元坝124井超深井钻井关键技术

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2ol2年5月第34卷第5期JournalofOilandGasTechnologyMay2012Vo1．34No·5元坝124井超深井钻井关键技术赵洪山(胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)[摘要]元坝地区地质因素复杂，存在陆相地层厚度大、砂泥岩互层频繁、可钻性差以及自流井组一须家河组地层超高压、压力窗口窄等特点，所钻井普遍存在溢流、井漏、垮塌等复杂和事故，机械钻速低，施工周期长。元坝124井是元坝地区的一口重点预探井，钻井过程中先后实

2、践应用了气体钻井、控压钻井等多项新技术，创造了元坝区块钻井周期最短、机械钻速最高等多项记录。除了我国超深井自身气体钻井、控压钻井技术水平较以前有了大幅度提升外，下部陆相地层引进了Smith公司“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”技术、海相地层应用了“国民油井抗高温螺杆+贝克休斯高效PDC钻头”复合钻井，显著提高了机械钻速，有效缩短了该井钻井周期。该井平均机械钻速2．8m／h，钻井周期253．84d，是目前元坝地区钻井周期最短的一口。[关键词]超深井；气体钻井；控压钻井；复合钻井；孕镶金刚石钻头[中图分类号]TE

3、24[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2Ol2)05—0091—04元坝地区位于九龙山构造带南翼、通南巴背斜带西南侧、处于川中古隆起的北部斜坡，属于元坝低缓构造带的主体部分，具有发育大型礁滩相储层的沉积背景，是川气东送工程的重要能源接替阵地。元坝124井作为探区一口重点预探井，设计井深7120m，于2010年4月22日3：O0开始打导眼，截止到2010年l2月31日23：10三开钻至7032．49m全井完钻。全井平均机械钻速2．8m／h，钻井周期253．84d，创造了元坝区块钻井周期最短、

4、机械钻速最高等多项记录。与之前元坝地区钻井指标最好的元坝1井相比，全井平均机械钻速提高达40，钻井周期缩短了42d，为今后元坝地区的钻井施工积累了宝贵的经验。1元坝地区钻井技术难点分析元坝地区垂向上复杂地层较多，钻进过程中地层不稳定，易发生井漏、塌、斜等复杂情况，钻井施工难度较大口]。综合邻井资料分析，元坝124井钻井施工主要存在以下技术难点：1)剑门关组地层多存在裂缝性漏层，且多数井上部有微出水层。2)上沙溪庙组地层上部的微出水层，其承压不高，钻井液密度超过1．90g／cm。时易漏；底部存在垮塌层，空

5、气钻井难以实施。3)自流井组一须家河组复杂地层有3个特点：①油气藏多为裂缝性气藏，钻遇高压层泥浆密度2．1Og／cm。才能平衡地层压力，压力窗口窄，压井时易出现喷、漏同存；②自流井组与须家河组地层的砂砾岩层可钻性极差，机械钻速低、易发生钻具和钻头事故；③泥岩段不稳定，易出现掉块卡钻。4)嘉陵江组地层多井钻遇高压盐水层，对钻井速度造成了一定影响。5)雷口坡组、茅口组和栖霞组地层局部有存在高压气层的可能。6)长井段、复杂压力体系、复杂地层条件下钻井液维护和固井施工难度大。2元坝124井钻井关键技术针对上述钻

6、井技术难题，坚持科学钻井的原则，一方面通过优化设计合理的井身结构，针对不同地[收稿日期]2011—09—15-[基金项目]中国石油化工股份有限公司项目(G12303—2010-QT一08)。[作者简介]赵洪山(1980一)，男，2002年大学毕业，博士，工程师，现主要从事钻井工艺、油气井管柱力学方面的研究。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报*油气田开发工程2012年5月层特点优选出合适的钻头类型，以及加强气体钻井、控压钻井技术的研究攻关；另一方面尝试引进并应用国外新技术新工艺，例如Smi

7、th公司涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头、国民油井抗高温螺杆配合贝克休斯HCD506ZX高效PDC钻头复合钻井，通过制定合理的施工方案和措施，元坝124井的超深井钻井取得了不错的应用效果。2．1井身结构优化设计技术元坝探区钻井普遍较深，钻探茅原方案新方案口组的井已接近7500m，区域压力系不能有效封隔地统也十分复杂。2009年7月之前，主13-3／8inx20O0O0Om表水I●蓬遂莱宁镇组组}封隔疏松表层地表水要采用的井身结构是“508．0mm+不能封隔低承压层上沙溪庙组I13-3／8inx3200m下沙溪

8、庙组封隔上沙溪庙组低承压麽339．7mm+273．1mm+千佛岸组193．7mm+j2『146．1mm”，各开次下l0自流井组．3／4in~4500m须家河组深见图1“原方案”。该套井身结构存不能封隔低高压层雷口坡组四段在下面几个方面的问题l6]：①导管l0—3／4inx52OOm雷口坡组三四段下深浅，不能有效封隔疏松表层及地—一段封隔陆相高压层和复杂层表水，导致导管钻进过程中发生多次渗漏，并严重影响了下一开次井段空7—5嘉／8i陵nx江6