現(xiàn)場的一項(xiàng)項(xiàng)參數(shù)，為技術(shù)研發(fā)提供了有力支持。
新疆油田公司工程技術(shù)研究院針對(duì)鉆探存在的難題，成立項(xiàng)目攻關(guān)組。
????技術(shù)背景
????二疊系下烏爾禾組、夏子街組巖石抗壓強(qiáng)度高、地層可鉆性差，鉆頭及提速工具選型困難；風(fēng)城組云質(zhì)巖發(fā)育、地層可鉆性極差，且地質(zhì)設(shè)計(jì)風(fēng)城組取心長度超過250米，而常規(guī)取心技術(shù)存在速度慢（低于0.5米/小時(shí)）、效率低（平均單趟取心進(jìn)尺低于5米）等問題，使難鉆地層長段取心作業(yè)成為該井鉆井工期長的主要原因（預(yù)計(jì)取心工期超過3個(gè)月）
????技術(shù)研發(fā)
????有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)為瑪頁1井高效取心、快速鉆井提供了決定性支撐。一是多方法結(jié)合的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；二是長鉆程連續(xù)取心技術(shù)，項(xiàng)目組從取心鉆頭、長筒取心工具、驅(qū)動(dòng)方式三方面開展了優(yōu)選研究；三是分層鉆井提速技術(shù)，項(xiàng)目組開展巖石力學(xué)參數(shù)室內(nèi)評(píng)價(jià)研究，結(jié)合聲波時(shí)差、上覆巖層密度等測井曲線進(jìn)行多元非線性回歸分析，建立巖石力學(xué)計(jì)算模型，精細(xì)刻畫出巖石力學(xué)特性參數(shù)剖面，并且根據(jù)巖石力學(xué)特性參數(shù)剖面，個(gè)性化設(shè)計(jì)PDC鉆頭及提速工具，有效實(shí)現(xiàn)分層提速技術(shù)的針對(duì)性設(shè)計(jì)。
????技術(shù)應(yīng)用
????通過集成應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井安全高效快速達(dá)成勘探目的，完鉆井深5050米，共完成取心進(jìn)尺超過450米，較鄰井平均取心進(jìn)尺增加432米的前提下，鉆井工期較鄰井平均縮短68天，機(jī)械鉆速提高60%。全井無復(fù)雜事故，安全快速鉆井效果顯著。
????為進(jìn)一步探索瑪湖西北斜坡區(qū)二疊系風(fēng)城組火成巖和頁巖油成藏情況，推進(jìn)非常規(guī)頁巖油與常規(guī)高孔火山巖油藏疊合區(qū)勘探進(jìn)展，新疆油田公司部署風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井?，旐?井位于風(fēng)南鼻凸與夏子街鼻凸之間寬緩平臺(tái)區(qū)，為高孔火山巖和頁巖油兩類儲(chǔ)層疊合區(qū)，風(fēng)城組一段發(fā)育高孔溶結(jié)凝灰?guī)r屬高效規(guī)模常規(guī)巖性油氣藏新類型，是落實(shí)6億噸以上規(guī)模儲(chǔ)量的重要突破口。
????瑪頁1井主探目的層為二疊系風(fēng)城組，完鉆層位為佳木河組，設(shè)計(jì)井深4950米。鄰井實(shí)鉆資料顯示，該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，縱向上存在多套壓力系統(tǒng)，安全密度窗口窄；二疊系下烏爾禾組、夏子街組巖石抗壓強(qiáng)度高、地層可鉆性差，鉆頭及提速工具選型困難；風(fēng)城組云質(zhì)巖發(fā)育、地層可鉆性極差，且地質(zhì)設(shè)計(jì)風(fēng)城組取心長度超過250米，而常規(guī)取心技術(shù)存在速度慢（低于0.5米/小時(shí)）、效率低（平均單趟取心進(jìn)尺低于5米）等問題，使難鉆地層長段取心作業(yè)成為該井鉆井工期長的主要原因（預(yù)計(jì)取心工期超過3個(gè)月）。
????面對(duì)這樣的鉆井地質(zhì)難點(diǎn)，常規(guī)的鉆頭、提速工具及取心技術(shù)已難以滿足風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井安全高效鉆探的要求。
????三項(xiàng)技術(shù)成為“金鑰匙”
????技術(shù)攻關(guān)刻不容緩，風(fēng)險(xiǎn)探井高效取心及安全快速鉆井技術(shù)，是提高瑪湖西北斜坡區(qū)二疊系風(fēng)城組勘探速度和效益的關(guān)鍵“鑰匙”。
????為此，新疆油田公司工程技術(shù)研究院針對(duì)鉆探存在的難題，與勘探事業(yè)部成立項(xiàng)目攻關(guān)組，依托科研項(xiàng)目開展技術(shù)攻關(guān)，最終研究形成了風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井高效取心及安全快速鉆井技術(shù)。
????其中，有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)為瑪頁1井高效取心、快速鉆井提供了決定性支撐。
????一是多方法結(jié)合的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)?？蒲腥藛T利用測井資料，建立地應(yīng)力模型，并根據(jù)鄰井試油、氣侵、井漏等實(shí)際數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行校正，從而精細(xì)預(yù)測地層三壓力剖面。同時(shí)，利用動(dòng)態(tài)漏失模擬實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)選出天然瀝青+隨鉆堵漏劑有效封堵地層微裂縫，從而提高薄弱地層承壓能力；以無機(jī)鹽+有機(jī)鹽+有機(jī)硅有效抑制泥巖地層水化失穩(wěn)，維護(hù)長裸眼段井壁穩(wěn)定。通過上述多種技術(shù)結(jié)合研究，最終合理設(shè)計(jì)瑪頁1井井身結(jié)構(gòu)，確保風(fēng)險(xiǎn)探井安全鉆井。
????二是長鉆程連續(xù)取心技術(shù)，為提高風(fēng)城組取心速度及取心效率，縮短取心工期，項(xiàng)目組從取心鉆頭、長筒取心工具、驅(qū)動(dòng)方式三方面開展了優(yōu)選研究。
????針對(duì)風(fēng)城組研磨性強(qiáng)、可鉆性差、常規(guī)取心鉆頭進(jìn)尺短的問題，項(xiàng)目組聯(lián)合廠商優(yōu)選孕鑲金剛石取心鉆頭，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)金剛石濃度、粒度以及流道參數(shù)，提升其抗研磨性及巖屑清潔能力，研究優(yōu)選出的孕鑲金剛石取心鉆頭平均單只進(jìn)尺相比鄰井提高了2.3倍。
????針對(duì)常規(guī)取心技術(shù)以單筒為主、取心效率低的問題，項(xiàng)目組通過研究長筒取心技術(shù)，提高單趟取心進(jìn)尺，減少取心趟數(shù)。優(yōu)選出可進(jìn)行2至4只取心筒聯(lián)裝的長鉆程工具，并對(duì)聯(lián)裝取心筒進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使其滿足安全作業(yè)條件，同時(shí)根據(jù)地層情況優(yōu)化設(shè)計(jì)不同井段的取心工具長度，有效避免堵心、磨心，從而提高取心收獲率。
????提高取心速度方面，除優(yōu)選取心鉆頭外研究優(yōu)選出不同地層的取心驅(qū)動(dòng)方式。針對(duì)穩(wěn)定地層，采用頂驅(qū)配合螺桿的高轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)取心鉆頭；巖石抗壓強(qiáng)度高且穩(wěn)定地層，采用頂驅(qū)配合渦輪的超高轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)取心鉆頭；破碎、不穩(wěn)定地層，則采用頂驅(qū)常規(guī)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。同時(shí)推薦合適的取心鉆進(jìn)參數(shù)，為高效快速實(shí)現(xiàn)瑪頁1井長段取心提供有力支撐。
為打破瑪頁1井地質(zhì)條件復(fù)雜的限制，研究人員不斷深入現(xiàn)場。
巖心是了解地下地層和含礦特征最直觀、最實(shí)際的資料。
技術(shù)研發(fā)期間，工程技術(shù)研究院鉆井工程研究所項(xiàng)目小組精彩進(jìn)行參數(shù)分析和討論。
為保證技術(shù)應(yīng)用施工順利，研究人員常駐現(xiàn)場。
????三是分層鉆井提速技術(shù)。項(xiàng)目組開展巖石力學(xué)參數(shù)室內(nèi)評(píng)價(jià)研究，結(jié)合聲波時(shí)差、上覆巖層密度等測井曲線進(jìn)行多元非線性回歸分析，建立巖石力學(xué)計(jì)算模型，精細(xì)刻畫出巖石力學(xué)特性參數(shù)剖面。并且根據(jù)巖石力學(xué)特性參數(shù)剖面，個(gè)性化設(shè)計(jì)PDC鉆頭及提速工具，有效實(shí)現(xiàn)分層提速技術(shù)的針對(duì)性設(shè)計(jì)。
????瑪頁1井二開吐古魯群至八道灣組地層，可鉆性較好，屬于常規(guī)提速井段，借鑒瑪湖地區(qū)提速經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目組采用強(qiáng)攻擊性PDC鉆頭進(jìn)行提速；而三開白堿灘組至夏子街組地層為提速的主要井段，項(xiàng)目組針對(duì)其軟硬交錯(cuò)的砂礫巖、泥巖地層，易造成井底鉆頭縱向、橫向振動(dòng)的特點(diǎn)，優(yōu)選扭沖提速工具，憑借其均勻穩(wěn)定的高頻沖擊力消除井下振動(dòng)，同時(shí)配合5刀翼19毫米PDC鉆頭，有效提高剪切效率；四開為長段連續(xù)取心井段，該地段則憑借長段取心技術(shù)優(yōu)選研究實(shí)現(xiàn)提速提效。
????實(shí)際應(yīng)用打開新思路
????通過集成應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井安全高效快速達(dá)成勘探目的，完鉆井深5050米，共完成取心進(jìn)尺超過450米，較鄰井平均取心進(jìn)尺增加432米的前提下，鉆井工期較鄰井平均縮短68天，機(jī)械鉆速提高60%。全井無復(fù)雜事故，安全快速鉆井效果顯著。
????在實(shí)際應(yīng)用的過程中，三開井段采用扭沖+PDC提速工具，平均機(jī)械鉆速達(dá)到7.4米/小時(shí)，較鄰井提高0.58-2.7倍；其中第1只鉆頭鉆穿白堿灘組至下烏爾河組四套地層，進(jìn)尺長達(dá)2066米，較鄰井減少6-8趟鉆。四開井段改變鉆井思路，由部分井段的常規(guī)鉆進(jìn)變?yōu)槿倘⌒模蠓s減提下鉆及劃眼趟數(shù)，主要采用長鉆程連續(xù)取心技術(shù)，僅用61天完成取心進(jìn)尺445米，創(chuàng)新疆油田最長取心進(jìn)尺紀(jì)錄；平均單回次取心17.14米，較鄰井平均提高2.5倍，取心收獲率97.96%；平均機(jī)械鉆速0.67米/小時(shí)；同時(shí)首次實(shí)現(xiàn)新疆油田4筒聯(lián)裝超長取心技術(shù)，單回次取心進(jìn)尺長41.97米。
????這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用大幅度縮短了鉆井和取心作業(yè)工期，減少了施工作業(yè)費(fèi)用，累計(jì)節(jié)約鉆井成本近千萬元。風(fēng)險(xiǎn)探井瑪頁1井高效完成超長段取心作業(yè)，標(biāo)志著新疆油田取心技術(shù)邁上了新的臺(tái)階?，旐?井的成功實(shí)施，不僅為瑪湖凹陷西北斜坡二疊系油氣勘探提供了有力的技術(shù)支撐，同時(shí)也加快了非常規(guī)頁巖油與常規(guī)高孔火山巖油藏疊合區(qū)的勘探進(jìn)程，為后期多類資源綜合勘探打開了新思路，開創(chuàng)了瑪湖凹陷常規(guī)油氣藏與非常規(guī)油氣藏并舉勘探的新局面。
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????（攝影 裘新農(nóng)）