草桥地区钻井技术研究

杨文磊

摘 要：乐安油田是胜利油田目前最大的稠油热采油田。草4区块第19号平台位于济阳坳陷东营凹陷乐安-纯化断裂鼻状造带，本地区地层分层多，地层松软，并且地层厚度小，下面还有浅气层，这给钻井施工带来了很大的不方便。保证井身质量，保障钻井施工安全，已经成为钻井施工的重中之重了。

关键词：草桥定向井防斜打直

一、概述

1、简介

该区块井绝大多数属于水平井施工工艺井，并且是丛林式井组分布，由于井深较浅，大多数井完钻地层层位为孔店组。本地区地层分层多，地层松软，并且地层厚度小，下面还有浅气层，这给钻井施工带来了很大的不方便。

2、区块地层分布情况

该地区目的层地层较浅，但是底层结构很是复杂

3、地层岩性描述

平原组：棕黄色棕红色粘土、砂质粘土与浅灰色松散砂层不等互层。

明化镇组：棕黄色、棕红色泥岩夹灰黄色、浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩。

馆陶组：上部为棕红色、棕黄色泥岩与灰白色含砾砂岩、浅灰色粉砂岩、浅灰色泥之分砂岩不等厚互层；下部为灰白色、浅灰色砾岩、含砾砂岩夹棕黄色、棕红色泥岩及后层灰黑色玄武岩。

沙一段：浅灰色、棕红色泥岩、砂质泥岩夹浅灰色粉砂岩、泥质砂岩、薄层灰质砂岩，局部夹浅灰色生物灰岩。

沙二段：浅灰色、棕红色泥岩、砂质泥岩与灰白色含砾砂岩、浅灰色粉砂岩、浅灰色泥质砂岩、灰质砂岩不等厚互层

沙三段：上部为灰色、棕红色泥岩、砂质泥岩与灰白色含砾砂岩、浅灰色细砂岩、浅灰色粉砂岩、浅灰色泥质砂岩、灰质砂岩不等厚互层；下部为浅灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩夹浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥质粉砂岩、薄层灰质砂岩。

沙四段：为浅灰色泥岩、砂质泥岩与灰白色含砾砂岩、浅灰色细砂岩、浅灰色粉砂岩、浅灰色泥质砂岩、灰质砂岩不等厚互层，顶部夹浅灰色灰岩、浅灰色生物灰岩。

孔店组：灰色、紫色、砂质泥岩为主。

二、地层岩性所造成的施工难点

该区块地层变化大，岩性变化也很大，差异明显，而且下面存在浅气层。

1、地层岩性所造成的施工难点

（1）平原组和明化镇组多为粘土岩层。泥岩和页岩一般较软，钻速快，但容易產生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀，导致井径缩小。随着浸泡时间的延长，井壁可能会产生垮塌现象，井径扩大。但是一开后下钢级为J55的表层套管，已经封固平原组，所以在平原组就是一开时防止井径缩小，引发起下钻卡钻。明化镇组地层软，由于产层较浅，地层欠压实，因此定向造斜不好控制。同时由于造浆特别严重，极易出现缩径的现象。

（2）馆陶组主要为砾砂岩夹薄层泥岩，以及后层灰黑色玄武岩。砾砂岩一般来说是较好的渗透层，但在井壁上易形成较厚的滤饼，易引起泥饼粘附卡钻。另外滤饼对测井也有影响。馆陶组有两套含砾砂岩与泥岩互层，砾岩其下部是玄武岩地层，玄武岩地层以下为馆陶组砂砾岩井段。上部的砾砂岩颗粒大，中间基本没有胶接物，施工中极易垮塌，形成大肚子井眼，直径大的砾石无法带出地面。

（3）孔店组地层岩石孔隙度低，渗透率差，属于低渗储层。

三、工程技术难点

（1）该地区为丛林式井组分布，防碰撞是最应当注意的。

（2）高造斜点。靶前距小。

（3）有浅气层，防喷，井控要求严格；

（4）上部地层松软，易坍塌缩径，容易造成起下钻困难；

（5）定向点较浅，钻井液造浆严重，性能难以控制；

（6）上部定向增斜段如果处理不好，易出新眼；

（7）砂砾岩和玄武岩上下易剥落坍塌，造成卡钻；

（8）上部地层较软，进尺快，改小循环和处理泥浆时间比较紧张，时间掌握不好，容易导致钻至相关层位后钻井液性能达不到要求；

（9）由于频繁起下钻（起钻下动力、起钻下地质导向）造成钻井液性能难以稳定在一定的范围；

（10）地层较软，容易吸水膨胀、造浆、坍塌；

（11）由于浅气层的存在要求上部形成开放式井眼，而下部需要高粘切钻井液，容易造成上部糊井眼，上下存在矛盾；

（12）定向井井斜超过50o时不只能靠钻井液携岩，还需要工程措施相互结合，利用起下钻有效破坏岩屑床的形成.

四、钻井施工措施

1、一开钻进技术措施

一开钻具组合选择：Φ346.1mm3A+Φ177.8mmDC×6柱+Φ127mmDP

一开钻具组合的选择采用大直径高强度钻铤，主要考虑的是保证直井段的，钻遇软硬交错地层时，要注意减压吊打；送钻要均匀，严禁切菜式送钻。

本地区上部井眼成岩性差，胶结疏松极易坍塌掉块，施工中加强井眼的稳定护理。同时控制钻具在井内活动力度，防止机械坍塌。

2、二开钻进技术措施

（1）二开钻具组合选择：

Φ241.3mm3A+动力钻具×7.92m+止回阀+无磁DC×1柱

+Φ177.8mmDC×3柱+Φ127mmDP

（2）二开直井段钻进

直井段可以采用小钻压、低排量，小循环的形式钻进，但是必须充分利用好固控设备，保证上部形成开放型井眼，保证起下钻顺利；如果造斜点在700米左右，可以考虑采用大循环钻进。该井段在明化镇组，地层成岩性较差，泥岩性较软且砂层发育，注意防止上部坍塌卡钻，注意疏松砂岩地层防止井漏，注意提高钻井液的携带和悬浮能力，防止泥岩缩径。

坚持井斜不清不打钻的原则，每进尺50～100米投测一次，发现井斜及时纠正，保证直井段的合格，为下一步造斜打下坚实基础。

（3）斜井段钻进

下钻遇阻不能划眼，及时活动好钻具防粘卡。由于井斜较大，容易形成岩屑床，及时通过短起下和分段循环的方法改变岩屑的沉积状态和位置，提钻井液高屈服值，增强钻井液的携岩能力，达到减少岩屑床厚度，清洗井眼的目的。

进入斜井段，提前加入润滑剂，保证含量在5%以上，有良好的润滑性能，如果混油必须保证原油含量在10%以上。

钻至浅气层上方50米时，调整钻井液

玄武岩上部，钻井液粘切不必太高，能满足携岩和井壁稳定要求即可，进行短起下钻，将上部井眼搞畅通，保证下部施工安全。

进入玄武岩前50米左右，进行钻井液提粘处理，合理控制参数，确保泥浆的密度、粘度、PH达到合理。

钻开砾石层，要求每隔5～6小时采用配制高粘切钻井液5m3进行打塞子携带的方法，循环一周，并观察振动筛返砂情况，根据返砂情况确定下一步的施工方案；每次起钻必须充分循环洗井，保证井眼清洁，并用高粘切钻井液进行封井，根据实际情况先进行短起，防止砾石集中造成起钻困难；同时起下钻严禁硬拔硬压，防止钻具卡死，可采取轻提慢放配合旋转，将砾石逐渐疏通开，加密进行短起下可以保证安全施工；

完钻后，再配制高粘切钻井液打一段稠泥浆塞，并大排量循环洗井，最后再用高粘切钻井液封井后再起钻通井电测。