李高刚，武王青，张斌德

（西部钻探玉门钻井公司，陕西西安 710000）

本文通过PDC钻头选型、定向钻具组合、钻井液性能优化、加强事故及复杂预防等综合技术的应用，形成了玉门油田盐池区块直定井优快钻井技术。

1 区块地质构造及岩性描述

表1 为玉门油田盐池区块地质分层及岩性的实钻描述，该区块位于天环坳陷北段，盆地西北部早古生代为海相沉积体系，晚古生代为海陆交互相沉积体系，地层具有低渗透、低压、低丰度、强非均质性，是典型的“三低”气田。

表1 实钻地质分层及岩性描述

2 井身结构设计

如图1、图2 所示，分别为盐池区块井身结构和水平投影，区块井身设计为三开大斜度井，轨迹控制为“增—稳—降—稳—增”五段制，井斜83°～90°之间，实钻显示三开泥岩段长达800m，井塌风险较大。

图1 井身结构图

图2 水平投影图

3 区块钻井难点

（1）石千峰、石盒子地层存在泥砂岩互层及少量细砾岩，地层压程度实好，对钻头磨损较大，机械钻速较低。

（2）延长组地层倾角大，未能形成适合区域地层的东西钻具组合，不能很好地克服地层倾角的影响，致使滑动钻进时效占比长，严重影响钻井周期。

（3）石盒子组盒8 地层存在400m 左右的硬脆质泥岩，井塌现象严重，后期水平井的钻进存在现实威胁。

（4）刘家沟漏失为区域性地层漏失，始终未能完全解决漏失，给钻井提速带来实质威胁。

4 配套钻井技术应用

4.1 钻头优选技术

盐池区块的PDC钻头选型一直是困扰钻井速度的关键问题，由于地层刘家沟底部存在含细砾岩，对钻头的前期损伤极大，状区复合片崩齿严重，保径区磨损严重，出井钻头大部分报废，钻头选型成为影响钻井速度的关键和难点。为了解决钻头选型的问题，在钻井现场，通过联合攻关及实践，最终优选出了适合区块地层的优质PDC钻头选型。

（1）延安组、延长组、纸坊组及二叠系刘家沟以上地层，采用19mm 单排齿复合片的4 刀翼胎体PDC，提高钻头的攻击性即可慢速快速钻进的要求，保持钻时在2～3min/m。

（2）三叠系刘家沟以下地层优选5 刀翼，单排齿并具有一定减震效果的刚体PDC，既能提高钻头的抗冲击性能，降低了地层对钻头的损伤，也提高了钻头使用寿命。

（3）“双石层”地层采用中等密度布齿，5 刀翼5 水眼，并对流道加深布局的刚体PDC钻头，即可提高岩屑排替效率，防止泥岩钻进钻头泥包现象，实现钻井机速提高。

4.2 针对延安组—石盒子组的最优钻具组合

盐池区块“增斜—稳斜”的定向施工段，主要部署在三叠系上统延长组施工，但是延长组中部地层倾角普遍在7°作业，降斜严重，延长组下部、纸坊、石千锋均为稳斜微增，石盒子微降斜，需要频繁滑动钻进（钻时40～50min/m），复合钻进（7～8min/m）占比较低，在很大程度上影响钻井综合速度提高，为此通过现场多次实践，制定了复合钻进比例较高的钻具组合、参数及施工技术。

（1）造斜、稳斜段（延长组—刘家沟组）。

钻具组合：∅168.3mmPDC+∅135mm 单弯螺杆（1.25°∅161mm 扶正器）+∅127mm 回压阀+∅127mm定向接头+∅127mm无磁钻铤+∅161mm扶正器+∅121mm钻铤（3 根）+∅101.6mm 加重钻杆（15 根）+∅101.6mm钻杆。

钻井参数：钻压40～120kN；转速60+Lr/min；排量18～20L/s。

（2）稳斜段（刘家沟组—石盒子组）。

钻具组合：∅168.3mmPDC+∅135mm 单弯螺杆（1.25°∅161mm 扶正器）+∅127mm 回压阀+∅161mm扶正器+∅127mm定向接头+∅127mm无磁钻铤+∅120mm钻铤（3 根）+∅101.6mm 加重钻杆（18 根）+∅101.6mm钻杆。

钻井参数：钻压80～120kN；转速60+Lr/min；排量18～20L/s。

通过上述优化钻具组合，大幅度降低了刘家沟以下地层的定向滑动作业量，复合占比相比2021 年提高45%，整个井段钻井平均机速提高23.5%，造斜段机速提高7.8%；稳斜段机速提高35%。

4.3 解决硬脆质泥岩井壁失稳的复合盐水泥浆技术

石盒子组地层夹杂棕红色硬脆性泥岩，极易产生剥落性掉块，前期使用的盐水泥浆体系很难抑制大段泥岩坍塌问题。为此，经过大量室内试验及现场实践，研究形成了一种抑制性强、地层封堵能强的复合盐水泥浆，能够很好地解决石盒子大段硬脆质泥岩坍塌问题，保证盐池区块大斜度井的顺利完井。

4.3.1 优化复合盐水泥浆体系

复合盐水泥浆配方：3%～5%土粉+0.2%～0.3%NaOH+0.3%～0.5%TBX+7%～8%KCl+8%～9%工业盐+1.5%～2%HS-1+2%～4%HS-2+4%～5%RLQ-2+0.5%～1%MFG-1+3%～5%RF-9+1%～1.5%石墨+1%～2%超细碳酸钙+0.3%～0.4%NW-1+0.2%～0.6%FT-401+石灰石粉。

表2为玉门油田盐池区块，石盒子组地层钻井液推荐性能，很好地满足了该地层大段硬脆质泥岩防塌性能要求。

表2 钻井液性能推荐表

4.3.2 钻井液性能维护方法

（1）进入刘家沟立即转换为复合盐水泥浆，将密度控制在1.20g/cm3，Cl-含量控制在(6～7)×104之间，其他性能正常维护即可。

（2）当井斜角大于45°后，将钻井液密提高至1.25g/cm3以上，同时加入0.5%～1%MFG-1、3%～5%RF-9 及1%～1.5%的石墨，确保泥浆性能的护壁性和防塌性能良好，同时增加体系的润滑性，确保保证井壁稳定。

（3）稳斜段每钻进150～200m，进行短程起下钻一次，以期提前破坏和清除岩屑床,避免岩屑堆积。

（4）起钻前，大排量(18～20L/s)循环钻井液两个循环周，采用清浆+稠浆交替的方式，使用清扫液清洁井眼。

4.4 制定了易漏地层防漏堵漏方案

盐池区块地质构造属于鄂尔多斯盆地，其中刘家沟组地层的漏失属于区域性漏失，各种防漏堵漏方法并存，根据现场实践及应用，理清思路，基本形成了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡防漏堵漏思路及堵漏方案。

4.4.1 防漏堵漏思路

（1）以刘家沟地层为分界，上部地层出现漏立即堵漏，加固上部地层，为石千峰、石盒子防塌提供先决条件。

（2）随钻堵漏：进入刘家沟地层前加入随钻堵漏材料，逐步提升地层承压能力。

（3）分地层重点强化体系性能：刘家沟以上地层强抑制、控失水；刘家沟以下地层出现漏失使用堵漏浆段塞挤封+静止+随钻堵漏。

4.4.2 堵漏浆配方

（1）延长组堵漏浆配方：井浆+5%土粉+3%～4%随钻801+3%～4%核桃壳粉（0.9～2mm）+2%锯末。

（2）刘家沟组堵漏浆配方：井浆+6%土粉+5%～6%随钻801+5%～6%核桃壳粉（0.9～2mm）+4%～5%SLD-1+2%锯末+HV-CMC（2～3袋）。

（3）刘家沟以下地层堵漏浆配方：井浆+6%土粉+5%随钻801+8% SLD-1+5%SQD-98+5%SD-2+2%锯末+石灰石粉+1%降失水剂+1%防塌剂。

5 现场应用效果分析

（1）2021年玉门盐池区块完成井平均机速10.92m/h，平均月速度3101.49m/台月，平均钻完井周期47.65d。2022 年通过配套钻井技术的实践与应用，平均机速达到11.45m/h，平均月速度3793.81m/台月，钻完井周期缩短至32.88d，综合提速效果明显。见表3。

表3 提速效果对比

（2）2022年盐池区块所钻井通过配套技术的使用，事故复杂率大幅度降低，实现了一开一趟钻，二开两趟钻的目标，平均口井节约钻井周期7.89d。

（3）通过复合盐水钻井液体系的应用，盐池李庄8-5X 大斜度井施工中，成功钻穿长达417m 的硬脆质泥岩，成为区块内第一口成功钻穿大段硬脆质泥岩的气井。

6 结论

（1）面对目前低成本运营的现状，在价格偏低的低端钻井市场，应用上述综合钻井提速技术，是实现快速钻进，缩短钻井周期，降低钻井成本的关键所在。

（2）鄂尔多斯盆地盐池区块硬脆质泥岩导致的井壁失稳问题，通过工程技术与泥浆技术综合运用，可以保证井下安全顺利完井，但是过多的工程手段应用，会导致钻井周期延长，因此复合盐水泥浆体系还有进一步优化的空间。