摘 要：随着华北分公司东胜气田近十年不断开发，截至目前遇到了井漏、井壁失稳、钻井周期长、成本高、储层各向异性突出、轨迹调整频繁等复杂问题，严重制约了东胜气田有效开发。面对当前油气市场不景气，低成本常态化开发已是鄂尔多斯盆地油气田的必然手段，通过对该区域进行一体化钻完井方案设计、施工，研发区域性专用钻头及配套工具，优选、研究钻完井液体系，形成适于东胜气田提速提效关键技术。 关键词：东胜气田；提速提效；防漏堵漏李天民
为加快中石化西部油气资源的勘探开发步伐，针对东胜气田地复杂地质条件开展钻井提速提效技术攻关研究，迫切需要在鄂尔多斯工区东胜气田一体化钻井方案设计、鄂尔多斯区域优快钻井专用钻头及配套工具研发、安全高效钻井液防漏堵漏技术等多个方向进行突破，并形成配套技术，以便从根本上解决鄂尔多斯工区东胜气田施工难题。
1 钻井技术难点
东胜气田位于一级构造单元伊陕斜坡西北部，北邻伊盟隆起、西邻天环向斜，局部构造复杂，复杂网络
区内发育乌兰吉林庙断裂，整体表现为钻井地质条件复杂。
1.1 定向井段机械钻速偏低
强研磨性地层易导致钻头磨损快，岩性特征为高含砾石、石英。砾石主要分布在志丹、延安组、延长组；石英主要分布在盒1段、山西组。盒1段石英含量最高达到了87%，平均69.1%；山2段石英含量最高达到了92%，平均68.4%；山1石英最高含量达到了100%，平均86.9%。 1.2 复杂地层恶性漏失问题普遍
东胜气田漏失压力低、漏失即失返、漏失堵不上、漏失伴井塌、漏失量大、处理时间长。恶性漏失主要出现在复杂构造区域且复杂构造区域的漏失地层横向连通性较强。恶性漏失易发层位为：延长组、刘家沟组、石千峰组、马家沟组。其中刘家沟组为压力敏感性地层。
1.3 泥岩地层易垮塌
从已钻井资料分析看，坍塌层位主要在石千峰组、石盒子组、山西组、太原组；岩性主要为泥岩。井段主要为造斜段、水平段。由钻井岩屑及取心观察，可知垮塌主要为层理状泥页岩；由伽马能谱测井分析知泥岩段含较多的伊蒙混层，在清水中浸泡后，泥岩呈碎片状。
2 钻井关键技术
2.1 目前钻井技术评价及关键技术优选
调研前期主要提速技术，一开直井段主要是牙轮钻头配合常规塔式钻具组合，二开上部直井段采用直螺杆钻具+PDC（五刀翼），造斜段采用弯螺杆+PDC（五刀翼），水平段为了提高钻头抗磨损能力选用六刀翼的PDC钻头。针对目前存在的主要问题及技术现状，课题组优选了关键技术对策： 表1 钻井关键技术优选
主要技术难点 | 关键技术优选 |
部分井段机械钻速慢、单只钻头行程进尺少 | 强研磨性地层易导致钻头磨损快，岩性特征为高含砾石、石英。 | 研制适应不同地层特性的PDC个性钻头。 |
塑性地层易导致钻头泥包，岩性特征为深灰泥岩、棕红泥岩、棕褐泥岩。井冈山大学学报 |
强研磨性地层和塑性地层交互分布，导致定向斜井段段机械钻速偏低。 | 定向段应用“PDC+螺杆+提速工具”。减轻滑动托压效果，增强破岩效率，提高机械钻速。 |
复杂地层恶性漏失问题普遍 | 断层裂隙发育，砂岩垂向裂隙贯通深，泥页岩层理发育，泥岩碎裂带承压能力低。哈特曼 | 随钻防漏、堵漏； 穿漏钻井技术方案； 系统的防漏操作工艺。 |
地层压力低，刘家沟组漏失压力约0.96~1.08g/m3。杨梅大疮 |
| l型匹配 预防“双石层”斜井段泥页岩井段失稳，提高钻井液密度诱发刘家沟组或上部井段井漏。 |
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2.2 提速及减阻工具配套
2.2.1 东胜气田个性化PDC钻头研制
东胜气田地层自上到下，呈现出最大的特点是可钻性级值不高，但是砂泥岩互层频繁，软硬交错普遍。在东胜气田使用的现有PDC钻头情况来看，完在软硬交错的多夹层地层钻进时效果不理想，常常发生先期损坏。针对东胜气田多夹层地层特点进行了PDC钻头的优化设计，采用了钻头切削结构设计新方法，改进了钻头的水力结构设计，采用了多种稳定性结构设计方法。根据该设计方法分别研制出了适合于直井段、定向段和水平段岩性的个性化钻头，取得了较好的现场使用效果。
2.2.2 提速及减阻工具配套
斜井段滑动钻进多、复合少，基于地层岩石力学特性分析可知，斜井段石千峰组地层岩石抗压强度58.95~165.48MPa，硬度200~500MPa，地层岩石可钻性3~6之间，斜井段地层软硬交错，可钻性级值振荡幅度大，斜井段提速一方面提高钻压传递效率、提高破岩效率，另一方面提高单弯螺杆造斜率，降低滑动进尺比例，扩大复合进尺比例，提高斜井段
机械钻速。在水平段钻井过程中，由于地层随着水平位移延伸，地层相变大，井眼轨迹调整频繁，使得实钻井眼轨迹上下波动，水平段钻井摩阻大，定向钻时慢，从提高破岩效率和提高轨迹控制效率方面开展研究，提高水平段机械钻速。
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