【正文】 井眼軌道設(shè)計(jì) 井眼軌道設(shè)計(jì) 依據(jù)《 南華 1 井 地質(zhì)任務(wù)書(shū)》、已有鄰井的鉆井資料和《定向井軌道設(shè)計(jì)與軌跡計(jì)算》（ SY/T54352020）進(jìn)行 南華 1 井 井 眼 軌道 設(shè)計(jì)。 表 21 井眼軌道設(shè)計(jì) 剖 面 類 型 直 —增 —穩(wěn) 設(shè)計(jì)垂直井深（ m） 設(shè)計(jì)斜井深（ m） 最大井斜角（ 176。/30 m） 磁偏角（ 176。 26′ 靶心閉合方位（ 176。） 方位角 （ 176。) 方位 (176。/30m) 閉合 距 (m) 閉合方位 (176。) 網(wǎng)格方位 (176。/30m) 閉合距 (m) 閉合方位 (176。) 網(wǎng)格方位 (176。/30m) 閉合距 (m) 閉合方位 (176。 圖 21 垂直投影圖 圖 22 水平投影圖 8 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 依據(jù)《 南華 1 井 地質(zhì)任務(wù)書(shū)》、《井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法》（ SY/T54312020）進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 表 23 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 序 號(hào) 井 徑 (mm) 井 深 (m) 套管尺寸 (mm) 套管名稱 套管下深 (m) 1 ? ? 表層套管 2 ? ? 生產(chǎn)套管 說(shuō)明 井口安裝 TG 10 3/4″5 1/2″35MPa 套管頭 圖 23 井身結(jié)構(gòu)示意圖 9 主要鉆井設(shè)備性能 鉆井設(shè)備基本要求如下： a）鉆井深度 (127mm鉆桿 )不小于 ； b）額定提升載荷不小于 1700kN； c）提供 2臺(tái)功率不小于 956kW的 鉆井 泵； d）轉(zhuǎn)盤(pán)面高度滿足防噴器組安裝要求； e）發(fā)電機(jī)組輸出功率不小于 2 800kW； f）鉆井液 循環(huán) 罐 有效容積 不小于 200m3； g）提供全套鉆井工具和儀 表； h）鉆機(jī)的主要部分，如井架，轉(zhuǎn)盤(pán)底座、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、絞車(chē)和轉(zhuǎn)盤(pán)須符合石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)； i）內(nèi)燃機(jī)必須安裝消音器或其它消音裝置； j）配備四級(jí)固控設(shè)備； k）防噴器及地面管匯的壓力級(jí)別要求不小于 35MPa； l） 鉆機(jī)基礎(chǔ)采用砂石混凝土或鋼撬基礎(chǔ)，基礎(chǔ)施工必須滿足 《 鉆井設(shè)施基礎(chǔ)規(guī)范 》（ SY/T61992020） 的相關(guān)要求。 10 井身質(zhì)量要求 設(shè)計(jì)依據(jù)《定向井井身軌跡質(zhì)量》 （ SY/T59552020） 、《鉆井井身質(zhì)量控制規(guī)范》（ SY/T50882020） ， 井身質(zhì)量要求見(jiàn)表 24。/30m) 井徑擴(kuò)大率 (%) ~ ≤3 ≤15 ~ ≤5 ≤15 ~ ≤3 ≤15 鉆具組合設(shè)計(jì) 鉆具組合設(shè)計(jì) 根據(jù)鉆井地質(zhì)要求，綜合考慮各方面因素，參照《定向井下部鉆具組合設(shè)計(jì) 方 法》（ SY/T56192020）進(jìn)行鉆具組合 設(shè)計(jì) 。 表 25 鉆具組合 序號(hào) 鉆進(jìn)井段 (m) 下部鉆具結(jié)構(gòu) 1 ~ ? + ? ?1根 +? ?2根 +? ?3 根 +?165mm 鉆鋌 ?3 根 + ?127mm 鉆桿 2 ~ ? 鉆頭 +176。?172mm 單彎螺桿 + ?165mm 無(wú)磁鉆 鋌 ?2 根 + ?165mm 鉆鋌 ?3 根 + ?127mm 加重鉆桿 ?12 根 + ?127mm 鉆桿 4 ~ ? 鉆頭 +?215mm 穩(wěn)定器 +?165mm 短鉆鋌 ?1 根 +?215mm 穩(wěn)定器 +?165mm 無(wú)磁鉆鋌 ?1 根 +?215mm 無(wú)磁穩(wěn)定器 +?165mm 無(wú)磁鉆鋌 ?1 根 +?165mm 鉆鋌 ?3 根 + ?127mm 加重鉆桿 ?12 根 +?127mm 鉆桿 ? 鉆頭 +176。 11 鉆柱強(qiáng)度校核 表 26 鉆柱強(qiáng)度校核 尺寸 （ mm） 長(zhǎng)度（ m） 鉆壓（ kN） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 拉力 余量（ kN） 屈服強(qiáng)度 抗扭 校核 抗拉 校核 抗拉（ kN） 抗扭（ ） 設(shè)計(jì) 實(shí)際 設(shè)計(jì) 實(shí)際 127 1900 200 60 400 1940 61282 備注 ：本井按 G105 一級(jí)舊鉆桿進(jìn)行鉆柱校核，摩擦系數(shù)：裸眼 ， Kb= = 鉆具使用要求 依照鉆柱強(qiáng)度校核，本井必須采用一級(jí)舊鉆桿及以上級(jí)別鉆桿進(jìn)行施工。 鉆桿螺紋緊扣時(shí)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行緊扣扭矩控制。 緊扣之前應(yīng)檢查密封臺(tái)肩面和螺紋部位是否完好，如果發(fā)生影響螺紋連接的損傷，應(yīng)及時(shí)更換，緊扣前應(yīng)在內(nèi)、外螺紋部位均勻涂抹螺紋脂，涂抹量以螺紋旋緊后臺(tái)肩合縫處有少量螺紋脂均勻溢出為宜。鉆鋌新螺紋使用時(shí)宜進(jìn)行 4 次磨扣，每次磨扣后應(yīng)清洗螺紋脂，并涂抹新的螺紋脂，磨扣時(shí)不應(yīng)使用液壓大鉗或旋合器緊扣。 起鉆 時(shí)要檢查鉆具內(nèi)、外螺紋及管體有無(wú)損傷、刺漏、彎曲等。 鉆具下鉆臺(tái)時(shí)應(yīng)卸成單根，并將提升短節(jié)、鉆井工具、轉(zhuǎn)換接頭等工具卸掉。 鉆具在使用過(guò)程中應(yīng)錯(cuò)扣起鉆。 井場(chǎng)鉆具應(yīng)按規(guī)格分別擺放在距地面 ，均勻排放，每根鉆具至少有 2 個(gè)支撐點(diǎn)，鉆具內(nèi)螺 紋端朝向鉆臺(tái)方向。 鉆具上不應(yīng)擺放重物及酸堿等腐蝕性物質(zhì)，不應(yīng)在鉆具上進(jìn)行電氣焊作業(yè)，不應(yīng)將鉆具作為焊接搭鐵線。 表 27 鉆頭選型 鉆進(jìn)井段 (m) 尺寸 (mm) 鉆頭類型 推薦型號(hào) 數(shù)量 (只 ) ~ 牙輪 GA114 1 ~ PDC FL1954 1 ~ 牙輪 HJ517G 1 ~ 牙輪 HJ517G 3 表 28 鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) 井段 (m) 參數(shù) ~ ~ ~ ~ 井徑 (mm) 鉆壓 (kN) 80~120 50~60 40~60 50~70 轉(zhuǎn)速 (r/min) 70~80 40~50（復(fù)合） 40~50（ 復(fù)合） 40~50（復(fù)合） 排量 (l/s) 45~55 28~30 2830 28~30 立管壓力 (MPa) 按 螺 桿 參 數(shù) 執(zhí) 行 按 螺 桿 參 數(shù) 執(zhí) 行 噴嘴組合 (mm) 16+16+15 13+13+13 環(huán)空返速 (m/s) 噴射速度 (m/s) 鉆頭壓力降 (MPa) 沖擊力 (kN) 水馬力 (kW) 比水馬力 (w/mm2) 功率利用率 (%) 20 28 缸套直徑 (mm) 170 170 170 170 13 測(cè)量 工具及 測(cè)量要求 測(cè)量 工具 本井 測(cè)量 工具見(jiàn)表 29。 1 4 電子單多點(diǎn)測(cè)斜儀 YSS 1 5 MWD 儀器 / 1 測(cè) 量要求 本井采用 MWD 無(wú)線隨鉆和 YSS 電子單多點(diǎn)相結(jié)合，進(jìn)行井眼軌跡測(cè)量。鉆完直井段起鉆時(shí)必須投測(cè)多點(diǎn)，并確保成功。 復(fù)合 鉆進(jìn)時(shí)， 測(cè)量間隔不大于20m。 各開(kāi)次完鉆后采用電子多點(diǎn)測(cè)斜儀測(cè)量 井斜、方位，測(cè)斜間距應(yīng) ≤30m。穩(wěn)斜井段全角變化率不能連續(xù) 3 個(gè)測(cè)點(diǎn)超過(guò) 3?/30m。 在測(cè)量前，根據(jù)工程技術(shù)人員的安排，進(jìn)行劃眼或上下活動(dòng)鉆具、循環(huán)之后再進(jìn)行測(cè)量，防止測(cè)斜時(shí)卡鉆事故。 嚴(yán)格控制鉆井液含砂量。 在帶有 MWD 儀器的鉆具下鉆遇阻時(shí)，嚴(yán)禁硬砸，防止儀器損壞。 取心要求 本井主要目的層為 三垛組、阜三段 與阜一段 。 原則上單回次取心進(jìn)尺不得少于 4m，取心收獲率不得小于 90%， 并按儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范及時(shí)采送化驗(yàn)分析樣品 。 配備金剛石或 PDC 取心鉆頭 23 只。 取心前根據(jù)該層地層特點(diǎn)，制定詳細(xì)的取心措施和技術(shù)參數(shù)，確保回次取心率。 取心 鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)有地質(zhì)、鉆井技術(shù)人員值班，割心必須由司鉆以上人員操作。 取心參數(shù) 泵壓： 7~8MPa 鉆壓： 50~60kN 轉(zhuǎn)速： 40~50r/min 15 各 井段 施工要點(diǎn) 及技術(shù)措施 一開(kāi)井段 (~) 一開(kāi)工作的重點(diǎn)是保證井眼打直，鉆壓由小到大，輕壓吊打，每鉆完一個(gè)單根快速劃眼一次。不允許定點(diǎn)沖孔。 一開(kāi)鉆至設(shè)計(jì)井深循環(huán)后投測(cè)多點(diǎn)，并保證成功率。若鉆出套管鞋 30m仍未見(jiàn)砂層，則 做地層承壓能力試驗(yàn)。 新鉆頭下鉆到底循環(huán)好鉆井液，牙輪鉆頭使用小鉆壓（ 20kN）、低轉(zhuǎn)速磨合 ， PDC 鉆頭采用小鉆壓（ 5~10kN）鉆進(jìn) ，然后按優(yōu)選鉆井參數(shù)鉆進(jìn)。 鉆至造斜點(diǎn)，充分循環(huán)鉆井液，調(diào)整好鉆井液性能，防止鉆井液中含砂量過(guò)高影響螺桿鉆具使用，鉆井液中嚴(yán)禁含有橡膠、金屬等雜物。 所有定向 儀器、儀表必須在地面或室內(nèi)進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、校驗(yàn)后方可入井。 定向施工時(shí)嚴(yán)格按參數(shù)執(zhí)行，必須做到送鉆均勻，以防螺桿鉆具制動(dòng)。 增斜時(shí)， 鉆具在井內(nèi)靜止時(shí)間不能多于 3min， 達(dá)到最大井斜后，鉆具在井內(nèi)靜止時(shí)間不能超過(guò) 2min。 二 開(kāi)穩(wěn)斜井段（ ~） 本井在三垛組 垂深 12501302m 處可能鉆遇火 成巖處可能鉆遇火成巖，注意鉆頭選型及使用并做好防漏、防卡鉆工作 。 進(jìn)入目的層井段前，認(rèn)真做好各種工況下的防噴演習(xí)工作，每只鉆頭下井后應(yīng)做好低泵速試驗(yàn)，并做好記錄。 鉆進(jìn)中應(yīng) 對(duì)井下摩阻 、 扭矩及巖屑上返情況進(jìn)行 及時(shí) 分析，每鉆進(jìn) 150m或鉆井 24h 短起下一次，修拉井壁， 確保井眼清潔、光滑 。 起下鉆作業(yè)時(shí)，應(yīng)控制好起下鉆速度，防止抽吸、頂泵等壓力激動(dòng)造成井壁失穩(wěn)或裂縫發(fā)育地層的漏失 。 充分使用好固控設(shè)備，做好四級(jí)固控，把固相含量控制在合適范圍 ，嚴(yán)格遵守鉆井三大紀(jì)律，控制起下鉆速度，起鉆灌好鉆井液，以確保井眼穩(wěn)定，為提高固井質(zhì)量創(chuàng)造良好的井眼條件。 備好加重材料，規(guī)范執(zhí)行坐崗值班制度，詳細(xì)記錄好循環(huán)罐液面變化、加密監(jiān)測(cè)鉆井液性能，同時(shí)注意觀察返砂情況，防止因油氣過(guò)度侵入造成的井下復(fù)雜情況。 嚴(yán)格按鉆井工程設(shè)計(jì)精心組織施工，安全、快速、高效地完成該井的施工任務(wù)，做好本井的相關(guān)環(huán)境保護(hù)工作。 鉆井液關(guān)鍵技術(shù) 有 預(yù)防漏失、 保證 井壁穩(wěn)定、 預(yù) 防粘卡、 預(yù)防巖屑床、 保護(hù)油氣層等。 鄰井施工情況 馬 1 井于 2020 年 3 月 24 日一開(kāi)， 4 月 6 日 二開(kāi) 完鉆，完鉆井深 2391 m，使用 金屬兩性離子 聚合物鉆井液， 目的層阜寧組， 實(shí)鉆鉆井液密度： 鹽城組 ~三垛組~； 戴南組 ~阜寧組 ~， 全井安全無(wú)事故。 華港 104 井采用鉀基 無(wú)滲透 聚合物鉆井液體系， 三垛組、阜寧組 實(shí)鉆 鉆井液 密度 g/cm3。 蘇 290 測(cè)定 阜一段地 層壓力(斜深 )，飽和壓力 MPa，地層壓力梯度 , 壓力系數(shù) ；地層溫度為 ℃ /1700m(斜深 )，地溫梯度 ℃ /100m，為常溫、常壓系統(tǒng)。預(yù)測(cè)垛一段 1250~1302m為火成巖，注意防漏和垮塌。三垛組、阜寧組為目的層，必須做好油氣層保護(hù)工作。 表 31 鉆井液參數(shù)設(shè)計(jì)表 層位 Q、 Ny Ny、 Es Es、 Ef 井段 (m) ~ ~ ~ 密度 (g/cm3) ~ ~ ~ 馬氏漏斗粘度 (s) 50~65 40~55 45~65 塑性粘度 (mPasn) ~ ~ 10s 切力 (Pa) 2~4 2~5 10min 切力 (Pa) 3~6 4~9 API 失水 (ml) 6 4 泥餅 (mm) 2 泥餅?zāi)Σ料禂?shù) 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 潤(rùn)滑劑含量 (%) ~1 1~3 砂床濾失量 (ml) 0 備注：要求井隊(duì)做好壓力監(jiān)測(cè)工作，根據(jù)井下情況選擇合理的鉆井液密度，如有異常，及時(shí)上報(bào)并調(diào)整鉆井液密度 。 用 生產(chǎn)水配制 80m3 膨潤(rùn)土漿，按配方通過(guò)配漿漏斗加入 Na2CO3 和鈉膨潤(rùn)土，攪拌均勻，充分水化 24h 以上。 鉆進(jìn)時(shí)充分利用固控設(shè)備清除鉆屑，以 ~1%NH4HPAN 水溶液調(diào)整粘切。 20 二 開(kāi) 1（ ~） 用生產(chǎn)水 補(bǔ)充 配制 10%的 40m3 膨潤(rùn)土漿，按配方通過(guò)配漿漏斗加入 Na2CO3和鈉膨潤(rùn)土，充分水化 24h 以上。 掃完水泥塞后，放掉受水泥污染嚴(yán)重的鉆井液，處理好鉆井液， 補(bǔ)充預(yù)水化膨潤(rùn)土漿， 添加 PMHA、 CMC、 KPAM 達(dá)到配方要求后，用 NH4HPAN 調(diào)整鉆井液性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求后 ，方可 開(kāi)鉆 。 鉆進(jìn)至三垛組地層后， PMHA、 KPAM 膠液的濃度提高到 ~1%，以抑制該地層的造漿 。 以NaOH 水溶液調(diào)節(jié) pH。每班補(bǔ)充 50~75kg 低熒光防塌瀝青，以改善泥餅質(zhì)量，防止砂巖縮徑 。 充分利用 四級(jí)固控清除鉆屑，保持較低的密度和含砂量。 將 KPAM、 PMHA 配制成 1~%的膠液 ，以細(xì)水長(zhǎng)流的方式 補(bǔ)充，提高鉆井液的 抑制能力和包被能力 。 每班補(bǔ)充100~150kg 的低熒光防塌瀝青， 適量的 JYW1， 以改善泥餅質(zhì)量，保持 CMCLV 含量 在~%、 低熒光防塌瀝