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栗1井基巖鉆井技術(shù)論文
摘要：栗1井是河南油田布署在泌陽凹陷南部陡坡帶的一口重點預探井，通過認真分析，針對性地采取一些新的技術(shù)措施，該井最終順利完鉆，并準確命中工程設(shè)計靶區(qū)，井身質(zhì)量與固井質(zhì)量合格率100％。
關(guān)鍵詞：栗1井基巖工程設(shè)計難點措施施工建議
1栗1井施工技術(shù)難點
1.1基巖井段因地層原因而使鉆井鉆速十分緩慢
栗1井基巖不僅層段長，而且埋藏深，位于2100-3500m，巖性大多屬于灰(白)色熒光大理巖及部分深灰色片巖，由于巖石堅硬致密、可鉆性差、研磨性強，所以造成基巖井段機械鉆速非常低。
1.2基巖井段鉆具磨損嚴重
基巖段因地層致密，研磨性極強，機械鉆速緩慢，而使鉆具磨損特別嚴重。盡管采用具有滑動軸承、金屬密封、特別保徑、掌背強化結(jié)構(gòu)特點的鉆頭和高速馬達鉆頭，一定程度上提高了基巖段鉆頭壽命和機械鉆速，但鉆頭的磨損仍然嚴重，不但外徑平均磨損2～4mm，而且內(nèi)、外排齒磨損也很嚴重，牙齒高度一般磨損2～4mm；同時鉆柱因振動而造成的“蹩跳鉆”，對鉆頭軸承磨損及牙齒磨損、掉牙齒、斷齒影響也特別大，使得所用鉆頭不得不硬性規(guī)定純鉆時間一般不得超過60h、淺層鉆進不得超過150m、深層鉆進不得超過80m，從而減少了鉆頭的正常使用壽命。
1.3基巖段鉆進易出現(xiàn)鉆具粘扣及斷損
究其原因主要是以下幾個方面造成：①鉆具在基巖地層鉆井時所受的復雜應力、交變應力和振動遠大于其它巖性的地層；②鉆具在長期工作中承受拉伸、壓縮、彎曲、扭切等復雜應力；③鉆具在彎曲的井眼中轉(zhuǎn)動，一方面以自身的軸線為中心進行旋轉(zhuǎn)，使鉆具靠井壁的一邊受拉力，離井壁的一邊受壓力，每旋轉(zhuǎn)一圈，拉壓應力交變一次，如此形成頻繁的交變應力，促使鉆具早期破壞；另一方面由于有強烈的鉆具共振，因此不能排除由于井眼彎曲引起的彎曲應力對鉆具造成的疲勞破壞；④鉆進時的跳鉆、蹩鉆，既使鉆具產(chǎn)生縱向振動，又使鉆具產(chǎn)生橫向振動，對受壓部分的鉆具破壞極為嚴重，所以在堅硬的基巖地層鉆進容易發(fā)生鉆鋌事故。
2采取的針對性技術(shù)措施
2.1優(yōu)選鉆頭類型
通過分析鄰近基巖井返出的巖屑和所用鉆頭的實際使用情況（包括機械鉆速、牙齒的磨損和折斷、外徑的磨損、及軸承的磨損等），栗1井篩選出具有金屬密封、修邊齒、巴掌強化、高抗研磨性等特殊功能的江漢HJT537GK、HJT617GH系列鉆頭，螺桿鉆具選用MD537X鉆頭，且現(xiàn)場應用也取得良好的效果。
2.2優(yōu)選鉆具組合和優(yōu)化鉆進參數(shù)并推薦使用減震器
以往基巖井基巖層都比較薄，基巖段大都采用三扶剛性滿眼鉆具或光鉆鋌鉆具鉆進，此2種鉆具雖然強化了下部鉆具的剛度，但由于鉆挺加量一般比較多，遠超中和點，所以常發(fā)生刺、斷鉆具和粘卡事故。為此，栗1井鉆進長基巖段簡化了鉆具結(jié)構(gòu)，采取雙扶正器或單扶正器鉆具（螺桿鉆具除外）。合理的鉆具組合和鉆井參數(shù)能有效降低鉆柱的振動幅度，可以達到防斷打快的目的，所以對鉆頭加壓和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速應加以規(guī)定，以確保鉆柱通過調(diào)整鉆壓來實現(xiàn)不斷變換的中和點始終位于加重鉆桿上，防止鉆柱發(fā)生斷、刺、粘扣事故，現(xiàn)場主要采用低速重載的鉆井參數(shù)，即鉆壓18～22t、鉆速50～60rpm。另外，通過基巖層鉆井和研究發(fā)現(xiàn)，帶扶正器的鉆具使用減震器可有效降低鉆柱的振動強度，而且雙減震器比單減震器防震效果更好，同時得出減振器的最佳安放位置應該在距鉆頭9.8～47m處。
2.3使用含有耐磨帶的鉆桿和鑲有特殊硬質(zhì)合金材料的扶正器
基巖鉆井對鉆具磨損比較嚴重，使用常規(guī)扶正器時，一幅新扶正器入井不長時間外徑磨損便可達3～5mm，更有甚者磨損量高達7～8mm，造成鉆具快速失效，這樣既不利于井身軌跡控制，又造成頻繁起鉆更換鉆具組合（或換新扶正器），同時為下步使用正常尺寸的扶正器帶來大段擴眼的復雜情況，而且會因操作不慎造成小井眼卡鉆風險。所以，為減少鉆具磨損，避免鉆具提前報廢，現(xiàn)場采用敷焊耐磨帶的高強度鉆桿和使用特殊硬質(zhì)合金材料的扶正器。
2.4優(yōu)選鉆井液體系
基巖鉆井所用鉆井液一般為低密度低固相聚合物磺化鉆井液體系，密度一般為1.07—1.13g/cm3、粘度45—60s。大段基巖在鉆進過程中要根據(jù)實際地層情況及時調(diào)整鉆井液性能；同時還要根據(jù)處理劑的消耗不斷持續(xù)的補充；而且有時還要根據(jù)實際需要添加其它處理劑，如發(fā)生漏失時加入單封、復合堵漏劑等。
3施工過程
3.1基巖段施工
進入基巖地層后，依據(jù)待鉆井眼軌跡設(shè)計，首先下入雙扶微增鉆具鉆進，鉆進至2406m時井斜7°、方位14°。鑒于井底方位偏大16°而且需要增斜，所以接下來下入1°螺桿鉆具，該鉆具鉆進至2494m，把井斜提至22.8°，方位調(diào)到254.15°。之后繼續(xù)下入雙扶微增鉆具，該鉆具除2686m取心6m外一直鉆進至2705m，把井斜提至25.9°，方位右漂到5°。鑒于井斜增加較慢，之后下入了雙扶強增鉆具，在鉆壓20t、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60rpm的工況下該鉆具鉆至2865m，把井斜提至31.7°，方位穩(wěn)在5°。接下來重新下入雙扶微增鉆具，鉆至3139m時井斜增至32.8°，方位右漂到10.5°。接下來下入的雙扶微增鉆具鉆至3278m時曾發(fā)生漏失，通過加入單封、復合堵漏劑仍不能完全堵漏，最后只好采用邊漏邊鉆的方法下入光鉆鋌鉆具鉆進。整個基巖段鉆井液采用聚合物磺化鉆井液體系、屬于低密度聚合物混油防塌鉆井液配方，密度1.05—1.12g/cm3、粘度47—57s。
3.2側(cè)鉆施工
該井實際側(cè)鉆從2103m開始，選用1.25°單彎進行，側(cè)至2178m完全出新眼，此時井斜12.7°、方位24.15°。接著下入單扶穩(wěn)斜鉆具鉆進，鉆進至2388m時井斜10°、方位23°。依據(jù)待鉆井眼軌跡設(shè)計，接下來需要下入0.75°螺桿鉆具增斜，該鉆具鉆進至2515m，把井斜提至17°，方位調(diào)到11.15°。之后下入另一種雙扶微增鉆具，該鉆具鉆過A靶（斜深2687m）一直鉆至2752m，把井斜提至24°，方位右漂到22°。鑒于井斜增加較慢、方位右漂太快，所以二次下入0.75°螺桿鉆具進行增斜和左扭方位，鉆至2823m時把井斜提至32.1°，方位左扭至6°。接著又下入上面的雙扶微增鉆具，該鉆具鉆至3055m，井斜增至34.85°、方位大致穩(wěn)在10°。緊接著再次下入單扶穩(wěn)斜鉆具，該鉆具鉆至3281m，此時井斜降至24°、方位右漂到23.85°，已接近B靶。余下（3281～3467m）井段采用光鉆鋌鉆具、光鉆桿鉆具鉆完。
4結(jié)論及建議
4.1用加重鉆桿代替部分鉆鋌，可防止鉆柱發(fā)生斷、刺事故。
4.2為避免強烈的振動，降低振動頻率以減小振動幅度，盡量采用低速重載的鉆井參數(shù)。
4.3應使用耐磨性鉆桿和鑲有特殊硬質(zhì)合金材料的扶正器，以減少鉆具磨損，避免鉆具提前報廢。
4.4在能使用扶正器的情況下盡量使用扶正器，提高鉆柱抗屈曲的能力。
4.5使用加重鉆桿和無磁承壓鉆桿，并在鉆井液中加入足量潤滑劑，可降低摩阻、減少井下事故的發(fā)生。
4.6合理的實鉆剖面設(shè)計是鉆井成功的前提，而對待鉆井眼的準確預測則是其成功的關(guān)鍵。
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