页岩气水平井段卡钻类型主要是掉块卡钻,其次是沉砂卡钻;卡钻发生的工况大多为接立柱上提钻具,少数为起钻作业,个别为钻进作业。页岩气水平井段卡钻预防和处理原则是“预防为主、及早发现、精细操作、快速处理、责任明确”。
1.“预防为主”是指从地质、钻井、钻井液、技术服务等各专业以及作业准备、钻进作业(钻具结构、钻井液、钻进、接立柱、起下钻)、精细操作等作业过程多方位预防卡钻;
2.“及早发现”是指及时跟踪井下情况,及早发现卡钻征兆;
3.“精细操作”是指准确执行防卡措施不走样、不偏差,严防“提死”、“扭死”;
4.“快速处理”是指出现复杂异常、卡钻征兆时快速决策和实施,卡钻后按照本手册快速处理;
5.“责任明确”是指地质、钻井、钻井液、技术服务等落实各关键环节主体责任。
一、钻井液
强调高质钻井液性能,保持井眼清洁,是预防卡钻的基础条件。振动筛筛布目数不小于200目,使用时间达到循环时间的*,控制钻井液含砂量不高于0.3%;使用高速离心机,控制劣质低密度固相小于8%(不包括有机土等有用固相,计算方法参考GB/T16783.2新标准)。油基钻井液保持低粘度特性,控制6转读数不小于8,密度低于1.9g/cm3的漏斗粘度控制在80s以内,密度高于1.9g/cm3的漏斗粘度控制在100s以内。
油基钻井液高温高压滤失量不大于3ml,预测钻遇破碎地层、“穿底”等复杂情况前,应调整高温高压滤失量不大于2ml;泥饼厚度不大于2mm。施工过程中发现返砂、掉块异常情况时,应保持不低于钻进排量和转速循环,并采用段塞举砂的方式清洁井眼,段塞包括高密度段塞、低粘切段塞、高粘切段塞。钻井液一个循环周内控制密度变化应不超过0.02g/cm3。
二、钻具组合
应使用I级及以上的钻杆,钻具组合中应带随钻震击器,其它钻具的选用应符合SY/T5619的规定。Φ215.9mm井眼优先使用Φ127mm+Φ139.7mm复合钻具,也可全部使用Φ127mm钻杆,但水平段不宜使用Φ139.7mm钻杆,避免卡钻后倒扣处理困难。
推荐水平段钻具组合
组合一:钻头+旋转导向工具+无磁钻具(+螺杆)+加重钻杆或厚壁钻杆+随钻震击器+加重钻杆或厚壁钻杆+钻杆。
组合二:钻头+螺杆(优先选择不带扶正器螺杆)+定向接头+无磁钻铤(MWD+GR)+加重钻杆或厚壁钻杆+随钻震击器+加重钻杆或厚壁钻杆+水力振荡器+钻杆(+钻柱扭摆系统)。
正常情况下使用钻具组合一,出现阻卡严重等明显卡钻风险,或井漏严重、井漏频繁等需进行堵漏作业时不宜使用钻具组合一。优先选择具有低倒角、大流道、倒划眼功能的钻头和扶正器。
推荐使用旋流清砂工具,优先选用钻杆型旋流清砂工具。
方式一:安放在井斜20°~70°易形成岩屑床井段及附近位置;
方式二:水平段每5柱安放一只,可根据井下摩阻情况适当调整旋流清砂器数量;
方式三:在距离钻头300~500m内安放2~3只,同时在井斜20°~70°井段及附近位置安放2~3只。
三、井眼轨迹控制
有效控制井眼轨迹,减少和避免钻遇破碎地层、易垮塌地层和“穿底”,是预防卡钻的重要措施。地质人员应及时准确预告地质目标,定向井工程师应根据地质目标优化调整轨迹,确认井眼轨迹在箱体内平稳穿行。 精细地质导向预测和轨迹控制,严防轨迹“穿底”或尽可能避免钻遇易垮塌地层,威远地区应避免轨迹进入五峰组,长宁、昭通地区应避免轨迹进入宝塔组,防止掉块卡钻。密切关注钻时变化,当钻时明显变慢、硅质含量增加时,应警惕井眼轨迹进入五峰组或宝塔组顶的小交界面,综合判断确认后应及时采取增斜措施,避免“穿底”。严格控制水平段轨迹变化,保持井眼平滑,狗腿度不大于3°/30m。实际钻遇断层、“穿底”应准确记录井段,描述掉块情况和扭矩、摩阻异常情况。
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