查干钻井技术研讨.doc

查干地区钻井技术应用与探索 内蒙探区主要包括查干区块、白音查干区块和二连盆地，白音查干区块及二连盆地埋藏较浅，岩性变化不大，钻井施工难度相对查干区块要简单一些，因此，内蒙探区钻井工作重点是查干区块。2010年,内蒙探区勘探开发指挥部成立，油田明确提出“扩大内蒙探明储量，实现油田资源有序接替”的目标，对钻井系统提出内蒙探区钻井周期由3个月缩短至1个月的具体要求。在查干区块探索出提高钻井速度、井壁稳定、保护油气层的配套技术，必将对加快内蒙探区的勘探开发具有重要的意义。5年来，石油工程项目管理部一直在和石油院校、钻井液研究单位、钻头厂家、钻井施工单位等一起进行技术攻关，通过尝试气体钻井、试验新型钻井液体系、试用涡轮+孕镶钻头、螺杆+PDC钻头或高效牙轮钻头、液力冲击器等工艺技术，平均机械钻速由2010年的2.53m/h提高到了2014年的4.89m/h，但还未达到井壁稳定情况下钻井液密度降低至1.15g/cm3以内，从而减少储层损害以及大幅度缩减钻井周期的目标。 一、查干地区地质特征 1.层序及岩性特征 查干凹陷地处内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特后旗，位于银额盆地东部查干德勒苏坳陷中部。查干凹陷自上而下沉积了新生界第四系、第三系、中生界上白垩统乌兰苏海组、下白垩统银根组、苏红图组、巴音戈壁组地层，其中苏红图组和巴音戈壁组又细分为苏二段、苏一段和巴二段、巴一段。其岩性特征分别为： 乌兰苏海组：上部以巨厚层状棕红色泥岩夹浅灰色薄～中层状粉砂质泥岩为主，下部为棕黄色中～厚层状砂砾岩、砾状砂岩与薄～中层状棕红色泥岩不等厚互层。 银根组：上中部岩性为中～厚层状棕黄色砾状砂岩与棕红色泥岩不等厚互层，中下部为中～厚层状灰白色砂砾岩与浅灰色泥岩夹暗紫色泥岩。 苏红图组：苏红图组又分为苏二段和苏一段。苏二段顶部为中～巨厚层状暗紫色、浅灰色泥岩与中～厚层状灰白色砾状砂岩不等厚互层，中上部为一套厚层状灰绿色与暗紫色泥岩夹少量薄层浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，中下部以灰黑色、深灰色玄武岩为主夹薄层灰色、暗紫色玄武质泥岩；苏一段顶底部为灰色、灰褐色玄武岩，中上部为一套巨厚层状褐灰色凝灰岩和灰色泥岩、砂泥岩与灰白色砂砾岩不等厚互层，中下部为一套厚层状浅灰色砂、泥岩互层和巨厚层状灰褐色玄武岩及厚层状砾状砂岩、含砾泥质砂岩。 巴音戈壁组：巴音戈壁组又分为巴二段和巴一段，巴二段主要为深灰色、黑色、褐色泥岩、页岩、白云质泥岩与灰色砂砾岩互层；巴一段主要为深灰色砂砾岩夹泥岩。 2.查干地区钻井技术难点 查干地区目的层主要在苏红图组、巴音戈壁组，苏红图组有大量火成岩，以玄武岩、凝灰岩为主，中间夹杂着粉砂岩、砂泥岩，埋深在1000～3000m左右。玄武岩裂隙和气孔发育，一旦被钻开后，砂泥岩的吸水膨胀，钻井液滤液会进入玄武岩的裂隙和气孔，改变地层原有的压力平衡，裸眼井段极易发生井壁失稳、掉块垮塌现象。为平衡火成岩地层的坍塌，φ311.15mm井眼钻井液密度需提至1.45g/cm3左右，φ215.9mm井眼钻井液密度需提至1.35g/cm3左右，较高的钻井液密度又对机械钻速产生了负面影响，同时不利于保护油气层。地层硬度高、研磨性强、非均质性严重、可钻性差、井间差异性大、钻头选型困难、玄武岩地层井段长易坍塌等技术难点，造成了查干区块钻井速度低、钻井成本高。如何提高钻井速度、使用较低密度的钻井液体系抑制火成岩地层井壁垮塌一直是制约查干地区的技术难题。 二、查干区块完成井主要技术指标 表1：2010-2014年查干凹陷完成井技术指标统计表 年份 （年） 完井 （口） 累计进尺 （m） 平均井深 （m） 平均机械钻速（m/h） 平均钻井 周期（天） 平均完井周期（天） 火成岩井段钻井液 密度（g/cm3） 2010 10 32983.89 3298.39 2.53 110.82 124.37 1.35-1.45 2011 1 2820.00 2820.00 3.28 56.88 69.88 1.35-1.49 2012 5 13027.70 2605.54 3.67 52.13 63.08 1.32-1.38 2013 6 16394.50 2732.42 4.11 54.76 60.84 1.25-1.38 2014 9 21381.64 2375.74 4.89 38.38 44.08 1.30-1.35 说明：2010-2014年，查干凹陷钻遇火成岩井，共开钻31口，完井31口。 三、围绕钻井提速所做的主要工作 （一）2010年 为了加快钻井速度，5口井尝试了空气钻井、1口井使用涡轮+孕镶钻头、4口井运用高效牙轮钻头+螺杆复合钻进等技术工艺，年平均机械钻速2.53m/h，与2009年的2.17m/h对比，提高了16.59%。 1.空气钻井的现场应用 借鉴川东北空气钻井的