控压钻井技术在印尼首口井作业中成功应用

李敬松

摘要：在元坝16井采用控压钻井技术发现了三层气层，提高了机械钻速，缩短了建井周期，降低了钻井成本。

关键词：控压钻井 ； 元坝16井 ； 机械钻速

【分类号】TE933.1

1 工程概况

元坝16井是四川盆地川中低缓构造带北斜坡元坝区块的一口预探井，主要目的层为上二叠统长兴组、下三叠统飞仙关组，兼探雷口坡组及陆相须家河组、自流井组。沙溪庙--须家河组地层岩性以砂岩与页岩互层为主，地层软硬交错，预测须家河组为异常高压，且须家河组地层存在可钻性差的特点。为提高沙溪庙--须家河地层的机械钻速，在该层位实施控压钻井。

2 控压钻井现场施工工艺

2.1 开钻前准备

2.1.1 φ339.7mm表层套管下至上沙溪庙组3027.71m，固井质量综合评价合格；套管头试压70MPa、φ339.7mm套管以1.41g/cm3井浆为试压介质试压16MPa、井控装置试压105MPa，均试压合格；储备加重材料：1150t。钻井液储备：密度1.20g/cm3轻钻井液400方，密度1.40g/cm3轻钻井液890方，密度1.75g/cm3重钻井液420方，密度2.2g/cm3重钻井液290方；钻进至井深3035米做地层压力破裂试验，计算地层当量承压密度为2.18g/cm3，均满足下步控压钻井施工要求。

2.1.2 川庆钻探工艺研究院技术人员编制了《元坝16井控压钻井施工设计》，就控压钻井技术措施、异常情况的应急处理、防喷防硫化氢井控安全应急预案等对现场监督、钻井、录井、钻井液服务人员进行了全面、详细的技术措施交底。

2.1.3 开钻前，进行了井队生产班组、控压钻井操作人员、录井、钻井液等全员参与的防喷、防硫化氢演练，达到了熟练操作的程度。

2.1.4 成立了元坝16井控压钻井现场施工领导小组。

2.2 控压钻井主要设备

井口控制装置：XFD35/21旋转控制头、旋转控制头动力站、控压钻井节流管汇、自动节流控制系统、回压泵、数据采集系统、数据采集系统工作间、旋转控制头安装操作辅助设备；地面处理设备：4.0MPa液气分离器（处理量：液300m3/h、气25000m3/h）、 自动点火装置、防回火装置、火炬；气防器具：正压式呼吸器、多功能气体检测仪、防爆对讲机等。

2.3 工艺流程

2.3.1 正常控压钻进时流程（井口压力在5MPa内时）

2.3.2 当井口压力超过或预计将超过5MPa时，控压现场值班人员与井队坐岗人员应及时通知司钻停止转动钻具、停泵，上提钻具，按“四.七”动作关井。关井后，钻井液通过井队标准节流管汇进行循环排气、调整钻井液或压井，流程如下：

2.4 钻具组合与钻井参数

2.4.1 钻具组合：

φ311.2mmHJT537GK+630×730+731×730浮阀+SJ-229减震器+φ228.6mmDC×6根+731×630+φ203.2mmDC×6根+631×630旁通阀+631×410+φ177.8mmDC×6根+411×520+φ139.7mmDP

2.4.2 钻进参数：

钻压：280kN转速：65rpm泵压：20MPa排量：45L/s

2.5 控压钻井实施情况

沙溪庙--千佛崖组地层岩性主要组成是泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩互层，夹灰色泥质粉砂岩、粉砂岩，砂泥岩软硬交错变化大，泥页岩或砂泥岩易水化剥蚀掉块、易塌。按照设计采用BPS黑色正电胶聚合醇钻井液体系，实际控制钻井液密度为1.15-1.40g/cm3。在控压钻进中共发现3个气层显示段，钻进过程中根据出口火焰高度、全烃显示、泥浆罐液面、钻井液密度、钻时等参数变化，控压1.5-4MPa钻进，出口火焰高2-3m，终止控压钻井后，逐步将钻井液密度提高到1.60g/cm3，经短程起下钻检验油气上窜速度达到起钻要求，结束控压钻井。

3 现场取得的主要成果

3.1 机械钻速有了显著的提高

元坝16井与同地区邻井对应井段常规钻井相比，机械钻速有了显著的提高。元坝16井控压井段平均机械钻速达1.57m/h，是元坝区块同类常规井2-3倍，达到了本井采用控压钻井提速的目的，缩短了钻井周期，有效地节约了钻井成本。

3.2 整个控压钻井过程中安全快速，有效的避免了井漏和压差卡钻等复杂情况。

4 结论与建议

4.1 通过对元坝16井上部沙溪庙和千佛崖地层实施控压钻井，我们有了以下认识：

1）元坝区块上部井段井壁稳定性好，完全能够采用控压方式钻进。川渝地区上部地层容易出现垮塌，但大多都属于水敏性垮塌及掉快，只要调整好钻井液性能，强化抑制，就能减轻甚至避免此现象。元坝区块沙溪庙--须家河井段井壁稳定性好，在上层套管封固上部井段后，完全具有开展控压钻井提速的先决条件，可以在元坝区块推广应用控压技术进行钻井提速。

2）控压钻井能有效地控制、减少或避免压差卡钻与井漏等井下复杂情况的发生。常规过平衡钻井不可避免地会引起钻井液的漏失，尤其在易漏层段更为严重，会造成进一步的事故和复杂，延长钻井周期，增加钻井成本。而控压由于井筒内钻井液液柱压力低于地层压力，从而可以大大降低井漏发生的几率、消除压差卡钻的问题。

4.2 通过元坝16井的控压提速钻进，我们针对元坝区块提速提出以下建议：

1）千佛崖以上地层基本无显示，所以应该严格控制钻井液密度值，减小井底的压持效应，在上部钻遇显示前尽可能提高机械钻速，为全井提速赢得先机。

2）控压钻井期间搞好泥浆的脱气、消泡工作，有利于维持泥浆入口密度，保证井筒内液柱压力的稳定，进而保证井底欠压值的相对稳定，也有利于泥浆泵、离心机等设备的正常上水，确保控压安全快速钻进。

3）合理的钻头选型，延长单只钻头使用时间，减少起下钻时效，也是提速的重点。二开Φ311.2mm井眼上部井段应用控压钻井技术，有效加快了机械钻速，但由于钻遇气层而终止控压钻进，如能进一步加强地质预测，尽量延长二开控压钻井段，将会显著缩短二开施工时间。

参考文献：

[1]《元坝16井钻井工程设计》