PDF下载
定向井LW13-2-1d钻井液完井技术分析

汪国辉

中海油田服务股份有限公司油田化学事业部,广东深圳

摘要: 定向井LW13-2-1d位于南海海域属于荔湾区块LW13-2构造,珠江口盆地白云凹陷白云28鼻状构造带荔湾13-2构造,设计井深4559.00m,目的层珠海组,完钻层文昌组,整体为中厚层砂岩与厚层泥岩互层。在1524.00 – 1602.70 m钻井液为海水/预水化般土浆/瓜胶浆,1602.70- 2498.00 m海水/预水化般土浆/瓜胶浆,2498.00 - 3507.00 m HEM,3507.00 - 4483.00 m PDF-THERM,实践证明:该钻井完井液可以满足钻井技术要求,完井作业顺利,固井质量良好,说明该钻井液体系能够满足区块工程需要。 
关键词: 定向井;砂岩泥岩;钻井液;完井技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157162
基金资助:
文章地址:

1钻井工程简况

1.1 36"&26"井眼

本井于2021年1月29日开始预接CADA工具,提前预接36"导管串,同时组合26"井眼26"Cone Bit+11-1/4"Motor(0.50°)+9-1/2"FloatSub+9-1/2"NMDC+91/2"MWD+9"Telescope+9-1/2"NMDC+25-7/8"StabilizeR+Crossover+8"DC*3+8"JAR。接顶驱开补偿器,探泥面@1524m,下压2klbs,ROV观察36"导管入泥0.2m。喷射钻进36"井眼从1524m至1602.7m。泵入30m³稠搬土浆循环清扫井眼。钻进26"井眼从1602.7m至2498 m(期间每半柱清扫胍胶10m³,钻进至2127m,井斜连续增长趋势明显,滑动钻进调整井眼轨迹,滑动钻进井段2127m~2186m,2248m~2272m,2275m~2292m,2333m~ 2358m,2363m~2414m,2474m~2481m,2481m~2498m)。分两次泵入稠搬土浆共60m³,循环清洁井眼,泵1.22S.G垫浆440m³充填井眼,起钻从2498m至转盘面(期间在2468m、2462m、2143m遇阻30klbs,上下活动钻具无法通过,接顶驱开泵倒划眼通过,倒划眼井段:2469~2270m,2143m~ 2100m),下20"&13-3/8"套管至 @2491.81m,循环,固井。

1.2  12-1/4"井眼

本井段在2月7日开始组合BHA:12-1/4"PDC Bit+9"PD Orbit900+9-5/8"Straight Motor+8-1/4"Float Sub+8-1/4"FilterSub+X/O+8-1/4"ARC+8-1/4"TeleScope+8-1/4"SonicScope+8-1/4"SADN+8"DC*2+8"Jar+8"DC*3+X/O+5-7/8"HWDP*12,进下钻探水泥塞面 @2447.3m,钻水泥塞及套管附件从2447.3m至2498m,钻12-1/4"井眼从2498m至2506m,循环清洁井眼。定向钻12-1/4"井眼从2506m至3113m,循环清洁井眼。定向钻12-1/4"井眼从3113m至中完井深 @3507m,泵稠浆12m³,循环清洁井眼。短起钻从3507m至3365m(起钻过程中灌浆量正常,起钻至3365m处遇阻25klbs,活动钻具无法通过,接顶驱倒划眼通过)。倒划眼起钻从3365m至2996m(起钻过程中频繁蹩扭矩),循环清洁井眼。钻倒划眼起钻从2996m至2480m(起钻过程中频繁蹩扭矩),循环清洁井眼。下钻至井底 @3507m(下钻过程井眼顺畅,排代量正常,每500m灌浆打通,后一柱接顶驱开泵划眼至井底)。泵稠浆12m³,循环清洁井眼,在3507-3100m井段内泵入封闭液并顶替到位。起钻从3507m至转盘面,起钻过程井眼顺畅,灌浆量正常。下9-5/8"套管至@3500.147m。循环,固井。

1.3 8-1/2"井眼

本井段在2月14日开始组合BHA:8-1/2"PDC Bit+6-3/4"PD Orbit+6-3/4"Stab Receiver+67/8"IriSphere 675 Tx+6-3/4"EcoScope+6-7/8"IriSphere R1+6-3/4"TeleScope+67/8"IriSphere R2+6-7/8"SonicScope+6-7/8"IriSp

here R3+6-5/8"BR Stab+67/8"Filter Sub+6-7/8"F/V+X/O+5"HWDP*15+X/O+61/2"JAR+X/O+5"HWDP*5;下钻至3402m,接顶驱,开补偿器,开小排量下压5klbs探水泥塞面 @3473.38m。钻水泥塞及套管附件从3473.38m至3507m。定向钻8-1/2"井眼从3507m至3512m,泵重稠浆12m³,循环清洁井眼。定向钻8-1/2"井眼从3512m至3728.95m,地址循环。起钻从3728.95m起钻至转盘面(起钻过程井眼顺畅,灌浆量正常),立8-1/2"井眼BHA于井架。组合、下入8-1/2"井眼取心钻具至井底 @3728.95m(下钻过程井眼顺畅,排代量正常最后一柱接顶驱开泵下钻至井底),循环清洁井眼。取心钻进从3728.95m至3738.78m,钻进至3738.78m,接勘探部通知在此深度结束本趟取心钻进。起钻从3738.78m至至转盘面,拆、甩取心钻具,(为确保岩心收获率,裸眼内控制起钻速度不高于300m/h,起钻过程井眼顺畅,灌浆量正常)。

组合、下入第二趟8-1/2"井眼BHA:8-1/2"PDC Bit+6-3/4"PD Orbit+6-3/4"Stab Receiver+6-7/8"IriSphere 675 Tx+6-3/4"EcoScope+6-7/8"IriSphere R1+6-3/4"TeleScope+6-7/8"IriSphereR2+6-7/8"SonicScope+6-7/8"IriS

phereR3+8-1/4"BRStab+6-3/4"FilterSub+6-3/4"F/V+X/O+5"HWDP*15+X/O+61/2"JAR+X/O+5"HWDP*5;下钻至3728.95m(下钻过程井眼顺畅,每500m灌浆打通,后一柱接顶驱开泵划眼下钻)。扩眼钻进8-1/2"井眼从3728.95m至3738.78m,定向钻8-1/2"井眼从3738.78m至完钻井深 @4483m,循环清洁井眼。短起钻从4483m至3493m(起钻过程井眼顺畅,灌浆量正常)。下钻从3493m至井底 @4483m(下钻过程井眼顺畅,排代量正常,每500m灌浆打通,后一柱接顶驱开泵下钻至井底)。循环调整钻井液性能(在4483-3500m井段泵入高温封闭液并顶替到位)。起钻从4483m起钻至转盘面,拆、甩8-1/2"井眼BHA(起钻过程井眼顺畅,灌浆量正常,期间在1624-1424m井段内垫入水合物抑制液)。交井电测,电测作业共一趟:旋转井壁取心测井作业。

2钻井液分段使用情况

2.1  36"&26"

36"井段:1524m~1602.70m;26"井段:1602.70m~2498m;钻井液类型:海水/预水化般土浆/瓜胶浆

平均机械钻速:59.17m/h&50.33m/h

钻井液处理措施:本井段采用喷射钻进,在喷射期间,20"&13-3/8"导管每入泥0.2m,泵入瓜胶浆/预水化般土浆30m³辅助清洁井眼。喷射至完钻井深@2498m后,不停泵直接分两次泵入稠搬土浆共60m³,循环清洁井眼,泵1.21S.G垫浆440m³充填井眼。

2.2  12-1/4"井眼

井段:2498m~3507m;钻井液类型:HEM;平均机械钻速:42.59m/h

钻井液处理措施:本井段存在以下风险:1、预测在井深2555.0m钻遇F3断层,泥质充填为主,钻探时注意岩性变化,防漏、防卡;2、 20"&13-3/8"套管大尺寸处,返空返速低,容易形成泥团,井眼清洁困难;3、防止水合物的生成;4、隔水管的岩屑传输效率和20"套管内相对于13-3/8"套管和12-1/4"裸眼要低,也是本井段返砂最困难的井段,建议钻进作业期间为了井下安全,常开增压泵,适当控制ROP;

本井段于2021年2月7日探塞@2447.3m,钻进至新地层4m,泵8m3稠浆循环,期间顶替1.12sgHEM体系钻井液至阻流、压井及增压管线。期间调整泥浆性能,钻进至2600m提粘度46s/qt至50s/qt并维持,更换筛布至100&120目组合。胶液,其配方为:14kg/m3PF-FLO TROL+14kg/m3PF -LSF+5kg/m3PF-UCAP+ +45kg/m3PF-HLUB+ 45kg/m3 PF-UHIB +70kg/m3 KCL+45kg/m3MEG。配制胶液时,直接在基浆中循环加入PF-UCAP即可。

正常钻进期间,每次转移胶液5-10 m3左右到循环池,维持循环池液面在50-55 m3。由于胶液中未加PF-XC,向循环池加入PF-XC来提升泥浆的粘度和切力,加入PF-LSF来提升泥浆的封堵性能。钻进期间返出岩屑成型、切削明显、褶痕清晰、包被抑制性良好,提钻井液粘度50s/qt至52~53s/qt。

固控方面,在离心机和振动筛的作用下,比重完全得到有效控制,中完钻比重1.15SG。开钻前,振动筛中、下层均使用80目的筛布,后期将下层更换为100&120目,有效的控制有害固相含量,完全达到了固相控制的要求。HEM泥浆体系整体抑制性较好,胶液中5-7kg/m3的PF-UCAP满足12.25"井段的包被要求,钻进期间控制好粘切等性能参数。本井段短起期间憋泵憋扭矩原因分析:

1、本井段夹层段较多,主要砂泥岩互层含灰质,井壁规则性难把握,建议后期钻遇夹层段期间增加划眼次数修整井壁,或者增加超级马达提高钻头转数修整井壁;

2、本井段中途未短起,采取一趟钻至中完深度,建议后期在相对复杂的地层钻进期间增加短起次数;

3、由于天气原因,风浪较大,跑浆严重,配浆量在后期有点跟不上,导致循环系统中材料浓度有所降低,井壁抑制性受到影响。

4、与定向井工程师沟通是否能继续优化钻具组合,降低整个钻具组合刚性长度;

2.3 8-1/2"井眼

井段:3507m~4483m;钻井液类型:PDF-THERM;平均机械钻速:14.31m/h

泥浆处理措施:开钻前配制开钻泥浆480方(上井段老浆与本井段新浆按1:1混合使用),配方:HEM老浆+50 kg/m³KCL+ +3-5 kg/m³PF-PAC LV+3 kg/m³+ PF-LUBE+30 kg/m³PF-HLUB+30 kg/m³MEG+50 kg/m³PF-SPNH HT+30-50kg/m³PF-SMP+20-30 kg/m³PF-FT-1+20-30 kg/m³PF-NRL+20-30 kg/m³PF-STRH+20-30kg/m³PF-UHIB+ 2-3 kg/m³PF-DFL 180,用NaCl盐水调节比重至1.15S.G,重晶石加重至1.18S.G,循环剪切均匀。探得水泥塞即开始替入泥浆建立循环。之后每隔段时间根据泥浆流态适时往活动池补充PF-UHIB/HLUB维持泥浆的高抑制/润滑性,同时因水深,泥线附近温度极低,及时补充MEG保证泥浆循环体系内一定的浓度,防止水合物的形成;每过一段时间顶替一次阻流、压井管线内的泥浆,保持管内泥浆良好的状态,以备随时可用。利用相同浓度的新浆,维持循环体系的正常消耗。

钻进至4340m遇煤层逐渐提比重自1.21至1.24SG。在进入珠海组粗砂岩和前古近系地层时,往循环体系内补充封堵材料,提高泥浆的造壁性,减小渗透失水。因上层20"套管及21"隔水管环空大,整个钻进过程中井底排量2100-2200L/Min,所以长期开启环空增压泵,排量2500-2550L/Min,辅助增加隔水管内上返速度,防止隔水管内岩屑下沉、翻滚、堆积。

开钻前装好20*3+80*4+100*2+120*24目的筛布,确保筛布都无破损、无堵塞筛网,转好筛布后试运转10分钟。钻进期间珠江组、珠海组砂岩多,总排量大,振动筛压力大,砂岩易堵塞筛网,积极用高压水枪冲刷筛布,确保状态良好不跑浆。及时有效清除泥浆内的有害固相,维持良好的泥浆性能。

开钻时粘度50S,建立循环后快速调整提高粘度至54S,流态良好,并在整个钻进过程中维持粘度稳定至完钻。完钻后应监督要求,利用循环时间在循环体系加入重晶石提高泥浆比重至1.25S.G。考虑到后续电测作业,井眼空置时间长,起钻前,在井底垫入42m³垫浆(垫浆配方:40方井浆+100kg/m3PF-LSF/SMP HT/SPNH HT+40kg/m3PF-UHIB+40kg/m3PF-LUBE+300kg/m3PF-COK+100kg/m3KCL+10kg/m3PF-DFL

180),起钻至泥线附近100m垫入抑制液防止因温度过低且长时间静止水合物生成。