本發(fā)明涉及油田開發(fā)，特別是涉及到一種海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法。

背景技術(shù)：

1、川西深地工程火山巖層系孔隙型儲層發(fā)育良好，初步預(yù)測儲量級別為千億級，氣藏潛力巨大。為實現(xiàn)目的層專項專打，上部井段將承擔(dān)更多進(jìn)尺，同開次海陸相高低壓同存“混打”已成為常態(tài)設(shè)計模式。而對于海陸相同存鉆井技術(shù)難點主要表現(xiàn)為三點：

2、1、高低壓噴漏同存

3、長裸眼、多個高低懸殊的壓力系統(tǒng)并存，例如，須家河組至雷口坡組井段安全密度窗口窄甚至是負(fù)窗口，陸相地層縱向油氣顯示層位多，儲層裂縫孔洞發(fā)育，井控風(fēng)險高，給精細(xì)控壓鉆井技術(shù)提出了新挑戰(zhàn)。

4、2、斷層發(fā)育、掉塊卡鉆

5、陸相地層穩(wěn)定性差，井內(nèi)掉塊多，長裸眼防卡難度大。例如，古店1井二開鉆遇逆斷層，施工中多次發(fā)生井漏，在須家河組地層破碎掉快多，發(fā)生卡鉆回填，最終鉆至井深4630.35m（須二）因施工難度大實施技術(shù)暫封。

6、3、高研磨地層提速

7、例如，川西區(qū)域須家河組～小塘子組厚度超過2000m，石英砂巖發(fā)育、砂頁巖頻繁互層，地層可鉆性差，機(jī)械鉆速低，鉆頭選型困難。調(diào)研區(qū)域井及彭州區(qū)塊超深井施工情況表明自流井組-須家河組的鉆頭失效率高、平均機(jī)械鉆速低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種解決了海陸相高低壓同存安全鉆井難題的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法。

2、本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，該海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法包括：

3、步驟1，采用復(fù)合鹽強(qiáng)抑制鉆井液體系開始鉆井；

4、步驟2，鉆井至遇到高壓裂縫性氣層時，采用精細(xì)控壓設(shè)備實時監(jiān)測溢流，提高鉆井液密度；

5、步驟3，采用控壓鉆進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)長裸眼窄壓力窗口安全鉆進(jìn)；

6、步驟4，進(jìn)行放氣降壓，使氣層壓力得到有效釋放；

7、步驟5，采取專項承壓擠堵，提升地層承壓能力；

8、步驟6，進(jìn)行專項清砂作業(yè)；

9、步驟7，采用高抗磨pdc+高性能螺桿實現(xiàn)復(fù)雜地層快速鉆穿。

10、本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

11、在步驟1，采用的鉆井液配方為：上部井漿+0.1%～0.2%水解聚丙烯酸鉀鹽+0.1～0.2%兩性離子聚合物包被劑+0.5～1.0%聚陰離子纖維素+1～1.5%聚胺+2～5%樹脂類降濾失劑+2～5%褐煤類降濾失劑+1～2%超細(xì)碳酸鈣+1～3%抗溫抗飽和鹽潤滑劑+1～3%石墨類固體潤滑劑+2～3%多軟化點瀝青+1～3%改性石蠟封堵劑+1~2%成膜封堵劑+5～7%氯化鉀+0.5～0.8%生石灰+重晶石。

12、在步驟2，利用精細(xì)控壓精密流量計檢測出口流量變化情況，判斷溢流，適當(dāng)關(guān)閉出口閥門形成井口回壓，平衡地層壓力，防止地層流體繼續(xù)侵入井筒，保持液面不漲；同時，利用精細(xì)控壓mpd監(jiān)測與控制系統(tǒng)計算地層孔隙壓力，得出壓井液密度，通過循環(huán)加重，保持壓井液入口密度，循環(huán)1-2周壓穩(wěn)氣層。

13、在步驟3，采用控壓鉆進(jìn)技術(shù)，技術(shù)核心是通過精細(xì)四壓力剖面重構(gòu)+ecd隨鉆預(yù)測+井口回壓精準(zhǔn)調(diào)控井筒壓力微平衡，提升井下溢漏風(fēng)險超前評價與隨鉆精細(xì)井筒壓力控制能力，實現(xiàn)長裸眼窄壓力窗口安全鉆進(jìn)。

14、在步驟3，通過鄰井資料與地震資料情況，建立精細(xì)地質(zhì)力學(xué)剖面，確立全井段安全密度窗口，實鉆過程中，根據(jù)地質(zhì)坍塌與井漏風(fēng)險點提示，實時調(diào)整鉆井液密度；實時進(jìn)行ecd計算，進(jìn)行井筒風(fēng)險監(jiān)測及評價，通過作業(yè)井段的環(huán)空壓力控制包括鉆井液密度調(diào)整、排量調(diào)整、控壓值調(diào)整，保持井筒微過壓力平衡鉆進(jìn)。

15、在步驟4，鉆遇氣層后，采用精細(xì)控壓地面流程、液氣分離器、放噴管線及出口點火設(shè)備，在風(fēng)險可控的范圍內(nèi)，一邊排氣一邊評價井筒壓力，包括井底ecd當(dāng)量計算、氣測全烴值監(jiān)測、油氣上返速度測試、出口火焰高度；根據(jù)高壓氣層距離低壓層的位置，距離近，采用專項循環(huán)排氣降壓；距離遠(yuǎn)，采用控壓鉆進(jìn)排氣降壓，成功降低井筒ecd，為降密度安全揭開低壓地層創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

16、在步驟5，為提高破碎地層井壁穩(wěn)定性，采取專項承壓擠堵，利用控壓起鉆、關(guān)井?dāng)D堵這些方式，動態(tài)+靜態(tài)承壓相結(jié)合，進(jìn)行多次承壓封堵，提升地層承壓能力。

17、在步驟5，優(yōu)選成膜封堵劑、超細(xì)碳酸鈣、天然瀝青這些抑制封堵材料，配合細(xì)粒徑剛性封堵，強(qiáng)化隨鉆封縫即堵，實現(xiàn)對破碎性地層井壁的低滲透強(qiáng)化加固；核心處理劑是井眼強(qiáng)化劑，采用隨鉆微納米顆粒降滲護(hù)壁，實現(xiàn)多元復(fù)合封堵，強(qiáng)化井周應(yīng)力，形成低滲透致密封堵層，具有護(hù)壁防塌、隨鉆封縫即堵能力。

18、在步驟6，為清除破碎地層井內(nèi)掉塊，定期進(jìn)行專項清砂作業(yè)；采用簡化后的常規(guī)鉆具組合，鉆具中不帶扶正器這些大外徑阻流工具，下鉆到底以后，注入高密度高粘度重稠漿，保證一次注入量超過井筒段長，并采取大排量、高轉(zhuǎn)速循環(huán)清砂，確保清砂效果。

19、在步驟7，采用的高抗磨pdc個性化鉆頭設(shè)計特點為：5刀翼16mm復(fù)合片、雙排齒、內(nèi)錐硬質(zhì)合金、強(qiáng)化保徑設(shè)計、倒劃眼齒設(shè)計，用于擊碎、排出掉塊，提高鉆頭防卡的能力；螺桿設(shè)計：針對復(fù)合鹽鉆井液體系，選用高抗鹽內(nèi)部橡膠結(jié)構(gòu)，提高螺桿抗鹽性能，選用多轉(zhuǎn)子大扭矩螺桿，提高鉆頭工作穩(wěn)定性；最后強(qiáng)化鉆井參數(shù)，采用高轉(zhuǎn)速+大排量，充分發(fā)揮螺桿功能，配合預(yù)彎曲鉆具防斜效果，釋放鉆壓，實現(xiàn)鉆頭+工具+參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，提高鉆井效率。

20、本發(fā)明中的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，采用精細(xì)控壓鉆井工藝，改變井筒壓力控制理念，由常規(guī)的“壓著打”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝锌刂频尼尫拧?，利用井口回壓補償靜液柱壓力，逐步釋放陸相高壓裂縫氣層壓力，在進(jìn)入海相低壓層前，適當(dāng)下調(diào)鉆井液密度。同時，面對降密度帶來的井壁失穩(wěn)風(fēng)險，配套強(qiáng)抑制復(fù)合鹽鉆井液體系+鉆柱優(yōu)化設(shè)計有效防止卡鉆事故，使用高抗磨pdc+高性能螺桿實現(xiàn)安全快速鉆穿復(fù)雜層，針對性解決海陸相高低壓同存安全鉆井難題，應(yīng)用于和興1井并進(jìn)行現(xiàn)場效果評估，形成一套海陸相高低壓同存綜合配套鉆井技術(shù)。

技術(shù)特征：

1.海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，該海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟1，采用的鉆井液配方為：上部井漿+0.1%～0.2%水解聚丙烯酸鉀鹽+0.1～0.2%兩性離子聚合物包被劑+0.5～1.0%聚陰離子纖維素+1～1.5%聚胺+2～5%樹脂類降濾失劑+2～5%褐煤類降濾失劑+1～2%超細(xì)碳酸鈣+1～3%抗溫抗飽和鹽潤滑劑+1～3%石墨類固體潤滑劑+2～3%多軟化點瀝青+1～3%改性石蠟封堵劑+1~2%成膜封堵劑+5～7%氯化鉀+0.5～0.8%生石灰+重晶石。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟2，利用精細(xì)控壓精密流量計檢測出口流量變化情況，判斷溢流，適當(dāng)關(guān)閉出口閥門形成井口回壓，平衡地層壓力，防止地層流體繼續(xù)侵入井筒，保持液面不漲；同時，利用精細(xì)控壓mpd監(jiān)測與控制系統(tǒng)計算地層孔隙壓力，得出壓井液密度，通過循環(huán)加重，保持壓井液入口密度，循環(huán)1-2周壓穩(wěn)氣層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟3，采用控壓鉆進(jìn)技術(shù)，技術(shù)核心是通過精細(xì)四壓力剖面重構(gòu)+ecd隨鉆預(yù)測+井口回壓精準(zhǔn)調(diào)控井筒壓力微平衡，提升井下溢漏風(fēng)險超前評價與隨鉆精細(xì)井筒壓力控制能力，實現(xiàn)長裸眼窄壓力窗口安全鉆進(jìn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟3，通過鄰井資料與地震資料情況，建立精細(xì)地質(zhì)力學(xué)剖面，確立全井段安全密度窗口，實鉆過程中，根據(jù)地質(zhì)坍塌與井漏風(fēng)險點提示，實時調(diào)整鉆井液密度；實時進(jìn)行ecd計算，進(jìn)行井筒風(fēng)險監(jiān)測及評價，通過作業(yè)井段的環(huán)空壓力控制包括鉆井液密度調(diào)整、排量調(diào)整、控壓值調(diào)整，保持井筒微過壓力平衡鉆進(jìn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟4，鉆遇氣層后，采用精細(xì)控壓地面流程、液氣分離器、放噴管線及出口點火設(shè)備，在風(fēng)險可控的范圍內(nèi)，一邊排氣一邊評價井筒壓力，包括井底ecd當(dāng)量計算、氣測全烴值監(jiān)測、油氣上返速度測試、出口火焰高度；根據(jù)高壓氣層距離低壓層的位置，距離近，采用專項循環(huán)排氣降壓；距離遠(yuǎn)，采用控壓鉆進(jìn)排氣降壓，成功降低井筒ecd，為降密度安全揭開低壓地層創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟5，為提高破碎地層井壁穩(wěn)定性，采取專項承壓擠堵，利用控壓起鉆、關(guān)井?dāng)D堵方式，動態(tài)+靜態(tài)承壓相結(jié)合，進(jìn)行多次承壓封堵，提升地層承壓能力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟5，選擇成膜封堵劑、超細(xì)碳酸鈣、天然瀝青這些抑制封堵材料，配合細(xì)粒徑剛性封堵，強(qiáng)化隨鉆封縫即堵，實現(xiàn)對破碎性地層井壁的低滲透強(qiáng)化加固；核心處理劑是井眼強(qiáng)化劑，采用隨鉆微納米顆粒降滲護(hù)壁，實現(xiàn)多元復(fù)合封堵，強(qiáng)化井周應(yīng)力，形成低滲透致密封堵層，具有護(hù)壁防塌、隨鉆封縫即堵能力。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟6，為清除破碎地層井內(nèi)掉塊，定期進(jìn)行專項清砂作業(yè)；采用簡化后的常規(guī)鉆具組合，鉆具中不帶扶正器這些大外徑阻流工具，下鉆到底以后，注入高密度高粘度重稠漿，保證一次注入量超過井筒段長，并采取大排量、高轉(zhuǎn)速循環(huán)清砂，確保清砂效果。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，其特征在于，在步驟7，采用的高抗磨pdc個性化鉆頭設(shè)計特點為：5刀翼16mm復(fù)合片、雙排齒、內(nèi)錐硬質(zhì)合金、強(qiáng)化保徑設(shè)計、倒劃眼齒設(shè)計，用于擊碎、排出掉塊，提高鉆頭防卡的能力；螺桿設(shè)計為：針對復(fù)合鹽鉆井液體系，選用高抗鹽內(nèi)部橡膠結(jié)構(gòu)，提高螺桿抗鹽性能，選用多轉(zhuǎn)子大扭矩螺桿，提高鉆頭工作穩(wěn)定性；最后強(qiáng)化鉆井參數(shù)，采用高轉(zhuǎn)速+大排量，充分發(fā)揮螺桿功能，配合預(yù)彎曲鉆具防斜效果，釋放鉆壓，實現(xiàn)鉆頭+工具+參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，提高鉆井效率。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法，該海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法包括：步驟1，采用復(fù)合鹽強(qiáng)抑制鉆井液體系開始鉆井；步驟2，鉆井至遇到高壓裂縫性氣層時，采用精細(xì)控壓設(shè)備實時監(jiān)測溢流，提高鉆井液密度；步驟3，采用控壓鉆進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)長裸眼窄壓力窗口安全鉆進(jìn)；步驟4，進(jìn)行放氣降壓，使氣層壓力得到有效釋放；步驟5，采取專項承壓擠堵，提升地層承壓能力；步驟6，進(jìn)行專項清砂作業(yè)；步驟7，采用高抗磨PDC+高性能螺桿實現(xiàn)復(fù)雜地層快速鉆穿。該海陸相高低壓同存時的安全鉆井方法針對性解決了海陸相高低壓同存安全鉆井難題，形成一套海陸相高低壓同存綜合配套鉆井技術(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：杜征鴻,易世友,朱至鴻,劉志堅,葉飛,陳宇,張智凌,石濤,羅正林,陳啟波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中石化西南石油工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30