鹿页1井施工案例分析

鹿页1井施工案例分析

张再民

重庆一三六地质队

摘要：本文介绍了鹿页1井工程概况，重点阐述了该井钻进工艺及复杂情况处理技术，鹿页1井完井深度2555.18米，完钻口径127mm，采用绳索取芯钻进工艺，完成了工程设计各项指标任务。施工中遇到的各种复杂问题均得到了很好的解决，形成了一套深孔复杂问题处理技术体系。

关键词：页岩气调查井   深井   复杂情况

1 工程概况

钻遇地层为：

寒武系上统-中统洗象池组：岩性以泥晶白云岩为主，中下部发育少量灰质云岩。岩性致密，孔隙不发育。地层倾角55-40°。

寒武系中高台组：岩性主要为薄层灰质、白云质砂泥岩与薄-中层云质灰岩、灰岩及膏质云岩、云质膏盐互层，厚层膏盐不发育。地层倾角45-35°。

寒武系下统龙王庙组：上段主要为粉晶云岩、中部为砂屑-生屑云岩、下段为泥粉晶云岩，底部为云质灰岩、泥晶灰岩。防井涌、气涌。

寒武系下统沧浪铺组：岩性主要为粉砂岩、泥质粉砂岩夹白云岩。中-下部发育2套云岩段。防垮塌。

寒武系下统筇竹寺组（水井沱组）：岩性主要为泥岩、粉砂质页岩、炭质页岩。为目的层段，注意取全岩心，防气涌、防垮塌。

震旦系上统灯影组：上部：薄层硅质岩夹白云岩。防气涌、井涌。

钻入灯影组10m后完钻。

2 钻井设计要求

   （1）井型：直井；

   （2）设计井深：前期设计井深1950米，因没有达到地质目的，后期加深600米，设计井深为2550米。

   （3）井斜：小于5°，保证测井仪器能顺利到达井底。

   （4）井径：大于110mm。

   （5）取芯收获率：全井段取芯，取芯收获率≥85%，岩心直径≥75mm。

3 钻井施工技术

3.1 钻探设备选型及配套

钻探设备根据钻井目的、施工交通环境条件、钻探方法、钻井井深、井径、岩心直径等综合确定。最终选取DB30钻机进行钻进施工。

3.2 井身结构

鹿页1井根据地层特征，周边调查情况，结合钻具级配，最终行成三级套管四级井径的井身结构。

开孔采用φ170mm单管取芯钻进，轻压慢转，保证井眼垂直。钻进至基岩后下入19.8米φ168mm的表层套管。然后使用JS127金刚石绳索取芯钻进。钻进过程中，井深30-50米段出现缩径、垮塌现象；井深80.21米处出现全漏失现象；井深90-103米段出现垮塌严重现象；井深400-493米段出现漏失严重现象。针对这些井内复杂情况，结合设备性能和钻具级配，一开逐级扩孔至φ203mm，扩孔井深60.92米，下入60.92米φ194mm套管，主要是为了挡缩径及垮塌段。

二开逐级扩孔至φ170mm，扩孔井深104.39米，下入104.39米φ168mm套管，主要是为了挡漏失及垮塌段。

三开采用φ150mm扩孔至493.5米，下入493.5米φ146mm套管，主要是为了挡漏失段，保证绳索取芯正常钻进。

四开采用φ127mm绳索取芯钻进，钻至1950米，因没有达到地质目的，继续钻进施工600米，终孔井深2555.18米。

3.3 钻井液使用

鹿页1井不允许加入任何含油、含荧光灯能影响页岩气评价样品分析化验结果的处理剂和添加剂。根据本井钻井地层岩性，结合钻进施工情况，一开开始为清水，后根据施工情况逐渐转换为无固相泥浆，主要加入主要加入羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺等聚合物，保证钻井液携带岩屑能力和润滑性能。二开三开同样采用无固相泥浆钻进。四开700米前采用无固相泥浆钻进，钻进至700米后，因泥浆携带岩屑能力变弱，井壁掉块增多，将泥浆转换为低固相泥浆，增加了钻井液的比重和粘度，保持井壁稳定，保证岩屑携带能力。在钻进至2200米后，井内涌水逐渐变大，井内泥浆在停钻打捞岩心时会变质，泥浆性能维护带来很大困难，结合绳索取芯工艺特点，将泥浆比重再次提高，改变泥浆的流动性，最终顺利完钻。在四开钻进期间，还多次钻遇泥浆漏失等现象，加入堵漏剂及锯末面等惰性堵漏材料改变泥浆为堵漏泥浆，取得了很好的堵漏效果。

无固相泥浆基础性能指标：密度1.01-1.03g/cm3,粘度18-20s，PH值8.5-9。

低固相泥浆基础性能指标：密度1.04-1.08g/cm3,粘度23-26s，PH值9-10。

压涌期间泥浆基础性能指标：密度1.1-1.12g/cm3,粘度30-35s，PH值9-10。

4 钻井质量控制措施

（1）根据设备安装规范要求，结合现场实际地层软弱不均，采用混凝土地基，保证地基基础牢固，避免不均匀沉降；

（2）设备安装时钻塔天车、回转器轴线和钻孔中心应处于同一条直线。

（3）采用“以满保直、以刚保直”防斜原则，选用粗径钻具+扩孔器防斜钻具组合进行施工。开孔钻进采用轻压慢转，控制开孔段井斜。

（4）本井测斜仪器为KXP-2P数字测斜仪，坚持钻进100米测斜一次，且井深前200米加密测斜；

（5）在起钻过程中观察钻具磨损和弯曲情况，对不合格钻具进行更换；

（6）根据地层情况及时调整钻进参数，防止井斜变化大。

（7）一开、二开、三开在逐级扩孔过程中，都必须带导向进行施工，防止井斜变化过大。

5 复杂情况处理

在鹿页1井施工过程中，出现了井漏、井涌等孔内复杂情况，还多次遇到重复打捞取芯、非正常起下大钻等复杂问题。这些事故和问题均得到了妥善的解决，确保了钻井工作的顺利进行。

5.1 井漏复杂情况处理

鹿页1井在80.21米处出现全漏失现象，采用水泥浆封堵后钻穿水泥塞时继续漏失，后继续钻进，并逐级扩后下入φ168mm套管进行封堵。

400-493米井段漏失严重，消耗量大，采用φ150mm扩孔下入φ146mm套管进行封堵。

其他井段部分漏失情况，采用向泥浆中添加堵漏剂和锯末面等堵漏材料后能有效封堵。

5.2 井涌复杂情况处理

在钻进至2200米后，井内涌水逐渐增大，停转打捞岩心期间，钻杆内一直向外涌水，采用加大泥浆密度至1.10-1.12，但还是不能完全压涌，若继续加大泥浆比重，粘度太高，会出现憋泵等问题。所以后续一直维持泥浆比重在1.10左右，顺利完成施工。

5.3 H2S复杂情况处理

在钻进至1219米时，孔内返出泥浆变为青绿色，有臭味，泥浆PH值由9变为6，井队第一时间按涌硫化氢事故进行应急处理，解除警报后，调整泥浆性能，充分循环泥浆正常后在继续钻进，但是正常钻进时泥浆消耗量过大，采用水泥浆封堵后继续钻进。

6 实钻效果分析

6.1 钻井效率

鹿页1井因前期施工中多次出现垮塌、漏失等孔内事故，反复扩孔下套管处理，影响了钻井效率。前一阶段0-1950米施工周期为189天，其中纯钻时间835h，纯钻时效22.40%，平均机械钻速2.34m/h。生产时间2899.67h，生产时效77.77%；非生产时间829.83h，非生产时效22.23%。钻探效率309.53m/台月。

后一阶段1950-2555米施工周期为64天。钻探效率284.11m/台月；全井纯钻时间291.50h，纯钻时效19.16%，平均机械钻速2.08m/h。生产时间1407.33h，生产时效92.51%；非生产时间114h，非生产时效7.49%。

该井前一阶段施工中辅助时间占比较大，主要原因是在一开、二开时因地层原因导致频繁的扩孔、起下套管，四开钻进中，因钻孔漏失、外部流体侵入污染泥浆，为保证正常施工，花费大量的时间对钻孔进行堵漏和泥浆性能维护工作。

鹿页1井后一阶段生产时间占比较大，但因钻孔深度加大，打捞岩芯时间、起下大钻时间较长，因此造成钻孔辅助时间占比较大。

6.2 岩心采取率

鹿页1井完井井深2555.18米，取芯回次数为700回次，全井岩心总长度为2505米，平均每回次收获岩心3.58米。全井岩心采取率为98%，目的层岩心采取率为99.66%。完全满足地质设计要求的岩心采取率≥85%。

6.3 井斜

鹿页1井井型为直井，连续测斜井段在2550m处井斜为4.65°，方位角156.01°，其中最大井斜位于2400米处，井斜为4.93°。

7 结语

鹿页1井按照地质设计要求顺利完井，完钻井深2555.18米，完钻口径为127mm，全井岩心采取率为98%，最大井斜为4.93°，各项技术指标均满足地质设计要求。

鹿页1井是目前川渝地区127mm口径绳索取芯最深的井，施工遇到的井漏、垮塌、涌水、重复打捞岩心等问题得到了很好的解决，行成了一套深井绳索取芯施工的复杂问题处理方法。

参考文献：

[1]黄晟辉,奎中. 湘永地1井钻进施工及事故处理技术[J]. 探矿工程（

岩土钻掘工程）,2019,46(2):23-29.

[2]DZ/T 0227-2010，地质岩心钻探规程[S].