南华1井钻井工程设计

南华1井钻井工程设计内容摘要：

多点，并确保成功。 增斜段：滑动钻进时，测量间隔不大于 10m。 复合 钻进时， 测量间隔不大于20m。 稳斜段：新钻具入井后先测量出井底井斜方位数据，后在 30~50m之内测量出新钻具组合的轨迹变化趋势，然后每隔 50~60m测量一次。 各开次完钻后采用电子多点测斜仪测量 井斜、方位，测斜间距应 ≤30m。 严格控制全角变化率，增斜井段全角变化率不能连续 3 个测点超过 5/30m。 稳斜井段全角变化率不能连续 3 个测点超过 3/30m。 安装测斜仪和随钻测量时，井队应密切配合，听从定向工程师指挥。 在测量前，根据工程技术人员的安排，进行划眼或上下活动钻具、循环之后再进行测量，防止测斜时卡钻事故。 井队工程师提供准确的井底深度。 严格控制钻井液含砂量。 钻井泵工作性能稳定，防止泵压不稳影响随钻仪器工 作。 在带有 MWD 仪器的钻具下钻遇阻时，严禁硬砸，防止仪器损坏。 14 取心设计 依据《钻井取心作业规程》（ SY/T53472020 ），《钻井取心质量指标》（ SY/T55931993）。 取心要求 本井主要目的层为 三垛组、阜三段 与阜一段。 要求加强油气录井工作，本井预计取心 34 回次，取心原则如下： 三垛组控制取心 1 回次 ； 阜三段控制取心 1 回次 ； 阜一 段控制取心 1 回次 ； 若发现油斑及其以上级别的含油层必须取心。 原则上单回次取心进尺不得少于 4m，取心收获率不得小于 90%， 并按储量计算规范及时采送化验分析样品。 取心工具 设计采用川 83 或川 84 取心工具。 配备金刚石或 PDC 取心钻头 23 只。 取心措施 每次取心前，应认真检查和组装取心工具，不合格不得下井。 取心前根据该层地层特点，制定详细的取心措施和技术参数，确保回次取心率。 取心前一趟钻，要认真循环钻井液，保证井内清洁，井眼畅通和井底干净。 取心 钻进时，应有地质、钻井技术人员值班，割心必须由司钻以上人员操作。 必须认真细致修划取心井段，保证井眼畅通。 取心参数 泵压： 7~8MPa 钻压： 50~60kN 转速： 40~50r/min 15 各 井段 施工要点 及技术措施 一开井段 (~) 一开工作的重点是保证井眼打直，钻压由小到大，轻压吊打，每钻完一个单根快速划眼一次。 地层松软，易垮塌，要求开始时排量要小，随钻头离开井口的距离增大逐步加大排量。 不允许定点冲孔。 表层固井，要求水泥浆返至地面，若没能返出，应及时采取补救措施，井口打好水泥帽。 一开钻至设计井深循环后投测多点，并保证成功率。 二开直井井段（ ~） 二 开 钻进 5~10m，进入 第一个砂层 做 地层 破裂 压力试验。 若钻出套管鞋 30m仍未见砂层，则 做地层承压能力试验。 盐城组防渗漏 ， 现场备好复合粒径的堵漏材料。 新钻头下钻到底循环好钻井液，牙轮钻头使用小钻压（ 20kN）、低转速磨合 ， PDC 钻头采用小钻压（ 5~10kN）钻进 ，然后按优选钻井参数钻进。 造斜点前 100m必须减压钻进，以确保直井段的井身质量满足下部施工要求；在定向前起钻时必须投测多点，确保成功率。 钻至造斜点，充分循环钻井液，调整好钻井液性能，防止钻井液中含砂量过高影响螺杆钻具使用，钻井液中严禁含有橡胶、金属等杂物。 二开增斜井段（ ~） 把好钻具入井关，严格监测泵压变化情况，防止钻具刺坏。 所有定向 仪器、仪表必须在地面或室内进行检查、保养、校验后方可入井。 井队和定向施工人员必须密切配合，加强技术人员之间的交流和沟通。 定向施工时严格按参数执行，必须做到送钻均匀，以防螺杆钻具制动。 按设计要求加入一定量的润滑剂，以减小井内摩阻。 增斜时， 钻具在井内静止时间不能多于 3min， 达到最大井斜后，钻具在井内静止时间不能超过 2min。 严格按规定的增斜率施工，加强对井眼轨迹的监测， 确保轨迹圆滑 ，及时修整造斜井段。 二 开稳斜井段（ ~） 本井在三垛组 垂深 12501302m 处可能钻遇火 成岩处可能钻遇火成岩，注意钻头选型及使用并做好防漏、防卡钻工作。 16 进入阜宁组地层前，必须按设计加足药剂，防粘卡、防缩径，防缩径后开泵过猛憋漏地层，下部井段重点是提高钻井液的抑制性，预防垮塌。 进入目的层井段前，认真做好各种工况下的防喷演习工作，每只钻头下井后应做好低泵速试验，并做好记录。 进入目的层井段施工，强调着重抓好井壁稳定、防喷、防粘卡、防岩屑床、油气层保护等重 点工作。 钻进中应 对井下摩阻 、 扭矩及岩屑上返情况进行 及时 分析，每钻进 150m或钻井 24h 短起下一次，修拉井壁， 确保井眼清洁、光滑。 钻进过程中加强轨迹监测， 防止井斜、方位大幅变化，确保中靶。 起下钻作业时，应控制好起下钻速度，防止抽吸、顶泵等压力激动造成井壁失稳或裂缝发育地层的漏失。 钻井时注意调整好钻井液性能，加强坐岗观察，预防可能出现的涌、漏、喷及垮塌等复杂情况的发生。 充分使用好固控设备，做好四级固控，把固相含量控制在合适范围 ，严格遵守钻井三大纪律，控制起下钻速度，起钻灌好钻井液，以确保井眼稳定，为提高固井质量创造良好的井眼条件。 做好地层压力检测工作，依据地层压力监测情况，及时与主管部门沟通、请示调整好钻井液密度，确保井下安全；严格按设计要求取全取准各项技术资料及井眼资料，并及时向主管部门汇报井眼轨迹预测及其他情况。 备好加重材料，规范执行坐岗值班制度，详细记录好循环罐液面变化、加密监测钻井液性能，同时注意观察返砂情况，防止因油气过度侵入造成的井下复杂情况。 钻至 完钻 井深 ， 循环 好钻井液， 投测多点， 要求最后测点到井底距离不大于 30m， 并保证成功率。 严格按钻井工程设计精心组织施工，安全、快速、高效地完成该井的施工任务，做好本井的相关环境保护工作。 17 3 钻井液设计 南华 1 井 钻井液设计严格遵照中国石化华东分公司的有关规定， 在总结 邻 区钻井液工作的基础上，以该井任务书和钻井设计的基本数据为依据，参考了 马 1 井 、 曹 102 井 、华港 104 井 的钻井液资料和储层资料编写而成。 钻井液关键技术 有 预防漏失、 保证 井壁稳定、 预 防粘卡、 预防岩屑床、 保护油气层等。 现场钻井液负责人应认真研究设 计内容，准确把握设计要点， 提前做 好计划，精心组织好现场施工，并根据现场实际情况，以小型试验为依据，优化配方，精心维护处理，以优质的钻井液质量和工作质量，确保 施工安全。 邻井施工情况 马 1 井于 2020 年 3 月 24 日一开， 4 月 6 日 二开 完钻，完钻井深 2391 m，使用 金属两性离子 聚合物钻井液， 目的层阜宁组， 实钻钻井液密度： 盐城组 ~三垛组~； 戴南组 ~阜宁组 ~， 全井安全无事故。 曹 102 井 于 2020 年 2 月 16 日一开， 3 月 3 日 二开 完钻，完钻井深 2050m，本井 使用 金属两性离子 聚合物钻井液， 目的层阜宁组， 实钻钻井液密度： 盐城组 ~三垛组~； 阜宁组 ~， 全井安全无事故。 华港 104 井采用钾基 无渗透 聚合物钻井液体系， 三垛组、阜宁组 实钻 钻井液 密度 g/cm3。 钻井液设计重点提示 地质预测将钻遇 东台组、 盐城组、 三垛组、阜宁组地层 ， 北汉庄油田北 12 井垛一段油藏测定地层压力为 ，压力系数为 ，地层温度为 ℃ / m，地温梯度 ℃ /100m，属于 正常温、压系统；阜三段油藏北 13 井测定地层压力(斜深 )， 压力系数 ；地层温度为 ℃ /(斜深 )，地温梯度 ℃ /100m，属于 正常温、 压系统。 苏 290 测定 阜一段地 层压力(斜深 )，饱和压力 MPa，地层压力梯度 , 压力系数 ；地层温度为 ℃ /1700m(斜深 )，地温梯度 ℃ /100m，为常温、常压系统。 盐城组地层胶结疏松、渗透性好，要防止缩径和漏失 ；三垛组地层以泥岩为主，易造浆、吸水膨胀缩径，应采取提高钻井液的抑制能力和包被能力；阜宁组地层硬脆性泥页岩易吸水膨胀，而产生剥落掉块、垮塌，必须提高钻井液的抑制和封堵防塌能力，并根据实钻情况及时调整钻井液密度。 预测垛一段 1250~1302m为火成岩，注意防漏和垮塌。 本井为定向探井，为保证定向井的正常施工，定向前应加入低荧光润滑剂，增斜和稳斜段低荧光润滑剂含量达到设计要求，保证泥饼摩擦系数在 以下，防止粘卡。 三垛组、阜宁组为目的层，必须做好油气层保护工作。 18 钻井液体系和配方设计 一开 ： ~，井眼  预水化膨润土钻井液 基本配方：生产水 +5~6%钠膨润土 +%Na2CO3+~%CMC 处理添加剂： NH4HPAN 二 开 1： ~，井眼  钾基 聚合物不分散钻井液 基本配方：生产水 +4~5% 钠膨润土 +%Na2CO3+%NaOH+~%PMHA +~%KPAM+%~%NH4HPAN 处理添加剂： CMCLV、低荧光防塌沥青、单向封闭剂 、低荧光润滑 剂 二开 2： ~，井眼  无渗透钾基聚合物防塌钻井液 基本配方：生产水 +3~4%钠膨润土 +%NaOH+~%KPAM+~%PMHA +%NH4HPAN+1~2% 低荧光防塌沥青 +~%CMCLV+1~3% 低荧光润滑剂+1~%零滤失井眼稳定剂 JYW1 处理添加剂：稀释剂 19 钻井液参数设计 钻井液参数设计见表 31。 表 31 钻井液参数设计表 层位 Q、 Ny Ny、 Es Es、 Ef 井段 (m) ~ ~ ~ 密度 (g/cm3) ~ ~ ~ 马氏漏斗粘度 (s) 50~65 40~55 45~65 塑性粘度 (mPas) 10~18 14~24 动切力 (Pa) 6~10 6~12 n 值 ~ ~ K 值 (Pasn) ~ ~ 10s 切力 (Pa) 2~4 2~5 10min 切力 (Pa) 3~6 4~9 API 失水 (ml) 6 4 泥饼 (mm) 2 泥饼摩擦系数 含砂量 (%) pH ~9 9~10 固相含量 (%) 6~10 8~11 坂土含量 (g/l) 50~60 40~55 35~45 润滑剂含量 (%) ~1 1~3 砂床滤失量 (ml) 0 备注：要求井队做好压力监测工作，根据井下情况选择合理的钻井液密度，如有异常，及时上报并调整钻井液密度。 钻井液配制及维护处理 一开（ ~） 开钻前仔细检查钻井液循环系统、加重系统、固控系统，必须满足钻井需要。 用 生产水配制 80m3 膨润土浆，按配方通过配浆漏斗加入 Na2CO3 和钠膨润土，搅拌均匀，充分水化 24h 以上。 加入 CMC 达到配方要求，用 NH4HPAN 调整钻井液性能达到设计要求后，方可一开钻进。 钻进时充分利用固控设备清除钻屑，以 ~1%NH4HPAN 水溶液调整粘切。 钻完后充分循环钻井液， 并调整好钻井液性能，确保下 表套 、固井施工顺利。 20 二 开 1（ ~） 用生产水 补充 配制 10%的 40m3 膨润土浆，按配方通过配浆漏斗加入 Na2CO3和钠膨润土，充分水化 24h 以上。 扫水泥塞时加入 Na2CO3，以减轻水泥的污染，并用~%NH4HPAN 水溶液控制粘切。 扫完水泥塞后，放掉受水泥污染严重的钻井液，处理好钻井液， 补充预水化膨润土浆， 添加 PMHA、 CMC、 KPAM 达到配方要求后，用 NH4HPAN 调整钻井液性能达到设计要求后 ，方可 开钻。 将 PMHA、 KPAM 配制成 ~%的胶液 ， 以细水长流的方式 补充 ，提高钻井液的抑制能力和包被能力。 钻进至三垛组地层后， PMHA、 KPAM 胶液的浓度提高到 ~1%，以抑制该地层的造浆。 以 NH4HPAN 配制成 ~%的溶液控制粘切。 以NaOH 水溶液调节 pH。 为防止盐城组地层渗透性漏失，在盐城组地层钻进时要求加 ~1%单向封闭剂随钻堵漏。 每班补充 50~75kg 低荧光防塌沥青，以改善泥饼质量，防止砂岩缩径。 造斜前加入 %的 润滑剂 ， 预防粘卡。 充分利用 四级固控清除钻屑，保持较低的密度和含砂量。 二开 2（ ~） 在原钻井液的基础上分 3~4 个循环周一次性补充 %CMCLV 和 1%低荧光防塌沥青，以提高钻井液的抑制能力和防塌能力。 将 KPAM、 PMHA 配制成 1~%的胶液 ，以细水长流的方式 补充，提高钻井液的 抑制能力和包被能力。 NH4HPAN 配制成 1~%的溶液控制粘切。 每班补充100~150kg 的低荧光防塌沥青， 适量的 JYW1， 以改善泥饼质量，保持 CMCLV 含量 在~%、 低荧光防塌沥青含量在 1~2%，增强钻井液的封堵防塌能力。