顺北71X井钻井提速工艺

顺北71X井钻井提速工艺

郭小合

中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司  新疆库尔勒市新华路52号中原钻井，邮编841000

摘要：顺北71X井通过整合成熟提速技术，发挥装备优势、强化参数，优化井眼轨迹控制，以111.65天的钻井周期钻达井深8542m完钻，创2021年中石化集团公司8000m以上井深钻井周期最短记录和集团公司定向井最深记录。本文通过对顺北71X井各开次钻井工艺分析，总结提速技术，为顺北后续开发提供借鉴。

关键词：顺北；钻井提速；堵漏；大斜度定向；

1顺北71X井钻井提速成果

顺北71X井是中石化西北油田分公司部署在塔里木盆地顺托果勒低隆北缓坡的一口四开制斜预探井，设计井深8233.84m，层位奥陶系鹰山组。

完钻井深8542m，垂深8024.66m，钻井周期111.65天，创顺北油田8000m以上钻井周期最短记录，是中石化最深定向井，也是顺北第二深井。

设计钻井周期196天，钻机月速1251.10m/台月，机械钻速5.48m/h，实际钻井周期132.74天，钻机月速1677.75m/台月，机械钻速9.01m/h，与设计相比钻井周期节约率32.28%。

2顺北71X井各开次钻井工艺

顺北71X井由我公司新配套的ZJ90D钻机90107钻井队承钻，配有P2200泥浆泵，设备的综合性能在探区位居前列。

2.1一开

一开钻遇第四系、库车组地层，岩性为砂岩、软泥岩，可钻性好，机械钻速高，一开使用一只444.5mmPDC钻头钻至中完井深1203m，短起下顺利，起钻通井后顺利下入一开套管。

2.2二开

二开311.2mm井眼，1203-5495m井段，钻遇新近系、白垩系、三叠系和二叠系地层。用时9.23天钻进至4972m二叠系。二开机速9.32m/h，比设计提高33%。

2.2.1二开提速工具和技术

2.2.1.1二叠系以上井段使用江钻的高效PDC+等壁厚大扭矩螺杆，排量达70L/s，，钻头复合转速233转/分钟，在欠压实、可钻性好的上部地层获得了较高的机速，两趟钻钻达二叠系漏层以上，平均机速26.71m/h，比邻井最快指标提高了64%。

2.2.1.2使用外径139.7mm×10.54mm大水眼非标钻具，降低管内流阻，提高钻头在井下的转速和扭矩，有效驱动钻头破岩。

2.2.1.3混合钻头融合了PDC和牙轮技术，结合了PDC切削齿的连续剪切特性，又具有牙轮压碎效应和稳定性，自4756m进入二叠系，钻至4972m发生失返性井漏，随后36次堵漏和强钻，在强钻堵漏过程中使用2只混合钻头，既降低了断裂带、裂缝复杂地层阻卡的风险，又提高了二叠系机速。

2.2.2二叠系堵漏技术

2.2.2.1防漏工艺

参考邻井二叠系防漏、堵漏情况，采取以下防漏工艺：（1）采用密度1.23g/cm3；（2）排量35-30L/s，降低环空循环压耗；（3）全井采用13%-15%的随钻堵漏浆（SDQ-98、石灰石、超细钙、竹纤维、刚性堵漏剂、单封、沥青粉）钻进，提高随钻封堵能力；（4）钻井液粘度45-50s，保持良好流型，降低压耗；（5）中压失水＜5ml，HTHP100℃＜10ml，配合坂土浆改善泥饼质量，提高井浆造壁护壁能力；（6）使用KCl、复配沥青做好井壁防塌工作。

2.2.2.2堵漏工艺

采用“防漏工艺”钻至二叠系4972m井漏失返，后经多次、多类型堵漏，至5495m中完下套管，累计堵漏36次，漏失1.23-1.19g/cm3钻井液5026m³。通过实钻和堵漏验证，本井二叠系地层胶结疏松、缝洞发育、裂缝连通性好，地层存在“蜂窝状”层理，在4972-5398m井段漏点共25个，井漏后，工程研究院对地震剖面图重新标定分析，发现二叠系缝洞发育段长，在顺北区块属罕见地层。

2.3三开

三开215.9mm井眼，井段5495-7674m，钻遇石炭系、泥盆系及奥陶系。选用江钻215.9mmPDC钻头3只完成进尺2179m，机速8.86m/h，取得较好提速效果。该井三开井段机速对比最高指标提高了73%。

2.3.1三开提速技术

2.3.1.1大排量，强参数，发挥设备优势

三开发挥设备优势，保持≥30MPa的超高泵压，排量36-40L/s，提高环空返速，井眼净化达94%以上，携砂强，确保井眼清洁和井下安全；排量达到螺杆额定排量，发挥螺杆功效，提高扭矩，使钻头有效破岩功率显著提高，三开中下部压实程度高的泥岩提速效果明显，三开机速比邻井高指标提高了73%。

2.3.1.2等壁厚大扭矩螺杆

志留系、奥陶系压实程度高的的硬脆性泥岩，等壁厚大扭矩螺杆在钻进过程中减少螺杆滞动，降低对钻头切削齿的冲击伤害，利于保护钻头，延长钻头寿命，提高钻头的总进尺和机速。本井三开使用江钻172mm等壁厚大扭矩螺杆，排量36-40L/s，顶驱50rpm，钻头转速达到了225-240rpm，螺杆扭矩9.3kN.m，滞动扭矩11.7kN.m，相比5头螺杆，排量得到提升，钻头转速更合理、更平稳，水马力转换至钻头的破岩功率更大。

2.4四开

四开149.2mm井眼，7674-8542m，钻遇奥陶系一间房组和鹰山组，造斜点7688m，完钻井深8542m。使用江钻215.9mmPDC钻头4只，混合钻头1只总进尺868m，机速3.89m/h。相比邻井高指标提高了37%。

2.4.1混合钻头造斜

在斜井段使用混合钻头造斜，149.2mm混合钻头+120mm-2.0°弯螺杆定向造斜，定向钻进122m，机械钻速3.49m/h，增斜满足设计要求，仅一趟钻就完成了三趟钻的增斜任务，机速提高了157%。

2.4.2大斜度定向井轨迹控制

2.4.2.1三段制设计剖面的定向井，增斜段工具增斜能力要略高于设计狗腿度，避免增斜率不够，导致频繁起下钻更换钻头和螺杆。在定向造斜段使用混合钻头和2.0°单弯螺杆，造斜率达16-19°/30m，确保井眼轨迹在设计之上。

2.4.2.2加强井眼轨迹预测，掌握漂移规律，适时更换螺杆，减少滑动钻进井段，提高中靶精度和机速。本井在增斜段末，精确预测，提前40m更换1.5°螺杆，在1°/30m的曲率精确中靶，A靶心距0.73m，B靶心距0.56m，减少了滑动钻进，稳斜段共732m，滑动钻进104.5m，有效提高了定向效率和机速。

2.4.2.3通过提高转速，短起下破坏岩屑床，改善泥浆流型等措施，确保井下安全。井斜40-60°区域，岩屑下沉，易形成岩屑床，岩屑上返路程长，岩屑被磨细并分散。在稳斜段提高排量至16L/s，环空返速1.42m/s，提高井眼净化能力；复合钻顶驱转速60rpm，满足旋转清砂，提高清砂效果；采取每80-100m短起下破坏岩屑床，及时泵入稠塞清砂、带砂，使用240目筛布，保持泥浆清洁等措施，起下钻井眼畅通，确保大斜度超深定向井下安全。

3结论与认识

使用等壁厚大扭矩螺杆配合高效PDC，钻进中减少螺杆滞动，降低对钻头切削齿的冲击，有利于延长钻头寿命，提高钻头进尺和机速；二叠系复杂地层使用混合钻头可降低卡钻风险，延长钻头寿命和提高机速；在造斜段混合钻头工具面稳定，提高造斜率，降低滑钻比例，提高定向井效率。强化参数，增大排量，充分发挥设备优势，保持≥30MPa超高泵压，提高环空返速和井眼净化能力三开中下部提速显著。通过短起下破坏岩屑床，稳斜段旋转清砂，改善泥浆流型和泥浆清洁等措施提高井眼净化能力，确保大斜度定向井井下安全。