控压钻井技术在威202H33-4井的应用

李红刚

摘要：威202H33-4井是页岩气项目部部署在四川省威远县的一口水平气井，实钻井深4680m。施工难点是该井属于典型的窄密度窗口地层，易发生漏失和气侵现象，严重影响了施工进度和钻井安全。应用控压钻井技术，利用地面回压、循环压耗、钻井液密度等多种方式调整井底压力，使得井底压力在钻进、接单根和起下钻过程中维持稳定，并保持在地层压力和漏失压力之间，从而解决漏失和气侵的现象，解决窄密度窗口地层的钻井问题，保证钻井安全，缩短非生产时间，提高机械钻速。

关键词：页岩气窄密度窗口控压钻井

1. 威202H33-4井概况

1.1威202H33-4井基本情况

1）钻井层位：龙马溪

2）地理位置：四川省威远县庆卫镇桃李村9组

3）构造位置：威远构造属于川中隆起区的川西南低陡褶带

4）钻探目的： 开发威202井区龙马溪组页岩气藏储量

5）完钻井深：4680m

1.2威202H33-4井井身结构

2. 威202H33-4井施工难点

1） 本区块施工难点：

本区块构造纵向上具多产层、多压力系统特征。邻井各个层位有不同的油气显示，发生过井涌、井喷等现象，目的层存在异常高压，井控风险大。

易发生漏失。邻井在上部地层漏失现象严重，特别是三开钻井需钻至龙马溪顶部，地层压力系数不一，很容易造成低压地层漏失。

窄密度窗口地层。

2） 威202H33-4井施工难点：

7月22日钻进至2886.85m发生漏失，最大漏速：50方/小时，加入随钻堵漏剂，钻进时不漏，停泵接立柱时回吐;2968m发生漏失，漏速25方/小时，之后加入随钻堵漏剂，未成功。降低密度，恢复正常钻进，共计漏失46m3。

8月1日钻进至3278m发生漏失，最大漏速：36方/小时，降低泵冲，起下钻堵漏，堵漏成功，共计漏失95m3.

8月9日钻进至3303m发生漏失，降低泵冲至双45冲/min仍然漏失，打水泥塞堵漏，堵漏失败，泵冲只能开至40冲/min。

期间共计漏失油基泥浆349m3，损工429.3h。可以看出，开泵漏失，停泵回吐气侵，常规堵漏无效，属于典型窄密度窗口地层。

3.威202H33-4井施工目的及方案

3.1施工目的

1、使用控压钻井工艺措施，逐渐降低钻井液密度，通过低密度钻井，减少井漏风险，并通过回压和环空压耗控制井底压力，防止气侵，保证窄密度窗口正常钻进，减少非生产作业时间。

2、提高钻井安全性。井口安装旋转控制头或者旋转防喷器，井口环空始终处于密封状态，一直处于可控状态。

3.2总体方案

应用控压钻井技术，利用地面回压、钻井液排量（循环压耗）、钻井液密度等多种方式调整井底压力，在施工过程中以控制井底压力稳定为原则，并使井底压力保持在地层压力和漏失压力之间，实现钻进、接单根和起下钻过程中井底处于平衡状态。

3.2.1水力参数计算

1） 钻井液密度1.85cm3，排量1.8m3/min时，井底压力计算如下：

从上表可以看出，钻井液密度降到1.85g/cm3时，钻进循环时，井底压力当量密度在1.95-2.03g/cm3之间，钻进过程中有循环压耗的存在不用在井口施加回压，就能满足设计需求;

4.控压钻井施工过程

4.1降密度过程

8月20日下钻至3300m，循环排气;

8月21日每次降低0.02，密度降至1.85g/cm3，泵冲由双泵40冲提至双60冲，不漏，后提至双泵62冲漏失，恢复至双泵60冲循环。开始钻进，钻进全烃2.7-11%，钻时4min/m左右;接单根控制回压1.0-2.0MPa，单根峰5.0-14.5%;

8月22日钻进中加入随钻堵漏剂，全烃4-20%，钻时6-12.7min/m，降密度至1.83，提泵冲至双泵63，不漏，提泵冲至双65漏失，降至双泵62-63冲钻进，接单根控制回压2MPa ，单根峰后效8%-14 %;

8月23日，钻进过程中，密度降至1.82，缓慢提高泵冲至双70，排量为1.87m3/min，未发生漏失，接立柱时，控压2.5-3MPa。

4.2控压钻进过程

8月24日至9月11日，正常钻进，钻井液密度1.82g/cm3，排量130-140冲/min，接立柱控压2.5-3MPa，根据每次循环时，发生漏失的排量，计算井底循环漏失情况下的ECD，建立一条随钻漏失压力系数ECD，作为控制排量和密度的依据，始终维持井底压力在地层压力和漏失压力之间，但随着钻进的加深和随钻堵漏剂的加入，漏失压力系数略有增加。

实现3次带压（2.5-3MPa）起下钻，起出钻具体积与灌入钻井液体积一致，未发生溢流和漏失。3次后效点火成功，钻进至3898m期间起钻下入测压短节一次，成功取得井底压力，直至钻进至完钻井深。

5.结论与认识

1） 保障钻井安全。低密度控压钻井时，钻井液经旋转控制头和节流管汇，井口时刻处于密封可控状态，钻进或接单根时发气侵或者溢流时，立即通过专用节流管汇提高套压，控制井口;发现漏失时，立刻降低井口套压或者排量，减少钻井液漏失，维持井底处于微过平衡状态，保持井筒处于可控状态。

2） 有效钻穿窄密度窗口地层。钻进过程中，根据钻井液性能，排量和密度等变化参数，利用水力学软件实时计算井底ECD和测压短接测量井底压力，校准漏失压力和地层压力，保證井底压力在窄密度窗口范围内，为窄密度窗口钻井提供技术指导。

3） 缩短非生产时间，降低钻井液损失，减少作业成本。三开至上控压钻井设备前，损失工时429.3h，损失油基泥浆349m3;采用1.82-1.85g/cm3低密度控压钻井后，未发生因漏失造成损工时间，渗漏油基泥浆共计仅42m3。

4） 提高机械钻速。威202H33-4平均机械钻速4.19m/h，与邻井威202H33-3井平均机械钻速3.97m/h相比，提高机械钻速1.06倍。