小集油田井身结构优化探究和应用

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1、小集油田井身结构优化探究和应用【摘要】随着勘探程度的不断加深，油气勘探对象日益复杂，控制投资的压力越来越大。钻井作为勘探开发过程中的重要环节，其费用占勘探开发投资的60%以上，而钻井的井身结构是影响钻井费用的主要因素之一。通过几年的实践，在保证钻井安全的前提下，对钻井的井身结构进行了优化、简化，并对其配套技术进行了研究，使得大港小集油田的钻井经济技术指标较以往大幅度改善，降低了油田勘探开发的综合成本。【关键词】小集油田井身结构优化机械钻速节约成本井身结构设计是钻井工程设计的重要内容之一。随着对钻井地质客观规

2、律的深入认识、钻井设备的日益改善以及钻井工艺技术的不断发展和提高，以往的井身结构设计模式已不能完全适应实际钻井条件的要求，需要改进和完善，以便进行合理的井身结构优化设计。1地质概况小集油田位于黄骅坳陷孔店构造带南端的小集构造带上，该油田新老地层层序完整，自上而下钻遇的地层有第四系平原组、上第三系明化镇组、馆陶组，下第三系东营组、沙河街组、孔店组一二段地层。其主要含油层是下第三系孔店组的枣II、III油组。小集油田已钻井主要分布在官161、小10-20和官28断块等断块，大部分为定向井，除官161断块的井较深

3、，平均井深3698m以外，其它断块的井平均井深在3500m以下，主要为三开井身结构，表层套管下到150m左右，中间套管封固易漏馆陶组。2井身结构优化2.1优化井身结构小集油田近几年的井身结构大部分采用三开制，通过这几年在这个地区钻井，积累了很多的成熟的技术措施及经验。对不同断块的岩性分布和压力体系有了清楚的了解，为该地区优化井身结构设计和现场施工打下了坚实的基础。因此可以首先在井深较浅的小10-20和官28断块进行井身结构优化，将三开井简化为二开井。如果地层条件和防碰要求许可，主要采用三段制。三段制定向井剖

4、面相对简单,造斜点较深，造斜前直井段较长，需要控制的井段较短，表层套管封固较为松软的平原组地层。2.2从井眼轨迹方面考虑井身结构的优化建议目的层为枣II、枣III,井深3200m左右的直井及位移较小的定向井采用二开井身结构，如果地质条件及防碰扫描情况允许，尽量采用三段制井眼轨迹，以减小井眼轨迹的控制难度、保证钻井安全。而目的层为枣IV、枣V的较深直井和定向井仍采用三开井身结构，否则会因地层压力系统多、控制井段及裸眼长度过长，一旦出现井漏、井涌、井塌等复杂情况不易处理，以至造成重大损失。2.3钻井液体系优选钻

5、井液体系选择应同时遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。不同地层钻井液类型选择：(1)在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液;(2)在砂泥岩地层钻进时，宜选用低固相或无固相聚合物钻井液；在易水化膨胀坍塌的泥页岩地层钻进时，宜选用钾盐聚合物等具有较强抑制性的钻井液；(3)在储层钻进时，宜选用强抑制性聚合物钻井液、无固相聚合物钻井液或油基钻井液等，并严格控制钻井液高温高压滤失量。2.4优选水泥浆体系保证固井质量固井质量的优劣不仅影响到钻井过程的进行

6、，而且关系到油气井的安全生产和寿命。而合理的固井设计是保证固井质量的关键。在设计水泥浆体系及密度时，水泥浆不能压裂地层，因此密度要低于地层破裂压力，体系要能防石膏侵，水泥石强度满足固井要求，并要求水泥浆具有良好的稳定性，好的流变性能。体系：华银G级+降失水剂+分散剂+缓凝剂+消泡剂+膨胀剂+1.Om3冲洗液；2.5实现快速钻井，工程配套技术研究该地区的平原组主要是粘土及散砂，从钻头的使用统计情况可以看出，该地层采用的最多的是江西产的P2钻头，该钻头在该地层能达到52.14m/h至71.43m/h的高的机械钻

7、速，相对于其他钻头对比性价比，推荐采用P2钻头。明化镇到馆陶上部地层，主要是泥岩、砂岩、细砂岩为主，采用的比较多的是大港产的KM243钻头，这是一种PDC钻头，单只钻头的进尺能达到1389m,机械钻速能达到19.10m/h至29.76m/h,所以明化镇到馆陶上部地层，推荐采用KM243钻头。对于该地区有代表性的馆陶底部砾岩，当然优先推荐采用江汉的HAT127钻头，几乎在所有的井中，都采用该钻头来钻馆陶底砾岩，所以该地层优先推荐HAT127钻头。在孔东营、沙河街、孔店组，主要是泥质粉砂岩、泥岩、砂岩、砂泥岩互

8、层、石膏层，这些地层采用的钻头共性就是PDC钻头,分别有江汉的T5445S,T5545SH,大港的MD9535、KM243钻头。江汉的T5545SH钻头，应用井数多，进尺能达到1459m,机械钻速达到9.38m/h,所以该地区优先推荐采用江汉的T5545SH钻头。对小集地区同一区块进行比较，可以看出，2010年优化井身结构后，官161断块平均钻井周期缩短了5.51天，平均机械钻速提高了0.4m/ho官28断块平均