中石化中原石油工程公司塔里木分公司
摘要：顺北区块地质层位复杂，二叠系厚约509.5m，英安岩、凝灰岩、玄武岩等火成岩发育，地层连通性好，井漏风险大；玄武岩质地坚硬，可钻性差且易剥落掉块造成井下复杂。石炭系、泥盆系、志留系及奥陶系地层压实程度高，钻时较慢。顺北区块二叠系钻具结构的选择、泥浆性能的控制，如何预防井漏以及井漏情况下的防卡工艺，制约着二叠系作业的施工效率。石炭系以深层位钻头、螺杆的选择直接影响着钻时的快慢，决定着单井周期的节约与否。
关键词：顺北区块；钻头选型；防漏；防塌；提速
一、引言
顺北5-11H井是部署在塔里木盆地顺托果勒低隆北缘的一口四开制水平开发井，位于三维区5号断裂带北部，设计完钻井深7935.75m，完钻层位为奥陶系一间房组。该井二开进入石炭系50m后中完，技术套管封隔易漏的二叠系层位；三开进入奥陶系一间房组4m中完，尾管悬挂封隔油气层以上地层；四开进行定向作业。
顺北5-11H井二开设计井深4810-5311m钻遇二叠系，其中火成岩段为4810-5220m，上部为英安岩，下部为玄武岩。该地层漏失风险大，存在井漏失返后环空岩屑下沉，造成沉砂卡钻的风险；此外玄武岩质地坚硬，可钻性差，易磨损钻头，如钻头、钻具组合选择不合理，不仅钻时慢，增加起下钻频次，还易加剧沉砂卡钻、井壁失稳的风险。
三开为215.9mm井眼，钻遇石炭系、泥盆系、志留系和奥陶系，此井段硬脆性泥岩发育，地层压实程度高，如钻头、钻具组合选择不适宜地层，则对于钻时影响大，造成机械钻速低，亦存在钻头磨损迅速，增加起下钻更换钻头的趟数，造成周期的浪费。
二、各开次钻井工艺
顺北5-11H井开钻前，项目组、井队充分调研区块井、邻井钻头、钻具组合使用情况，优选机械钻速高的钻头，根据井下实际情况组合钻具，本井作业施工顺利，工序衔接紧密，工程和泥浆相互配合，保障了顺北5-11H井的高效作业。
2.1 一开
一开钻遇第四系、库车组地层，岩性为砂岩、软泥岩，可钻性好，机械钻速高，一开使用一只PDC钻头钻至中完井深1206.03m，起钻通井后下入一开套管顺利。
顺北5-11H井一开合同周期4d，实用周期3.17d，节约0.83d。一开共短起下两回次，分别为200m、798m，短起下顺利，但一开泥浆不落地处理不及时，停等泥浆不落地处理固废时间1.29d，本井一开周期仍有较大节约空间。
2.2 二开
二开为本井的关键开次，本井二开钻遇易漏的二叠系层位，防漏、漏失后防卡是本开次的重点工作。在防漏方面，泥浆采用全井堵漏浆作业，以超细钙、竹纤维、酸溶性桥塞堵漏剂SQD-98（细、中粗）、随钻堵漏材料配制，二叠系控制井浆密度1.24g/cm3，保持泥浆低粘切的流态；工程方面，优选钻头、钻具组合，提高机械钻速的同时，把井漏失返后钻具易上提作为重点考虑的方面。
本开次使用最成功的为2-3 PDC钻头+0°江汉H7LZ244*7.0螺杆和2-5狮虎兽+0°江汉H7LZ244*7.0螺杆、2-6狮虎兽+0°江汉H5LZ244*7.0螺杆钻具组合。进入易漏失的二叠系地层后，为避免因井漏失返后，岩屑下沉卡钻风险，使用0°直螺杆即可以提高机械钻速，又能够削减因1.25°弯螺杆上提较0°直螺杆挂井壁导致上提困难的风险。本井二开二叠系于4959m井漏失返，开泵上提困难，多次上提活动提出，说明0°直螺杆在井下失返复杂条件下，具有较高的防卡能力。
本井二叠系中下部钻遇约325m纯英安岩和玄武岩，使用两只狮虎兽钻头进尺分别为179.98m、145.5m（二开中完），狮虎兽配合0°螺杆的使用在提高二叠系机速的同时也能延长纯钻时间，减少起下钻回次，提高作业效率，其中第一只狮虎兽钻头进尺分别为179.98m，机速1.62m/h，创本区块二叠系进尺最多，机速最快。此外，狮虎兽钻头于井壁的接触面积大，虽然下狮虎兽钻头时存在长段划眼情况（第一只划眼井段2120-2900m，历时13.5h；第二只下入摩阻大，不返浆），但其修复井壁的效果好，本井二开二叠系20d未使用扶正器修复井壁，二开中完牙轮+18m-307mm扶正器通井无显示，与两趟狮虎兽钻具组合有直接关系。
顺北5-11H井二开合同周期56d，实用周期39.38d，节约16.62d，节约率为29.7%。周期的节约与井漏失返后未发生井下事故、两趟狮虎兽钻具组合有直接关系，泥浆上采用全井堵漏浆作业，防漏效果好，漏失后静堵、桥塞堵漏能迅速封堵，未发生恶性漏失也是二开提速的重要保障。
从本井二开井径扩大率曲线可以看出，井径扩大率最大处位于三叠系、二叠系交界面处，二叠系整体井径扩大率较小，井壁稳定。
2.3 三开
本开次主要钻遇石炭系、泥盆系、志留系以及奥陶系地层，地层压实程度较高，主要为硬脆性泥岩，易剥落掉块，泥浆做好抗温的同时必须做好防塌工作，使用乳化沥青、沥青粉复配防塌，使用KCl保持井浆[K+]不低于25000mg/L，保持泥浆良好的流型，提高防塌能力。工程上优选钻头、螺杆，合理控制钻井参数，监测井身质量，切实提高施工效率。
顺北5-11H井泥浆做好防塌、抗温的基础上，工程上选择的第一只亿斯达ES1645SG钻头单只进 尺1258m，其机械钻速为5.81m/h，较为理想。后续作业因志留系柯坪塔格组、奥陶系地层倾角大，定向作业频繁，造成机械钻速低。特别是奥陶系地层，复合钻进井斜增长0.2°/单根，方位120-130，需长时间向300-320方位定向，长时间的频繁定向是造成三开周期节约不多主要原因。
三开设计不进行取芯作业，接补充通知于7269-7275m进行取芯，取芯甲方追加周期3d，实际使用4.8d，是周期节约偏少的另一原因。
从后续几趟钻钻时数据分析，对于志留系、奥陶系的硬脆性泥岩，高扭力的7头螺杆钻时不如高转速的5头螺杆，7头螺杆钻时较快，但是反扣定向工具面不稳定，反扣效果不好，复合时钻压控制在40KN钻时较慢，而5头螺杆小钻压钻时较7头螺杆快且纠斜效果好，建议对于下部的硬脆性泥岩，使用高转速的5头螺杆，有助于提高机械效率。
从本井三开井径扩大率曲线可以看出，井径扩大率最大处位于二开套管鞋处，三开井段井径扩大率普遍低于20%，井壁稳定性好。
三、结论和认识
通过顺北5-11H井的作业施工，对于一口井的提速提效，应当：
（1）工程和泥浆相互配合，工程优选钻头、优化钻具组合，泥浆保持井眼的清洁，井壁稳定，做好防漏堵漏工作是一口井成功的基本。
（2）易漏失的地层钻进作业，使用0°螺杆，在保障机械钻速的同时，能够削减因井漏失返沉砂卡钻的风险。
（3）对于可钻性差的地层，可使用狮虎兽+7头螺杆的钻具组合，延长纯钻时间至110h以上，减少起下钻回次，提高作业效率。
（4）对于三开柯坪塔格组下部及桑塔木组地层倾角大易井斜，可尝试双扶钻具组合控制井斜。
（5）做好中完作业井眼准备工作，顺北5-11H井各项中完作业顺利，电测、下套管均一次成功，是本井提速提效的有力保障。