1、    深井鉆完井施工難點(diǎn)與技術(shù)對策淺析    楊遠(yuǎn)鑫摘要：深井鉆完井施工具有機(jī)械鉆速低、事故復(fù)雜多、固井質(zhì)量差、鉆井周期長等特點(diǎn)，在對深井鉆完井施工中鉆遇地層壓力、研磨性、地層溫度和固井質(zhì)量等方面難點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，提出了在設(shè)備配套、井身優(yōu)化、鉆井液和完井方面相應(yīng)的對策，對提高深井鉆完井施工效率和質(zhì)量具有一定的意義。關(guān)鍵詞：深井施工;技術(shù)難點(diǎn);對策隨著油氣勘探的不斷深入，在我國的各個(gè)大油田深井的鉆井規(guī)模和數(shù)量在逐年增多，積極攻關(guān)防斜打快技術(shù)、鉆具組合優(yōu)化技術(shù)、鉆頭優(yōu)選及鉆井參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，以及自動(dòng)化鉆井技術(shù)，使我國的深井鉆井的平均井深逐年增加，平均機(jī)械鉆速也

2、在逐年升高，取得了一定的成果，但是與國外先進(jìn)的鉆井技術(shù)水平還存在一定的差距，還需要進(jìn)一步攻關(guān)。1 深井鉆完井施工的難點(diǎn)分析多年的深井鉆井技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場實(shí)踐使我們深刻的認(rèn)識到，深井鉆井與淺層井鉆井、中深井鉆井存在非常大的差別，隨著井深不斷地增加，其施工的難點(diǎn)逐漸凸顯，深井鉆井施工主要存在以下幾個(gè)方面的難點(diǎn)。1.1 鉆遇壓力層系多對于一口7000m的深井來說，會從新地層到老地層逐漸加深鉆進(jìn)，在這一鉆進(jìn)過程中，由于地層形成時(shí)期的地層壓力不同，會鉆遇從壓力系數(shù)為0.8到2.2的多套壓力層系，地層壓力層系的增多，會使在同一井身結(jié)構(gòu)下存在噴漏同層，這樣就會極大地增加深井鉆井施工的難度，甚至?xí)l(fā)生有發(fā)生井噴

3、的風(fēng)險(xiǎn)。1.2 地層研磨性強(qiáng)深井鉆井不是皮下注射，鉆遇的地層會越來越古老，在這些古老的地層中，存在硬性的泥巖地層、研磨性強(qiáng)、石英含量高的火山巖地層和一些花崗巖等基巖地層，這些地層的研磨性非常強(qiáng)，限制了pdc鉆頭的使用，在遇到這些地層的時(shí)候只能使用牙輪鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，行程鉆速特別低，嚴(yán)重地影響了施工效率。1.3 井底溫度高隨著井深不斷增加，井底的溫度不斷升高，例如松遼盆地的地溫梯度為4度/100m，對于該盆地的5000m的深井來說，井底的溫度就達(dá)到200，這么高的井底穩(wěn)定給鉆井液的穩(wěn)定性提出了非常高的要求，同時(shí)高溫度也限制了井下儀器和工具的應(yīng)用，使鉆井效率受到限制。1.4 循環(huán)壓力高在井深不斷增加

4、大情況，鉆井循環(huán)系統(tǒng)的施工壓力不斷增大，使地面循環(huán)系統(tǒng)難以承受高泵壓的施工，不得已而降低施工排量，這樣就會影響水力參數(shù)作用的發(fā)揮，同時(shí)也會使鉆井?dāng)y巖效果變差，為井下安全埋下隱患。1.4 固井質(zhì)量差深井由于裸眼井段比較長，因此會造成同一個(gè)裸眼井段存在不同的壓力層系，給固井水泥漿密度優(yōu)化帶來困難，而且固井中循環(huán)壓力高、頂替效率低，同時(shí)由于井底的溫度高，造成水泥漿稠化時(shí)間不正常，水泥石的強(qiáng)度變低，硬度變差，因此會影響到固井質(zhì)量。2 提高深井鉆完井施工效率對策雖然深井鉆井施工存在非常多的施工難點(diǎn)，但是通過科研攻關(guān)與現(xiàn)場施工實(shí)踐，還是取得了非常好地施工效果。2.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高施工效率要想實(shí)現(xiàn)

5、深井的提速、體質(zhì)和提效，降低深井鉆井施工成本，就要從井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)入手，在進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要根據(jù)不同區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)、壓力層系特點(diǎn)和巖性特點(diǎn)，提出有針對性的套管層次和鉆頭尺寸想配合，這樣才能提高深井的施工效率。例如在松遼盆地的深井井深結(jié)果優(yōu)化設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同區(qū)塊地層巖性、可鉆性和研磨性特點(diǎn)，分井型對不同區(qū)塊的直井、定向井和水平井井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成了不同區(qū)塊、不同井型的深井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模版，在這一設(shè)計(jì)模版中對不同區(qū)塊的井身結(jié)構(gòu)開次、深度和層位都進(jìn)行了固化，為深井提高施工效率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.2 加強(qiáng)設(shè)備改造，實(shí)現(xiàn)高壓鉆井對于深部地層鉆速慢的難題，在對破巖效率的主要工具鉆

6、頭進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)的同時(shí)，還要對鉆井施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，主要是強(qiáng)化施工中的鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆井排量。對于鉆井排量來說，要實(shí)現(xiàn)循環(huán)壓力35兆帕以上的鉆井施工，就要對對面循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行改造與升級，保證實(shí)現(xiàn)高壓噴射鉆井，極大地發(fā)揮水力參數(shù)的作用，提高深部地層的機(jī)械鉆速和單只鉆頭進(jìn)尺，提高行程鉆速。2.3 應(yīng)用提速工具，拓展pdc鉆頭應(yīng)用空間深井鉆井效率的一個(gè)非常大的影響因素就是有些深部研磨性強(qiáng)的地層限制了pdc鉆頭的應(yīng)用，這也是廣大科技人員研究的重點(diǎn)。在近些年來深井鉆井速度和pdc鉆頭應(yīng)用空間得到拓展，主要得益于渦輪鉆具的使用和液動(dòng)旋沖工具的使用，特別是旋沖工具能夠解決pdc鉆頭的黏滑問題，使有些研磨性強(qiáng)

7、的地層也能夠使用pdc鉆頭，提高了機(jī)械鉆速和鉆井效率。2.4 應(yīng)用抗高溫鉆井液體系鉆井液是鉆井工程中不可缺少的血液，鉆井液性能的好壞直接關(guān)系到鉆井工程的成敗。特別是在深井鉆井施工過程中，井底溫度特別高，如果鉆井液的抗高溫性能不佳，那么就會影響鉆井液的流變性能和抑制性能，引起井壁失穩(wěn)坍塌，所以深井對鉆井液的抗高溫性能提出了非常高的要求。比如大慶油田為了解決鉆井液的抗高溫性能，經(jīng)過多年的室內(nèi)研究與現(xiàn)場試驗(yàn)，成功研制了抗220度的高溫水基鉆井液，現(xiàn)場應(yīng)用20余口井，效果良好。2.5 提高固井質(zhì)量對策在固井施工前，對深井施工中所測得的地質(zhì)壓力和孔隙壓力情況進(jìn)行，為水泥漿體系密度的優(yōu)化提供先決條件。對井

8、底溫度波動(dòng)極其敏感的井可采用計(jì)算機(jī)模擬來建立井下溫度分布數(shù)學(xué)模型，模擬注水泥條件下或鉆井循環(huán)過程中井下循環(huán)溫度分布。固井作業(yè)前充分循環(huán)鉆井液并調(diào)整好性能，在保證井下穩(wěn)定、滿足攜砂的條件下，盡可能降低鉆井液的流變性和屈服強(qiáng)度，以達(dá)到提高頂替效率的要求;選擇最優(yōu)頂替排量，設(shè)計(jì)最佳扶正器數(shù)量及位置，使用優(yōu)質(zhì)沖洗液和隔離液。3 結(jié)論與建議在深井鉆完井方面廣大科技人員經(jīng)過不斷地努力攻關(guān)，在鉆井速度和固井質(zhì)量方面雖然取得了一些成績，但是有些地層的pdc鉆頭使用仍然受到限制，還不能很好地滿足深井鉆井的需求，因此在下步的工作中要推廣成熟的深井鉆井提速、提質(zhì)、提效配套技術(shù)的同時(shí)，還有聯(lián)合鉆頭廠家和科研院所持續(xù)對深部地層pdc鉆頭使用進(jìn)行攻關(guān)，力爭有