页岩气地质调查鄂丰地1井钻探施工技术.docx

页岩气地质调查鄂丰地1井（大口径）钻探施工技术摘要：鄂丰地1井是部署在湖北省恩施土家族苗族自治州咸丰县活龙坪乡的 一口页岩气基础地质调查井，终孔深度2023m，终孔直径不小于215.9mm，井径 扩大率不大于15%本文主要介绍了页岩气地质调查鄂丰地1井的工程概况，重 点阐述了该井的钻探施工技术与工艺；通过优选施工方案、加强事前控制措施及 邻井相关资料的收集，有效的预防了井内事故的发生，极大的提高了钻井施工效 率；并结合实钻地层及测井数据对钻井施工质量进行了总结分析项目的顺利实 施取得了良好的应用效果，为该区后续勘探开发的大口径钻探施工提供一定借鉴关键词：页岩气；地质调查井；大口径；钻井施工工艺；钻井质量1工程概况湖南省煤田地质局第六勘探队承担施工的“湖北咸丰地区地质调查井钻探 工程（大口径）”简称“鄂丰地1井”是中国地质调查局油气资源调查中心2019 年第二批委托业务，所属二级项目南方重点地区1:5万页岩气地质调查项目鄂丰地1井”位于湖北省恩施土家族苗族自治州咸丰县活龙坪乡二台坪村，在 构造位置上属桑拓坪向斜东北缘，出露地层产状平缓，构造相对简单钻探的目 的是获取上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色炭质页岩和奥陶系红花园组灰 岩页岩矿物组成、地球化学、储集物性及岩石力学等评价关键参数，为地层含气 性测试优选有利层段提供依据，为评价鄂西咸丰地区五峰-龙马溪组页岩气资源 潜力和奥陶系红花园组常规天然气提供资料支撑。

2钻井设计要求鄂丰地1井属于大口径页岩气地质调查直井，设计井深2000m井斜要求：全井段最大井斜＞5°，全井最大全角变化率小于2.5°/30m，终 孔井底闭合距＞80m井径要求：终孔直径主①215.9mm，井径扩大率＞15%取心要求：目的层段五峰-龙马溪组连续取心不少于65m，奥陶系红花园组取 心不少于15m，取心直径不小于80mm，平均采取率不低于85%钻井液要求：使用水基钻井液，不能加入对测、录井有影响的含有机质处理 剂3钻井施工工艺3.1钻井设备及配套设施鄂丰地1井使用的主要钻井设备见表1，录井设备为SK-2000FC型综合录井 仪，含气性现场解析实验设备为KD-II型解析仪，测井设备为ECLIPS-5700表1钻井设备及配套设施表序规格单位数量产地号名称1钻机ZJ30台1石家庄2井架JJ170/41-K套1石家庄3柴油12V—190台2上海泥浆 LS3NB-4 台 2 石家庄泵 1300A气动JQHS-5台1绞车50*12石家庄机泵6 3NB1300 台 1 石家庄组循环7 35m3 套 4 石家庄罐压风 VF-8 台 1 石家庄机 5/18.5防喷9 2FZ35-35 套 1 盐城器1 坐岗0 观察房栋 1 自制1 井场栋 1 自制1 值班房1 材料2房栋 1 自制1 泥浆 ZYWQ-1 个 4 衡阳3 搅拌器上海1 节能 20KW 台 14 发电机⑴钻机选型：所选择的钻机设备负荷能力及配置应能满足2000m深度的需要， 并考虑到终孔直径4①215.9mm及开孔直径444.5mm，选用钻探能力为3000m的ZJ30石油钻机，实钻证明满足此次施工要求。

⑵设备配套：配备JJ170/41-K型井架；LS3NB-1300A型泥浆泵；大庆11-130 型绞车；2FZ35-35型双闸板防喷器；12V-190型柴油机；20KW节能发电机等3.2钻井结构及施工工艺钻井实际完钻井深2023m,最终完井井身结构如图1所示tthiS：! KU%. Kta甲时LA 心5打图1鄂丰地1井完井井身结构示意图一开0〜41.00m，采用①444.5mmPDC钻头无心钻进，钻压由小到大，轻压吊 打，保证井眼开直；根据岩屑判断进入灰岩后，下入①339.7mm表层套管38.60m 保护孔口，并用425#水泥浆固井，侯凝72小时安装双闸板防喷器、放喷及压 井管汇，并按规范要求进行试压二开41.00m〜1100.00m，采用①311.2mmPDC钻头和牙轮钻头交替使用，无 心钻进，钻遇地层稳定，无卡、漏事故发生；常规测井；下入①244.5mm技术套 管至井深1099.85m，并用425#水泥浆固井，侯凝72小时，声幅测固井质量三开1100.00m〜2023.00m，采用①215.9mmPDC钻头和牙轮钻头交替使用， 无心钻进；钻遇目的层采用①215.9mmPDC取心钻头和川7-4型取心工具进行取 心；未下生产套管，水泥封井。

3.3钻进规程参数⑴一开0〜41.00m，上部为第四系残破积层，不成岩，为保证井眼开直，采 用低转速，轻钻压，低泵量钻进施工⑵二开41.00m〜1100.00m，实钻地层为泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩不等厚互 层，采用中低转速、中钻压、中泵量钻进施工，根据实钻地层情况、钻头使用情 况等适当调整钻进参数，维持所钻地层与钻具组合的平衡搭配⑶三开1100.00m〜2023.00m，实钻地层为泥质粉砂岩、泥岩、炭质页岩、泥 质灰岩、灰岩、白云岩不等厚互层，软弱互层，易产生井斜，为控制井斜和取心， 采用中低转速、中钻压、中泵量钻进施工3.4钻井液配制和维护本井采用低固相钻井液一开井段0〜41.00m井壁稳定是关键，采用膨润土 CMC钻井液体系；基本配 方：8-10%土浆+0.3-0.5%HV-CMC+0.2-0.3%KPAM+0.2%纯碱；处理剂:膨润土、烧碱、CMC、纯碱等密度1.02g/cm3〜1.08g/cm3 ；漏斗粘度30s〜32s；含砂量V 0.5%； PH值8〜9,下表层套管护壁二开井段41.00m〜1100.00m泥岩遇水易造成井壁垮塌，因此采用钾铵聚合 物防塌钻井液体系；基本配方：6-8%膨润土+0.1%纯碱+0.1-0.15%NaOH+0.3- 0.5%LV-CMC+0.2%KPAM；处理剂：纯碱、烧碱、KPAM、低粘、高粘等。

密度 1.02g/cm3-1.06g/cm3 ；漏斗粘度 28s〜30s；含砂量V0.5%； PH 值 8〜9,下技 术套管三开井段1100.00m〜2023.00m泥岩、目的层页岩遇水膨胀易造成井壁垮塌， 同时考虑为了取得目的层气测录井数值的真实性，必须降低泥浆比重，因此采用 聚合醇储层保护防塌钻井液体系；基本配方：5-7%膨润土土浆+KPAM (HV-CMC) 0.3-0.5%+0.2-0.3%LV-CMC+0.1-0.15%NaOH+1-2% 磺化沥青粉处理剂：低粘、高 粘、KPAM、铵盐、磺化沥青、聚合醇等；密度1.02 g/cm，〜1.05g/cm3 ；漏斗粘 度22s〜25s；含砂量V 1.0%； PH值8〜94实钻施工效果4.1实钻地层分层本井开孔层位为第四系，实际钻遇地层和主要岩性可见于表2表2 鄂丰地1井实钻地层第四系Q 8. 13.0 灰黄色粘土50 0地厚深度系统 组 层代度 岩性(m)号(m)二 下 梁 P 5. 18.0主要为灰黑色泥岩叠系 统 山组 l 00 0炭系上黄龙组.001129.0主要为灰褐色灰岩7.36.0主要为深灰色灰质经寺组 上00泥岩4.40.0盆系家蹬组主要为深灰色泥岩001454.0主要为灰白色细砂台观组y2-3.00主要为深灰色泥岩43488.帽组和深灰色粉砂质泥岩不s1-24.0000等厚互层留系主要为紫红色泥惹坪组lri258.0000746.岩、灰绿色泥岩和灰绿色粉砂质泥岩不等厚互711460砂岩、深灰色粉砂质泥滩组马溪组峰组塔组岩、浅灰色细砂岩和深4.00.1559.26669.55.00.15.74.00152615351591灰色泥岩不等厚交替出主要为灰黑色含气炭质页岩主要为灰黑色含气炭质页岩主要为灰褐色灰岩和深灰色泥质灰岩不等厚互层奥陶系471638主要为深灰色灰质牛潭组泥岩和深灰色泥岩不等统 湾组.00.00厚互层主要为褐灰色灰岩、棕红色泥质灰岩、701708灰黑色泥岩、紫红色泥d1-2.00.00岩和灰绿色泥岩不等厚交替出现红 O 10 1813和深灰色泥质灰岩不等花园组 h 5.00 .002023南 ° 21 .00 主要为褐灰色灰岩和灰褐色、深灰色白云 津关组 户 0.00 （未质灰岩不等厚互层穿）4.2钻井效率全井纯钻时间596h，纯钻时间利用率31.43%；平均机械转速3.39m/h,台月 效率769.20m,全井平均钻时17.68min/m。

4.3岩心采取率目的层岩心采取要求：目的层段五峰-龙马溪组连续取心不少于65m,奥陶系 红花园组取心不少于15m,取心直径不小于80mm,平均采取率不低于85%目的层实际取心9次，累计进尺86.02m，共取心84.46m，获取率98.19%, 其中龙马溪、五峰组累计进尺75.74m，取心71.45m,获取率94.34%；宝塔组累 计进尺3.26m,取心3.06m，获取率93.87%；红花园组累计进尺10.22m，取心 9.95m,获取率 97.36%4.4井身质量丰地1井井身轨迹图可见于图2,其他 技术指标及分析如下：图2鄂丰地1井井身轨迹三维图⑴井斜设计要求：全井段最大井斜汁5°施工中采用单点测斜仪每50m测斜一次， 全井井斜保持较好根据测井数据，全井段最大井斜在1850m，角度为4.3°， 方位为1.1°，符合设计要求⑵井径扩大率设计要求：终孔直径主①215.9mm，井径扩大率＞15%实际施工一开井段0- 41.00m井段井径平均值444.5mm，井径扩大率为0； 41.00-1100.00m井段井径平 均值333.14mm，井径扩大率为7.1%； 1100.00-2023.00m井段井径平均值 232.2mm，井径扩大率为8.1%，符合设计要求。

⑶最大全角变化率设计要求：全井最大全角变化率小于2.5°/30m实际施工全井段最大全角 变化率0.693°/30m,且无连续三点全角变化率超2.5°/30m，符合设计要求⑷井底闭合距离设计要求：终孔井底闭合距＞80m实际施工井底闭合距72.558m，符合设计 要求5结语在钻探施工管理中，采取加强事前控制的措施和收集邻井相关资料，有效的 预防了井内事故的发生，极大的提高了钻井施工效率，进而满足了安全生产和施 工质量的要求，顺利完成了鄂丰地1井的钻探施工及配套的测井、录井、固井及 完井工作为后续该地区大口径页岩气钻探施工和勘探提供了一定的经验参考文献：1.李秋茂.关于页岩气钻井放喷井控技术。