冀中高家堡油田家3断块钻井技术的探讨

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1、冀中高家堡油田家3断块钻井技术的探讨[摘要]冀中高家堡油田家3断块是华北油田后期提能增产的主力产区之一，但该区块地质构造复杂，油气埋藏深，下部膏泥岩导致钻井事故频发等客观因素的存在，严重制约着家3区块油气田的高效开发。为此，本人通过对家3区块井组实钻技术的研究，分别从井位优化，轨道设计，钻具组合，泥浆性能等方面加以探讨，提出家3区块钻井的关键技术，对该区块高效快速钻井具有一定的现场指导意义。[关键词]高家堡家3断块轨道设计钻具组合泥浆性能中图分类号：TE242文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）42

2、-0355-02随着华北油田中后期深度开发的到来，冀中高家堡油田家3断块是华北油田后期提能增产的主力产区之一，但该区地质风险大，开采难度高，钻井事故频发。严重影响着家3区块的产能建设。为此，本人通过对家3-20X、家3-23X、家3-30X等井组实钻技术的研究分析，分别从井位优化，轨道设计，钻具组合，钻井参数以及泥浆性能等方面加以探讨，提出家3区块安全快速的钻井技术，为后续该区块安全高效的钻井提供一定的现场指导意义。1家3断块简介11家3断块井身构造家3断块位于高家堡背斜的西北部，东南方向由高家堡断层与家29断块相隔

3、，高点埋深3660米，幅度300米，含油面积2.2Km2，该断块沙三上段为滨浅湖相沉积，砂层发育，岩性为长石细-粉砂岩为主。在井段（3300-3700m）的石膏层和灰色泥岩段，极易发生膏侵、垮塌、漏失等井下复杂事故，极大的增加了该区块的开采难度，影响着家3区块的产能建设。该区块的井身结构以家3-23X井为例，其井身结构示意图如图1所示，三开五段制井。2技术难点家3区块地质构造复杂，目的层埋藏深（3600-4000m），下部膏岩极易导致井壁垮塌，井壁掉块卡、膏侵、井漏等风险，且目前都是丛式井组，防碰任务严重。二开井眼大

4、（311.2mm），造斜率低等一些列问题，对于该区块的油气开采是一个不小的挑战。2.1工程施工难点（1）目的层埋藏深，家3区块平均井深接近3850m，开发难度大。（2）二开造斜段造斜率低，稳斜段较长，后期降斜段降斜时托压严重，滑动定向困难。（3）下直段较长，在漏失层前甩掉MWD仪器，距离中靶距离较远，且下直段井斜易斜下直段轨迹控制难度大。（4）丛式井组布局，防碰工作难度不小。11（5）后期电测，下套管作业风险大，容易出现井漏，井壁垮塌，井卡等事故。2.2地质施工难点家3断块地质分层以家3-20X井为列，其地质设计如表

5、1所示。由表1可以看出：（1）馆陶底砾岩存在漏失，螺泥岩，灰黑色炭质泥岩井段极易导致卡钻，井壁垮塌。（2）Es1段断层存在漏失，容易出现井壁坍塌事故。（3）Es2段含膏泥岩、膏岩、膏盐易垮，泥岩井眼缩径等井下事故。3.施工过程及技术分析家3断块由于地质原因，设计为三开井，本文主要从井位布局，井眼轨道优化，螺杆钻头选择，泥浆性能等方面加以分析研究。3.1丛式井井位布局11家3断块目前开始大规模的整装开采，丛式井组在规划布局时除了满足地质需求外，还要为后续的防碰留有余地，优化钻井次序，降低防碰难度。但在3-20X与整拖1

6、0m的家3-23X防碰设计中（如图所示），未充分考虑后续的防碰工作，两口井方位交叉，两口井的造斜点均为800m，导致该口井防碰难度加大。为了更好的做好这两口井的防碰，在家3-23X井施工中，扭方位控制上直段位移横向移动，但这样又导致下口井防碰任务加重。为此，丛式井规划布局时要考虑井位的钻井次序，根据方位优化井位，通过优选造斜点位置来优化防碰设计，降低现场施工风险。3.2定向井剖面设计该区块井身结构由于地层原因设计为三开井，为了满足地质需求，井型设计为五段制。钻遇沙河街地层后，尤其是在垂深超过3100m以后还会遭遇漏层

7、，石膏层和灰色泥岩段等多种复杂地层。根据目的层的位移来选择造斜点和稳斜井斜角。在目前的现场施工中，一般通过提高造斜点，降低稳斜段的井斜角来实现提高机械钻速，降低施工难度的目的，现场施工证明这种思路的轨道设计非常成功，目前完钻的家3-20X钻井周期29.83天，家3-11X钻井周期仅为21.88天，均比设计周期提前50%以上。但在设计时需要注意以下几方面：（1）造斜点太浅，前期造斜率无法满足现场施工要求，尤其是在二开311.2mm的大井眼中，设计造斜率不要超过3°/30m。（2）五段制井最大井斜角最好不超过20°，降低

8、后续降斜施工的难度，如果井斜过小不能满足地质要求，可以通过提高造斜点来增加水平位移，实现地质目的。11（3）该地区在垂深3100m以后地层复杂，为了避免在复杂地层中施工，降斜工作必须在进入复杂地层前完成。3.2钻具组合的优化该区块井深结构为三开五段制井，钻具组合的选择根据井深结构及轨迹控制的要求来合理选择，具体分析如下。3.2.2一开钻具组合优