古潜山片麻岩油藏钻井技术难点及对策

油气勘察
古潜山片麻岩油藏钻井技术难点及对策
徐海祥 中石化新疆新春石油开发有限责任公司
【摘 要】本文立足某区块古潜山构造带片麻岩油藏开发存在的岩层硬度强、可钻性差、缝隙发育易漏失等钻井技术难点，有针对性的在优选钻头、优选 钻井液、优选钻井工具等方面提出了技术对策。 【关键词】古潜山；片麻岩；技术措施
二、古潜山片麻岩油藏钻井施工 技术对策
１．优选钻头。在牙轮钻头选择上， 部分片麻岩井段钻进中选择应用过 ＨＪＴ５３７Ｇ和ＨＪＴ５１７Ｇ型牙轮钻头，但钻 进中纯钻时间较短，钻头存在严重磨 损，经常遇到牙轮脱落等故障，说明该 类牙轮钻头在片麻岩地层不适用。后期 应用过ＨＪＴ６１７Ｇ和ＨＪＴ６３７Ｇ型钻头及６３７ 系列ＭＸＬ－ＤＳ５５ＤＸ型钻头，特别是６３７ 系列钻头在片麻岩地层具有较强应用优 势：配套单金属密封轴承，增强了钻头 稳定性和使用寿命，在润滑系统应用全 合成润滑油脂平衡补偿，使轴承在井下 磨损和高温高压环境下润滑有效性较 强，增设外排金刚石复合片保径和外排 加强措施，增强了钻具在高研磨地层的 抗磨性，利用金刚石复合片对牙爪进行 加强保护，提升了轴承耐磨损性，牙掌 敷焊有利于保护钻进中高速旋转。
可应用扭力发生器，该工具可将钻 井液能量转化为冲击能量，这种能量是 均匀稳定的高频扭向作用力，传递到钻 头后能消除钻头在钻进中的振动问题， 改善破岩方式，实现以冲击破碎为主、 旋转剪切破碎为辅，有利于提升井筒质 量和钻井速度。
可应用涡轮钻具进行复合钻进，借 助动液式马达提供的动力和持续高压钻 井液流，经涡轮后产生“压降效应”， 实现由液力压力能和动能向旋转机械 能 转 换 ， 实 现 能 量 按 涡 轮 轴 —— 挠 性 轴——传动轴的方向传递，驱动钻头钻 进。涡轮钻具转速高达１４００ｒ／ｍｉｎ，能 持续提供稳定高转速，可减缓井下钻具 振动，避免引发工具胎体断裂、钻头碎 齿、掉齿等问题，延长钻具使用寿命。 涡轮钻具因无需配套橡胶件等，一般能 连续在井下运转４００－１０００ｈ。
孕镶金刚石钻头在片麻岩地层钻 进优势明显，因钻头本体内镶嵌有金刚
石，降低了钻进中金刚石退化度，钻头 与金刚石交叠设计确保了钻头与井底岩 层实现全面接触。因金刚石耐磨性较 高，特别适用于高转速钻进，在片麻岩 地层钻进中优势明显，特别是在深层和 非均质性较强地层中具有显著优势。
２．优选钻井液。在油气保护技术 中，针对古潜山片麻岩地层孔洞和缝隙 发育完全、尺寸多样，大多是油气储集 空间的特点进行设计。因这些孔隙都 是油气储集带或运移通道，钻进中遇外 在杂质侵入会造成堵塞，产生永久性 伤害，对后期采油作业产生不利。钻进 中必须优选适宜区块地层的低固相或无 固相钻井液体系进行应用，在储层钻开 前，就利用耐高温聚合物无固相钻井液 体系将技术套管内的钻井液进行替换， 通过近平衡钻井技术将储层打开。钻井 液体系主要包含清水、暂堵剂和耐高温 聚合物增粘剂，为优化钻井液体系流变 性，可添加ＳＪ－Ｉ、ＰＡＣ等物质，确保钻 井液性质稳定。
分析存在这些钻井难点的原因， 主要是片麻岩属于典型变质岩，以石 英、长石和云母等类型为主，长石和石 英含量占一半以上，地层压实程度较 高、岩层结构致密坚硬，抗扭破力超过 １７６ＭＰａ，坚硬岩层造成“跳钻”严重， 钻头先期失效影响机械钻速提升。
古潜山构造地层压力系数比较低，易 出现漏失，钻井液中需使用低密度无固相 钻井液体系，滤失性较差，在钻井中井壁 很难形成滤饼，钻进中钻具与井壁存在严 重碰撞和摩擦，钻具易出现磨损、破裂等 问题。钻具在与井壁摩擦中还有自转，疲 劳点集中，长期受力易加重钻具疲劳损害 程度，降低设备使用寿命。
可应用水力脉冲发射器，该工具主 要设置中钻头的上方，可将水力的脉动 效应转化为冲击作用力，这种作用力是 周期性的，作用在钻头上可使钻头在旋 转钻进中产生振动效应，使岩屑不断翻 转，使井底清洁度提高，能减缓因“压 持效应”造成的岩石重复切割、影响钻 速的问题。配合钻井液惯性作用，会使 钻头的下方到井底空间内形成“负压区 域”，能改善井底岩层和钻头附近岩层 受力状况，有利于提升钻速。该工具既 可单独使用，辅助进行水力脉冲空化射 流钻井，也可配合动力钻具进行复合钻 井。
一、古潜山片麻岩油藏钻井施工 技术难点
古潜山地带片麻岩具有岩层研磨性 差、硬度强的特点，影响了钻井速度提 升。当前常用ＰＤＣ钻头在片麻岩中并不 适用，在钻头选择上存在困难。在该类 地层钻进中，易出现“跳钻”现象和钻 具、钻头等井下钻井工具故障。该类地 层还广泛发育孔洞等缝隙结构，钻井中 易漏失，在钻井液应用需要注意。
三、结论 综上所述，古潜山片麻岩因特殊岩 性，在钻井中存在一些技术难点，通过 有针对性的进行钻头、钻具和钻井液的 优选，采取相应技术措施，可显著提升 钻井速度和质量。
参考文献：
[1]刘金华,刘四海,陈小锋,赵素011(01).
[2]钱宝娟.兴隆台古潜山储层特征及成藏条件研
应注重应用承压暂堵技术。对压 力系数在０．６－１范围内的低压地层，可 采取低密度钻井液辅助钻进方式，对漏 失井段可在钻井液中适量添加贝壳渣、 超细碳酸钙等酸溶性物质，以及屏蔽暂 堵材料、单向封闭剂等。对漏失层进行 封堵，便于在井筒内建立循环，实现继 续钻进和保护储层的目的。在钻井完成 后试采中，暂堵材料可酸化或被返排出 来，从而达到油气储层保护的目标。
３．优选钻井工具。可应用水力加压 器，主要针对“跳钻”频繁造成的钻头 与井底接触时受力状况不均匀引发钻头 先期失效问题，通过循环泵提供泵压驱 动水力加压装置运转，实现由液压能向 钻压转化。该工具产生的钻压与活塞级 数、面积和钻头压降存在关联，不受活 塞行程影响。该工具加压方式属液力型 的柔性加压，并非常规钻铤给予钻头的 刚性加压，避免了送钻不均匀和跳钻等 问题，能持续稳定提供可控钻压。该装 置还能改善钻具受力状态，使钻头与井 底受力均匀，加强对钻具的导向性，增 长钻具稳定性，能实现高速高质量防斜 打直钻进。