水平位移在一個(gè)較小的范圍內(nèi)；如果等到井斜或位移快超標(biāo)時(shí)再去進(jìn)行反扣作業(yè)，這樣井比較深，滑動(dòng)鉆進(jìn)速度慢，而且容易拖壓，費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，效果差；因此，控制井身質(zhì)量要從上部做起，從小做起，這樣既減少了反摳時(shí)間，提高了鉆井速度，又保證了井身質(zhì)量。下半年由于項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)和甲方的積極溝通，使油頂以下井斜放寬到7度，位移放寬到35米，和采取了積極的井身質(zhì)量控制措施，有一部分井只采取人工反扣的措施就完成了，這樣既提速，又增效。如由C17552隊(duì)施工的阿爾3-65井，在廣大干部和職工的共同努力下，采用復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)和積極的井身質(zhì)量控制技術(shù)，細(xì)化技術(shù)管理，只采用人工反扣技術(shù)，用一只TH1654DPDC鉆頭打完一口井深為1945米的開發(fā)井，鉆井周期為5.92天，平均機(jī)械鉆速達(dá)到了31.29米/小時(shí)，鉆機(jī)月速度達(dá)到了5893.94 m/臺(tái)月；創(chuàng)出了該區(qū)塊較高的記錄。到11月中旬共打進(jìn)尺：175783 米，累計(jì)49.19臺(tái)月，平均井深2043.99m，平均建井周期為18.6天，平均機(jī)械鉆速13.08m/h，鉆機(jī)月速度3573.55 m/臺(tái)月。（二）、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果2010年與2009年阿爾地區(qū)的指標(biāo)相對(duì)比，平均井深減少21.34米，平均建井周期減少5.03天，降低幅度為21.29%，平均機(jī)械鉆速提高了1.45m/h,提高幅度為12.47%，鉆機(jī)月速度提高了823.85m/臺(tái)月，提高幅度為29.96%。其中：表3-1 生產(chǎn)井年份平均井深平均鉆井周期平均建井周期平均機(jī)械鉆速平均臺(tái)月平均月速度（米/臺(tái)月）2009206312.6118.512.990.5733552010200611.2916.0314.570.54010.21增減-57-1.32-2.471.58-0.07655.21幅度%-2.8-10.47-13.3512.16-12.2819.53表3-2 探井年份平均井深平均鉆井周期平均建井周期平均機(jī)械鉆速平均臺(tái)月平均月速度（米/臺(tái)月）2009211818.7928.759.960.87 2382.5920102185.86 20.31 28.30 9.38 0.86 2528.63 增減67.86 1.52 -0.45 -0.58 -0.01 146.04 幅度%3.20 8.10 -1.60 -5.90 -1.00 6.10 生產(chǎn)井和探井的井身質(zhì)量合格率100%。其中有四口井：阿爾2-4井，完鉆井深1715米，鉆井周期3天10小時(shí)，機(jī)械鉆速66.17米/小時(shí)，鉆機(jī)月速度4900米/臺(tái)月。阿爾4-10井，完鉆井深2230米，鉆井周期11 .71天，鉆機(jī)月速度4288.46米/臺(tái)月，機(jī)械鉆速16.47米/小時(shí)。阿爾3-90井，完鉆井深2222米，鉆井周期7.13天，鉆機(jī)月速度5167.14米/臺(tái)月，機(jī)械鉆速27.1米/小時(shí)，目前分別為各斷塊最快紀(jì)錄。并且有兩口井：阿爾2-4井和阿爾3-65井是用一只PDC鉆頭打完全井，在阿爾地區(qū)首先開創(chuàng)了“四個(gè)一”的先河。為繼續(xù)提高鉆井速度，項(xiàng)目部組織工程、泥漿技術(shù)人員與鉆井隊(duì)一起制定施工計(jì)劃，采用PDC加螺桿的復(fù)合鉆井技術(shù)，并應(yīng)用無(wú)線儀器來(lái)隨時(shí)監(jiān)測(cè)控制井身質(zhì)量， 5口井日上千米，打破了二連地區(qū)不能日上千米的推論。四、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益（一）、經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算：根據(jù)公式：獲得效益=鉆機(jī)日費(fèi)節(jié)約鉆井周期完成井口數(shù)80%阿爾地區(qū)生產(chǎn)井獲得效益=42.476880%=537.472萬(wàn)元阿爾地區(qū)探井獲得效益=40.451880%=25.92萬(wàn)元兩項(xiàng)合計(jì)：共獲得效益=537.472萬(wàn)元+25.92萬(wàn)元=563.392萬(wàn)元（二）、社會(huì)效益通過(guò)對(duì)阿爾地區(qū)鉆井技術(shù)措施的落實(shí)，鉆井速度得到了提高，節(jié)約了大量的鉆井費(fèi)用，同時(shí)，也節(jié)約了鉆井隊(duì)大量的人力物力，減少了鉆井事故的發(fā)生。提高了我公司在鉆井市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，也提高了資源的有效的利用率，減少了碳的排放量，有利于環(huán)境的保護(hù)。為我公司的不斷發(fā)展和壯大做出了貢獻(xiàn)。五、成果及認(rèn)識(shí)1、提速是鉆井生產(chǎn)的永恒主題，因此我們要對(duì)于鄰近井資料要充分認(rèn)識(shí)，按照相鄰關(guān)系可根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律預(yù)先打出反向位移，為控制下部井段，加強(qiáng)技術(shù)參數(shù)創(chuàng)造條件。2、目前阿爾3區(qū)塊PDC鉆頭