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最新实践！四川盆地深层页岩气水平井钻井要害手艺！平均井深5601m、水平段长1884m，，，，，，，，钻井周期缩短14.5%！

2021.09.16
油煤方

泸州区块位于川南地区低陡结构带，，，，，，，，目的层龙马溪组底界埋深普遍在3500.00~4500.00m，，，，，，，，由北往南逐渐变深。。。。。。。2019年泸州区块垂深3890.00m的泸203井测试产宇量达138.00万m?/d，，，，，，，，为海内

首口测试日产宇量凌驾百万立方米的深层页岩气标杆井。。。。。。。由于深层页岩气开发处于起步阶段，，，，，，，，钻完井配套手艺处于探索阶段，，，，，，，，现在主要借鉴长宁、威远等中深层页岩气钻完手艺。。。。。。。樊好福等人开展了高造斜率螺杆钻具镌汰滑动进尺、水平段应用控压钻井手艺降低钻井液密度的研究，，，，，，，，臧艳彬等人开展了井身结构优化，，，，，，，，试验了水力加压器和射流攻击器等提速工具、复合钻头、控压钻井等手艺，，，，，，，，均取得了较好的提速效果。。。。。。。

然而，，，，，，，，泸州深层页岩气钻井仍然保存特殊岩性地层可钻性差、地层温度高影响旋转导向寿命短、目的层断层发育导致轨�？？？？？？？？刂颇讯雀叩饶训悖�，，，，，，，导致机械钻速低、钻井周期长、事故重大率高，，，，，，，，钻完井本钱居高不下。。。。。。。为此，，，，，，，，优化了井身结构和井眼轨道，，，，，，，，优选了井眼轨�？？？？？？？？刂剖忠蘸透咝阅苡突昃海�，，，，，，，规模唬�；；；；；乒阕昃崴偬嵝Чぞ呒笆忠眨�，，，，，，，开展地面降温装备先导试验，，，，，，，，推广应用了泸州深层页岩气水平井钻井要害手艺，，，，，，，，大幅缩短钻井周期，，，，，，，，取得了显著效果。。。。。。。

二、钻井要害手艺

1、井身结构优化

综合思量地层压力、必封点、钻井施工难度、钻机负载、井下危害、经济性等因素，，，，，，，，优化了泸州深层页岩气水平井井身结构。。。。。。。在包管实现地质目的和清静的条件下，，，，，，，，尽可能镌汰套管条理、缩短裸眼段长度、降低摩阻扭矩，，，，，，，，为清静高效钻完井提供基础。。。。。。。泸州区块深层页岩气水平井接纳导眼+三开井身结构，，，，，，，，如图1所示。。。。。。。φ508.00mm导管一样平常下至井深50.00m左右，，，，，，，，封隔风化漏层及垮塌层，，，，，，，，思量井控可适当加深；；；；；；；φ339.70mm表层套管一样平常下至须家河组顶10.00~30.00m，，，，，，，，封隔上部漏层、垮塌层和浅层气，，，，，，，，思量井控需要可加深至须四段中下部；；；；；；；φ244.50mm手艺套管一样平常下至韩家店组顶部30.00~50.00m左右，，，，，，，，封隔上部漏、垮、喷等重大层段及含硫气层，，，，，，，，若在长兴组、龙潭组、茅口组等层段钻遇重大情形，，，，，，，，统一井段钻井液密度难以兼顾溢、漏重大，，，，，，，，可浅下套管至栖霞顶；；；；；；；φ139.70mm生产套管封固龙马溪目的层。。。。。。。

2、井眼轨道优化与控制手艺

前期接纳的三维井眼轨道施工难度大、井下危害高、增井斜扭方位速率慢，，，，，，，，严重影响钻井周期。。。。。。。因此，，，，，，，，综合思量丛式井防碰、摩阻扭矩、轨�？？？？？？？？刂颇讯取⒆昃俾实纫蛩兀�，，，，，，，将之前的三维轨道设计优化为双二维井眼轨道，，，，，，，，多接纳“直-增-稳-降-直-增-平”剖面类型，，，，，，，，上部井段控制全角转变率1.00°~2.50°/30m，，，，，，，，入窗井段控制全角转变率4.00~6.00°/30m，，，，，，，，水平段控制全角转变率不大于3.00°/30.00m。。。。。。。与三维井眼轨道相比，，，，，，，，“双二维”井眼轨道的钻进扭矩降低7.0%~14.0%、摩阻降低11.5%~16.5%。。。。。。。

兼顾清静、钻井速率和钻井本钱，，，，，，，，将水平段划分为3个阶段，，，，，，，，即钻井参数释放提速阶段、钻井提速与危害兼顾阶段、危害削减阶段，，，，，，，，如表1所示。。。。。。。钻井参数释放提速阶段一样平常是指水平段长度小余1000.00m井段，，，，，，，，该阶段钻井装备能力富足，，，，，，，，井下危害低，，，，，，，，以钻井提速为主，，，，，，，，选用旋转导向配合大扭矩长寿命直螺杆控制轨迹。。。。。。。钻井提速与危害兼顾阶段一样平常指水平段长度为1000.00~1500.00m的井段，，，，，，，，该井段钻井装备能力富余量降低、井下危害逐步升高，，，，，，，，需要兼顾钻井提速和井下危害。。。。。。。若评估井下危害较�。。。。。。。�，，，，，，，则以钻井提速为主，，，，，，，，选用旋转导向配合大扭矩长寿命直螺杆控制轨迹；；；；；；；若评估井下危害较大，，，，，，，，则以降低钻井危害为主，，，，，，，，选用旋转导向控制轨迹。。。。。。。危害削减阶段一样平常指水平段长度凌驾1500.00m的井段，，，，，，，，该阶段钻井装备能力基本抵达极限、井下危害较高，，，，，，，，以降低钻井危害为主。。。。。。。若评估井下危害较小时，，，，，，，，选用旋转导向控制轨迹；；；；；；；若评估井下危害较大时，，，，，，，，选用近钻头伽马配合1.50°无稳固器弯螺杆和水力振荡器控制轨迹。。。。。。。

3、钻井提速工具优选及钻头优化

（1）钻井提速工具优选。。。。。。。须家河地层石英含量高，，，，，，，，粒度小、硬度高，，，，，，，，平均机械钻速仅为2.00~3.00m/h。。。。。。。剖析批注钻速低的原由于：通例PDC钻头难以吃入硬地层，，，，，，，，粘滑效应显着，，，，，，，，钻头及钻柱振动大，，，，，，，，易造成钻头崩齿；；；；；；；通例PDC钻头攻击性和抗攻击性差，，，，，，，，知足不了提速需求。。。。。。。为此，，，，，，，，选用“3刀翼PDC+3牙轮”复合钻头与水力加压器配合，，，，，，，，复合钻头的牙轮楔形齿提高了钻头的抗攻击性，，，，，，，，双排布齿的PDC刀翼提高了切削效率和耐磨性能；；；；；；；水力加压器通过液压的方法吸收钻柱轴向振动，，，，，，，，镌汰钻头攻击崩齿。。。。。。。

（2）PDC钻头优化设计。。。。。。。龙潭组地层铁质含量高，，，，，，，，研磨性强，，，，，，，，通例PDC钻头易磨损。。。。。。。石牛栏组岩性以深灰色石灰岩、泥质灰岩为主，，，，，，，，硬度高，，，，，，，，通例PDC钻头难以吃入地层。。。。。。。综合思量龙潭组铁质含量、夹煤层的特点，，，，，，，，设计了6翼双排齿PDC钻头，，，，，，，，φ16.00mm和φ13.00mm切削齿混淆布齿，，，，，，，，后排齿接纳圆锥齿，，，，，，，，以提高钻头的攻击性和穿夹层的能力。。。。。。。着重思量石牛栏组钻头攻击性，，，，，，，，设计了5刀翼φ16.00mm切削齿PDC钻头，，，，，，，，接纳小后倾角设计，，，，，，，，增强钻头的攻击性，，，，，，，，提高机械钻速。。。。。。。

三、现场试验

在泸州区块4口井中试验了该要害手艺，，，，，，，，平均井深5601.00m、水平段长1884.00m，，，，，，，，钻井历程中未爆发井下故障，，，，，，，，机械钻速6.28m/h，，，，，，，，钻井周期110.06d，，，，，，，，整体效果优异，，，，，，，，并创海内深层页岩气水平段最长的（2550.00m）纪录。。。。。。。与未使用该项手艺的井相比，，，，，，，，机械钻速提高5.5%，，，，，，，，钻井周期缩短14.5%。。。。。。。以B井为例，，，，，，，，详细说明该手艺的应用情形。。。。。。。

B井设计完钻井深5383.00m，，，，，，，，垂深3610.21m，，，，，，，，展望井底温度150.00℃，，，，，，，，接纳三开井身结构，，，，，，，，一开使用水力加压器+复合钻头，，，，，，，，平均机械钻速抵达12.71m/h，，，，，，，，较邻井提速19.3%。。。。。。。水平段使用OBM油基钻井液系统，，，，，，，，钻井液密度控制在2.10~2.20kg/L，，，，，，，，塑性黏度控制在75.00~80.00mPa.s，，，，，，，，破乳电压控制在950.00V以上，，，，，，，，油水比88.00~95.00，，，，，，，，高温高压滤失量1.50~2.00mL，，，，，，，，知足水平段防塌、润滑、防卡要求，，，，，，，，包管水平段清静高效钻井。。。。。。。水平段自井深4300.00m最先使用地面降温系统，，，，，，，，处置惩罚量1.20m?/min，，，，，，，，井底循环温度由128.0℃降至124.0℃。。。。。。。钻至完钻井深5437.00m时，，，，，，，，处置惩罚量1.80m?/min，，，，，，，，井底循环温度由134.00℃降至129.00℃，，，，，，，，包管了常温旋转导向系统的正常事情。。。。。。。该井2612.00~5251.00m井段旋转导向钻井系统与长寿命大扭矩螺杆配合控制井眼轨迹，，，，，，，，5251.00~5437.00m井段接纳近钻头地质导向系统、1.50°弯角螺杆钻具和水力振荡器控制井眼轨迹，，，，，，，，顺遂完成水平段钻进，，，，，，，，最大全角转变率6.13°/30m，，，，，，，，水平段机械钻速高达6.95m/h。。。。。。。

四、结论与建议

（1）针对四川盆地深层页岩气水平井钻井保存的手艺难点，，，，，，，，通过优化井身结构和井眼轨道、凭证井下危害优选井眼轨�？？？？？？？？刂剖忠铡⒂呕そ杲问⒂叛〖跽鸷透咝蒲姨崴俟ぞ摺⑹褂玫孛娼滴伦氨赴苄颊Ｊ虑椋�，，，，，，，形成了深层页岩气水平井钻井要害手艺。。。。。。。

（2） “大钻压、高转速、大排量”激进式钻井参数有利于提高钻井速率和井眼清洁效率。。。。。。。综合思量提速效果、钻具清静、装备能力，，，，，，，，推荐水平段钻进最大钻压150.00kN、转速120.00rpm、排量35.00L/s。。。。。。。

（3）现场试验批注，，，，，，，，深层页岩气水平井钻井要害手艺可以解决四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井保存的手艺难点。。。。。。。

（4）钻井液地面降温系统基本能够知足井下循环温度小于130.0℃的井段常温旋导正常事情，，，，，，，，可是随着井下温度升高，，，，，，，，常温旋导工具使用将受限。。。。。。。建议加速耐高温旋转导向系统的引进和研发事情，，，，，，，，以知足深层页岩气清静高效开发的需求。。。。。。。

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