顺北区块优快钻井技术崔延召**收稿日期：2019-01-03修回日期:2019-01-03作者简介：崔延召（1981 -），男（汉族）,河南汝州人.T 程师,现从事石油钻井管理丁作（重庆钻井分公司，重庆400042）摘 要：塔里木盆地顺北区块位于新疆沙雅县境内，构造位置塔里木盆地北部坳陷的中西部，顺北1 井区是目前的主力勘探开发区块，目前有多口已完成井.顺北区块二叠系多漏层易漏失、志留系井壁失稳、桑塔木组火成岩坍塌应力高等，是目前钻井提速提效的最大难题，从已完成井各开次实钻地 层岩性、工具选取等方面分析，研究总结顺北区块钻井模式，满足优快钻进需要.关键词：顺北区块;二叠系；奥陶系；辉绿岩；提速提效中图分类号：TE2文献标识码：B 文章编号:1004-5716（2019）05-0054-041基本情况顺北油气田：区域构造上位于顺托果勒隆起构造 带，跨越顺托果勒低隆和东西2个坳陷，南部紧邻卡塔克隆起，北部为沙雅隆起。
包含顺托果勒北、顺托果 勒、顺托果勒西与阿瓦提东4个区块，面积1.99X10』knf,预测油气储量达17x10、，其中石油12x10%，天然气5000xl0s m\为奥陶系碳酸盐岩裂缝一洞穴型油 藏，具有超深、高圧、高温、高含硫等特点，目前从井身 结构优化、长裸眼井壁强化、分层钻井提速技术、超深小井眼定向钻井技术方面不断优化，不断解决这一难 题。
西北油田分公司布署井主要集中在一区，其他3个 区块勘探程度较低。
11月13日，中国石化集团审核通过了《顺北油气 田一区奥陶系油气藏开发方案》,意味着顺北油气田的 规模产建也正式进入了实施阶段。
顺北一区奥陶系碳酸盐岩油藏为常温常圧弱挥发轻质原油油藏,经过炼 化,可获取高附加值产品.具有较高的经济价值。
方案 计划开发60〜80 口井,动用储量6500xl04t o 预计2020年建成原油100x101、天然气2.61X10W 的年产能阵地〉目前顺北油气田初步落实10条北东走向主断裂 带，初步明确了主干断裂带与塔中1号断裂带的切割关系。
在顺北1工区及顺北8工区目前落实6条次级断 裂，阿东工区落实2条次级断裂，其中顺北油气田一区 构造整体东高西低，北高南低，中部较东部构造整体低450m 左右,西部区域储层最深达8550m o2地质情况及井身结构顺北区块地层古生界以浅主要以砂泥岩互层为主，疏松易缩径，快速钻进注意预防卡钻。
二叠系较 厚，普遍在400〜560m,顶部主要以英安岩为主，中部 为玄武岩，底部凝灰岩、砂泥岩，可钻性差、易漏、易塌。
石炭系、泥盆系、志留系砂泥岩互层，地层圧力偏 高，地层软硬交错，石英砂岩研磨性强，柯坪塔格组易 塌、易漏，志解系一区硬脆性泥岩易垮塌；二区高压盐水层发育。
桑塔木组泥岩为主,可能含有含有火成岩侵入体,部分井发育高压水层,泥浆密度高，压持效应 明显，可钻性差且易发生垮塌。
奥陶系中下部岩性为灰岩,储层溶蚀孔洞、裂缝发育，易发生掉块卡钻,储层地层压力差异大，常出现放空、井漏、井涌等，井控要求 较高。
顺北区块针对奥陶系桑塔木组可能有火成岩侵入 体,基于井壁稳定技术研究,结合地层三压力剖面，根据不同储层深度采用多套井身结构:一是不含侵入体 地层的老四级结构，二是含侵人体的新四级结构。
新 四级井身结构应用在顺北1 - 2H 、顺北1-3、顺北1-5等，采用老四级井身结构的顺北2、顺北1-7H 、顺北5—2、顺北5—3井等。
针对目前施工情况.在含侵入体新井身结构井施工后完钻井眼尺寸小，电成像测井仪器外径127mm,无法满足录取资料的要求；打捞事故钻具和处理复杂能 力弱;水平段受井眼尺寸限制.完井丁-具质量可靠性低和改造施工斥力高;120.65m m 井眼，抗高温定向仪器难题配套等问题,对套管尺寸进行了经优化。
3钻井方案在推广成熟钻井技术的基础上，深化提速丁艺研究.根据顺北区块地质特性采取分层提速，进一步提高机械钻速。
(1)顺北区块地层古生界以浅主要以砂泥岩互层为主，强度40〜80MPa,属中软一中硬地层，可钻性较好,采用成熟钻井工艺,使用等壁厚螺杆+PDC(钢体5刀翼、19mm齿)钻具组合进行钻进。
阿克库勒组砂砾岩发育，常规PDC钻头抗冲性差，易导致先期磨损,无法实现一趟钻完二叠上部进尺。
针对上部三叠系阿克库勒组砂砾岩发育,PDC易崩齿早期失效,无法实现一趟钻钻至二叠顶部的问题.优选PDC配合大扭矩低转速等壁厚螺杆使用,工程上弱化参数，降低排量、转速钻进。
(2)-叠系较厚，普遍在400〜560m,顶部主要以英安岩为主，中部为玄武岩,底部凝灰岩、砂泥岩,地层硬度高，可钻性差、易漏、易塌。
常规PDC钻头易崩齿、进尺短，牙轮钻头起下钻次数多，机速低。
顺北区块二叠系存在差异较大的问题.其中顺北1区块可钻性相对较好，顺北5、顺北7区块可钻性更差,针对区域地层差异,采用2种方案进行钻进。
针对二叠地层研磨性强、牙轮钻头机速低等问题, 311.2mm井眼采用江钻生产的KPM1633DST混合钻头(见表1)或扭力冲击器配专用钻头(见表2),在顺北1区块提速效果较好，可采用混合钻头+大扭矩螺杆等壁厚螺杆或者扭力冲击器配专用钻头进行钻进。
在顺北5、顺北7区块,二叠系地层研磨性更强,强表1SHBP1H江钻KPM1633DST混合钻头应用情况序号井段(m)进尺(m)纯钻(h)机速(m/h)钻压(kN)转速(r/min)排量(L/s)岩性14422.94〜4829.6406.66101.5 4.023050+LZ34火山、碎屑岩24829.6〜4922.1892.5850.5 1.8316050+LZ27碎屑岩、泥岩表2扭力冲击器配专用钻头应用情况井号井段(m)钻井工艺进尺(m)纯钻时间(h)机械钻速(m/h)顺北1-2H4722〜5163U516M+JH力441117.5 3.75顺北1-34433〜4972U513S+扭力539107 5.04顺北1-4H4678.67〜4886.55U513S+扭力207.8892.5 2.25顺北1-6H4624.89〜5279.12U513S+扭力654.23178.5 3.67度更高，采用扭力冲击器等提速工具效果不好.均不能一趟钻钻穿二叠系。
根据地层特性，采用分层提速的方法提高效率。
二叠系顶部浅灰色英安岩、深灰色英安岩研磨性强属中硬一硬地层，厚度在360m左右，可采用混合钻头或尖圆齿PDC钻头配合大扭矩螺杆钻进,可在两趟钻内钻进至玄武岩。
中部玄武岩段属硬地层,玄武岩厚度在40m左右，可使用江汉镶齿金属密封牙轮进行过渡,一趟钻钻穿玄武岩：下部凝灰岩、砂泥岩段属中硬一硬地层，厚约160m，可采用PDC+等壁厚螺杆钻进至卡拉沙依组完钻〉二叠系施工过程中地层研磨性强,硬度高,易漏、易垮，钻进时跳钻严重,工程上弱化参数,降低排量、转速钻进。
(3)三开地层，钻遇石炭系卡拉沙依组、巴楚组、东河塘组、塔塔埃尔塔格组、柯坪塔格组、桑塔木组、良里塔格组、卡尔巴克组。
地层软硬交错，石英砂岩研磨性强。
桑塔木地层厚、井超深、古生界抗压强度高、巨厚泥岩段常规PDC难吃入地层机械钻速低。
针对桑塔木组可钻性差，PDC难吃入地层,机械钻速低,采用江钻生产的KS1652DGRX尖圆齿钻头配合抗高温大扭矩螺杆使用.以低钻压、低转速、大扭矩减小钻头振动.提高单只钻头进尺。
针对部分井桑塔木地层含侵入体,侵入体辉绿岩矿物组分以长石为主，粘土矿物少，微裂缝发育，极易发生坍塌掉块〉辉绿岩水敏性弱辉绿岩自身破碎，易垮塌;辉绿岩裂缝之间贯通性不好,少见漏失；密度大、硬度高、高抗研磨性，携带困难，4顺北区难点分析及应对措施4.1二叠系井漏二叠系火成岩裂缝发育;碳酸盐岩地层溶蚀孔洞、裂缝发育。
针对二叠系非均质裂缝和孔隙发育特性.坚持防漏为主、堵漏为辅的处理思路，通过“体系优化、随钻封堵、打封闭浆、工程措施”四项举措，加强对微裂缝的封堵，减少漏失、卡钻风险。
选择合理的钻井液密度、减小激动压力、加入随钻堵漏材料是预防井漏的关键。
防漏措施:(1)压力控制：液柱压力控制:钻井液密度1.25g/cm3±；当量密度控制:9-7/8"井眼排量26〜28L/s,12-1/4"井眼35〜40L/s；激动压力控制：钻具下行速度不大于0.2m/s o(2)随钻封堵：2%聚合物凝胶+1%竹纤维+2%随钻堵漏剂+2%弹性石墨+1%超细碳酸钙;使用新型封堵材料：竹纤维随钻堵漏剂、聚合物胶凝堵漏剂；起钻前用细颗粒封堵浆封闭二叠井段。
(3)抑制防塌:根据裸眼井段井壁稳定程度,选择使用大分子、硅醇、高软化点沥青、氯化钾、聚胺复配，协同防塌;控制API滤失量小于4mL,HTHP滤失量小于12mL°(4)精细操作:合理选择短起下、顶水眼,避免在二叠系开泵循环;长裸眼下钻,分段循环.缓慢开泵,根据液面及泵压情况,逐步上提排量；加密液面坐岗，发现消耗量异常增大，及时降低排量，添加随钻封堵材料。
4.2志留系防塌志留系柯坪塔格组存在分散性脆性泥岩,易坍塌掉块。
尤其新四级结构井柯坪塔格组在长裸眼与不同压力系数地层共存，其井筒强化的关键和难点就是如何平衡二叠系的漏失和志留系井壁稳定的问题。
针对顺北新四级结构井柯坪塔格组在长裸眼井段与不同压力系数地层共存，重点加强钻井液抑制防塌和封堵填充能力，降低地层坍塌机率,从而提高地层破裂压力，拓宽安全密度窗口，预防井壁失稳。
防塌措施：(1)合理密度:钻穿二叠系后，逐步上调钻井液密度，钻入志留系前提密度至1.30g/cm3o(2)控制失水:提高抗温材料的浓度，严格控制API失水不大于4mL,HTHP失水小于10mL/140°C。
(3)化学抑制：进入三叠系前,加入聚胺将钻井液转换成钾胺基聚磺钻井液体系。
(4)物理封堵:复配使用超细碳酸钙、高软化点乳化沥青防塌,提高钻井液的封堵防塌能力。
4.3柯坪塔格及下部地层防斜顺北区块地质特征差异较大，由于地质隆起，进入志留系柯坪塔格组后地层倾角增大，易造成井斜。
为确保井身质量，采取以下措施防止井斜。
防斜措施：(1)钻井过程中根据设计要求进行实钻随钻监测，在易斜井段要加密测斜点数,根据不同情况及时调整钻井参数、钻具组合和施T-措施,有效预防和控制井斜。
(2)采用1.25。
螺杆+PDC钻具组合，高转速、低钻压能有效防斜。
(3)采用钟摆钻具组合，控制参数预防井斜,(4)加强井斜监测，发现有增斜趋势,控制工程参数，小钻压控制井斜或采取定向纠斜。
(5)精细操作,均匀送钻,处理好地层交界面,及时校正指重表,保证钻压准确。
4.4桑塔木组侵入体部分井桑塔木地层含侵入体，侵入体辉绿岩矿物组分以长石为主，粘土矿物少，微裂缝发育，极易发生坍塌掉块。
辉绿岩水敏性弱辉绿岩自身破碎，易垮塌；辉绿岩裂缝之间贯通性不好，少见漏失;密度大、硬度高、高抗研磨性，携带困难。