大吉4-5井钻井作业指导书

构 造： 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 井 别：

开发井 井 型： 直井

大吉4-5井钻井作业指导书

编 写： 陈海洋 审 核： 审 批：

施工井队：中原钻二40721队

二0一五年四月一日

目 录

1、基本数据

2、井身结构及井身质量要求 3、各井段钻具组合及钻头选型 4、井控措施及要求 5、钻具管理要求 6、堵漏措施

7、加强生产组织与协调管理 8、分段施工重点措施及要求 9、钻井作业施工进度计划

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一、基本数据

山西中石油煤层气项目大吉区块，构造位置属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部。通过对大吉4-7井、4-8井和4-9向2井三口完成井的调研，本区块地层自上而下分为黄土层、延长、纸坊、和尚沟、刘家沟、石千峰、石盒子、山西、太原、本溪、马家沟组地层。

本区块表层为松散黄土层，易塌易漏。上部延长组含煤、地层胶结性差。刘家沟组为区域性易漏地层，钻井过程中极易发生漏失，且钻时较慢，可钻性较差。石千峰及石盒子地层易掉块垮塌。本溪组、太原组、山西组煤层发育，易坍塌，注意在钻开该层之后防塌。本溪组地层可能存在异常压力，钻进时一定要加强井控管理，杜绝井控事故的发生。

表1 邻井复杂情况提示

井号 完井井深（m） 复杂情况 1693m，石千峰组 大吉4-7 2404 井漏 1733m，石千峰组 2061m，石盒子组 大吉4-8 大吉4-9向2 大吉6（设计） 2373 2374 井漏 井漏 气侵 39~123m，延长组 120m，延长组 2154m，本溪组

1.2工程设计重点提示

（1）刘家沟组底部为区域漏失层（一般为渗漏层）。预计大吉 4-5 井可能漏失段在 1505～1555m，大吉 4-5 向 1 井可能漏失段在 1509～1559m，大吉 4-5 向 2 井可能漏失段在 1497～1547m，大吉 4-5向 4 井可能漏失段在 1502～1552m，注意在钻开该层之后进行工艺堵漏。

（2）大吉 1 井在井深 1535m~1867m 为漏失层段，从邻井钻井情况观察，初步判断为局部漏失层，漏失层位是整个石千峰组和石盒子组顶部 80m 段。其中，井段 1804～1806m，漏失钻井液 90m3；井段 1811～1839m，漏失钻井液 80m3；井段 1839m～1850m，漏失钻井液 50.0m3；井段 1850.00～1863m，漏失钻井液 20m3；井段 1865～1867m，漏失量 15m3。因此，大吉 4-5 井台在钻开该层时，需注意观察工况，进行工艺堵漏。

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（3）大吉 6 井在钻至本溪组砂岩 2145m 时发生气侵，气层中部 2145m 处测得地层压力为28.09Mpa，地层压力系数 1.31，说明大吉 6 井区本溪组砂岩气藏为超压气藏。大吉 4-5 井台在钻至该层时，需密切注意观察工况，加强地质录井，做好井控管理、防喷措施及预案。同时，本溪组、太原组、山西组煤层发育，单层厚 1～10m，易坍塌，注意在钻开该层之后防塌。

（4）奥陶系顶部裂缝、孔洞发育，易漏失，注意在钻开该层之后进行工艺堵漏。 1.3施工思路

根据区块调研情况，本井施工思路为：

（1）大吉4-5井是一口直井，重点防斜打直，保证井身质量。

（2）优选PDC钻头，应用“转盘+螺杆”复合钻进技术，提高机械钻速，缩短钻井周期。

（3）提前做好堵漏施工的技术措施、物资储备以及设备检查等工作。 （4）加强井控管理，认真贯彻落实中国石油天然气集团公司《石油与天然气钻井井控规定》、《长庆油田石油与天然气钻井井控实施细则》(2014)、《中国石油长庆油田分公司井控安全管理办法》、《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》，杜绝井控事故的发生。

（5）加强设备、人员、技术管理，杜绝地面及井下事故的发生。

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1.1基本数据

表1 基本数据 勘探项目 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡古生界含油气开发 大地坐标(井大地坐标(井口)口)纵 (X) 横 (Y) 19461411.47 4047425.547 井 号 井 别 井 型 备注 大吉4-5 开发井 直井 地理位置 山西省永和县交口乡泊洋村南部荒地内 构造位置 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 地面海拔 中靶半径 磁 偏 角 ( o ) 东 经 北 纬 大门 方位 奥陶系马家沟组 1064.548m ′ 方位角 设计井深 （垂深）(m) 2430 完钻层位 目的层 盒 8 砂组、山 23 砂组 钻井目的 （1）落实山西组山 2 段、石盒子组盒 8 段砂层产能。 （2）兼探山西组山 1 段、本溪组及其它层系砂岩储层发育及含气情况。 完钻原则 （1）本溪组无油气显示，留足 60m 口袋完钻； （2）本溪组有明显油气显示，则钻穿本溪组留足 60m 口袋完钻； （3）若全井段无油气显示，加深至马五段。 完井方法 5-1/2″套管固井完井

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出是否正常。

4.6进入油气层前100-150m开始，用正常钻进的1/3至1/2的排量进行低泵速试验，井深每加深200m，钻井液密度调整及更换缸套后都要进行一次。起钻前及每次下钻到底要进行油气上窜速度测定，气层上窜速度≤10米/小时。

4.7井场储备1.35 g/cm3重泥浆60方，石灰石粉60t。

4.8油气段加强干部值班，落实井控岗位责任制，增强全员井控意识，充分做好防喷的各项准备。

五、钻具管理要求

5.1清洗干净钻具丝扣，认真检查公、母扣及台肩有无损伤或裂纹，入井前用气管线吹干净丝扣及台肩的沙粒，再涂均匀密封脂。密封脂存放应密封，保持干净，防止沙尘污染。

5.2按标准扭矩上扣，旧钻具上扣扭矩选用低限值。61/4〞钻铤上扣扭矩为30-33KN.m，5〞加重钻杆上扣扭矩为30 KN.m，5〞G 105新钻杆上扣扭矩为34.9 KN.m ,接头外径?155mm上扣扭矩为29.7 KN.m

5.3每口井开钻对所用钻铤、接头、加重钻杆、扶正器进行探伤检查，钻进至2800m之前再探伤检查一次。

5.4合理调整转盘转速。有统计资料显示，转盘转速在65r/min左右可预防钻具先期失效，90r/min以上钻具失效频率大大增加。

5.5定期倒换钻具和错扣检查钻具，每起下一趟钻倒换一次钻铤、钻杆的入井顺序，改变其受力状况。扶正器有利于钻具工作状态的稳定，尽可能增加扶正器的使用井段。

5.6 PDC钻头钻进时，应不定时调整钻压值，不能固定不变，防止钻具中和点疲劳失效。

5.7钻具失效要做到早发现、早处理，发现泵压下降应立即查明原因，及时起钻，严防钻具落井。若查不出原因，应将钻铤、加重钻杆逐根卸开，清洗干净，并检查公、母扣及接箍。

5.8根据钻具使用情况及时补焊耐磨带，钻具装卸、上下钻台应严防剧烈碰撞。

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六、堵漏施工措施

6.1常规堵漏措施 6.1.1.表层井漏的处理

在钻进至表层比较浅的位置就出现井漏的情况下，使用坂土浆或清水抢钻，然后下入导管，下入深度要最少大于漏层井深2-3m，导管底部缠易膨胀的棉花被等其他东西，并固定牢固，当导管下入后把导管和井壁的空间加入水泥浆将导管封固，候凝12h方可开钻。导管以下如果出现井漏，根据井下漏失的严重程度，分别采用随钻堵漏或复合静止堵漏；井漏速度小于3m3／h，可以加入5%的随钻堵漏材料边钻边堵，在循环压力的作用下，随着堵漏材料和坂土颗粒进入漏失后膨胀作用，并伴着泥饼的逐步形成漏失量会越来越小或不漏；如果漏失量大并且水源不足或井漏只进不出，可以采用复合静止堵漏。具体配方：清水+坂土8-10%+ Na2CO3 （坂土加量的5%）+随钻堵漏材料10%+复合堵漏材料10%+混合堵漏材料5%,堵漏浆打入后静止24h 6.1.2二开井漏的预防及处理

6.1.2.1根据预告的地层压力，设计合理的钻井液密度，并结合实钻情况，及时合理地调控维持钻井液密度，实现近平衡钻井，从而尽可能地降低钻井液液柱压力；在满足钻井施工的前提下，控制钻井液密度在低限，如需调整钻井液密度时，控制钻井液密度每循环周改变值在0.02g/cm3以内，预防钻井液密度突升而压漏地层；优化钻井液流变性能。在保证井眼良好净化的前提下，应尽可能调低钻井液的粘度切力，特别是静切力，从而最大限度地降低环空循环当量密度和减轻压力激动，防止诱发性井漏；针对地层承压能力低，在下部井段钻井时，上部井段易发生井漏的情况，钻井液方面可采用承压堵漏施工，以提高地层的承压能力。具体采用以颗粒尺寸在2mm以内细颗粒为主的堵漏材料，使用高承压、间歇关挤堵，以有效提高地层承压能力，消除隐患

6.1.2.2 工程方面;钻井操作平稳，避免过高的压力激动。选用合理的排量，避免过高的环空返速，控制起下钻速度，平稳操作，下钻到底后应先转动钻具5--15min破坏钻井液结构后再缓慢地开泵。井径不规则、垮塌严重的井段,严禁开泵过猛,在单泵循环正常后再开双泵,以免压漏地层。在钻井液触变性较大、静止时间较长的情况下,下钻要分段循环钻井液,防止触漏地层。下钻时控制速度,防止压力激动过大而蹩漏地层。要有专人观察钻井液返出情况和钻井液液面,遇漏失时要详细记录其漏失量、漏失速

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度、漏失位置和漏失时钻井液性能

6.1.2.3发生微漏时，可使用静止堵漏方法，发生漏失后将钻具提到安全的位置，让井内钻井液静止2－3h，再开泵观察井内情况。静止堵漏方法无效后可采用高浓度桥接堵漏材料堵漏

6.1.2.4若桥堵无效，则使用DTR复合堵漏剂和桥接剂配制堵漏浆；如抗压达不到压力控制要求，可在堵漏浆基础上挤水泥浆，提高堵漏层的抗压强度；如发生大型漏失，可考虑使用特种凝胶复合水泥浆堵漏、水泥浆堵漏

6.1.2.5 DTR高失水堵漏剂是由具有良好渗滤性的材料、纤维状材料及聚凝剂等复合而成的粉剂，既具有高失水堵漏性能，又能部分酸溶，便于酸溶解堵，有利于保护油气层如果DTR堵漏无效可以考虑注水泥堵漏

6.1.2.6桥堵、DTR复合堵漏剂和桥接剂配制堵漏浆堵漏时，下光钻杆至漏层顶部，如井下正常，井眼畅通可下至漏层已下20m左右，堵漏剂出钻头时要上下活动，活动距离超过10m，观察泵压、悬重、转盘扭矩变化情况，有异常及时处理。 6.2水泥浆堵漏（包括水泥填井） 6.2.1基本要求

6.2.1.1温度计算：实验温度＝打水泥塞井深×地温梯度（℃/100m）×0.8

6.2.1.2.施工时间确定：施工总时间＝打水泥时间＋替浆时间＋起钻时间（钻具从水水泥塞底部起至水泥塞顶部以上）＋循环时间（钻具底部到井口的迟到时间）＋附加时间（1：00-1：30）

6.2.1.3水泥浆密度要求： 在无特殊要求情况下水泥浆密度按常规标准执行。即：G级水泥取1.90g/cm3；D级水泥取1.97g/cm3

6.2.1.4.稠化时间确定：依据计算温度、水泥浆密度、施工总时间确定水泥浆稠化时间。在实验温度、水泥浆密度达到上述要求后，最终稠化时间不得小于施工总时间。 6.2.1.5水泥量确定：

6.2.1.5.1有井径数据的井，按井径数据计算水泥封固段井筒总容积，在计算取得的总容积基础上附加30-50%为送井水泥量。

6.2.1.5.2无井径数据的井，一般φ215.9mm井眼：按1.5-1.8d/m计算送井水泥量；φ311.1mm井眼：按2.5d/m计算送井水泥量。

6.2.1.5.3若遇井壁掉块较多或垮塌井段，φ215.9mm井眼：按2.0d/m计算送井水泥量；φ311.1mm井眼：按3.0d/m计算送井水泥量。

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6. 2.2施工步骤

6.2.2.1一般情况下光钻杆（若有加重钻杆入井，加重钻杆的位置应尽量辟开水泥封固井段）距要求水泥塞底部30-50m（或漏层以下不超过10m），开泵循环泥浆，井内泥浆密度均匀即可

6.2.2.2注前隔离液（配浆水）：数量4.0-6.0m3（折合井眼环空高度100-150m）。井壁掉块多或有垮塌的井眼隔离液最好使用CMC胶液（粘度60-80s）

6.2.2.3注水泥浆：按实验的泥浆密度（±0.03）向井内注入送井的全部水泥量。 6.2.2.4注后隔离液（配浆水）：注入量尽可能使钻具内后隔离液高度与环形空间前隔离液高度相等。

6.2.2.5替泥浆：替入钻具内的总量（泥浆量＋后隔离液量）折合钻具内液面高度小于水泥塞顶部井深100-150m。

6.2.2.6上起钻具到水泥塞面顶部以上30-50m

6.2.2.7开泵循环出井内多余的水泥浆（如井漏无法循环直接起出全部钻具），循环时间不少于2个循环周，循环结束起出井内全部钻具侯凝36：00-48：00。进行扫塞及下步施工

6.2.3水泥浆堵漏施工

水泥浆堵漏施工与打水泥塞施工基本相同。区别点有以下几点： 6.2.3.1光钻杆下至漏失层以下。

6.2.3.2隔离液注入量控制在2.0m3以内。

6.2.3.3打完堵漏水泥浆再打入0.5-1.0m3后隔离液，替够设计的泥浆量直接上起井内钻具到安全井段或全部起出井内钻具。

6.2.3.4起钻过程中视井眼状况向井内灌入适当泥浆量。

6.2.3.5堵漏水泥浆稠化时间与打水泥塞相比相对短一点，具体少一个循环时间（迟到时间）

6.2.3.6送井水泥量视井眼状况具体确定 6.2.4注意事项

6.2.4.1参与施工设备必须运转正常，吊卡等工具灵活好用 6.2.4.2注入井内的水泥浆密度尽量走上限 6.2.4.3替浆计量必须准确，否则影响水泥塞质量

6.2.4.4从打水泥到循环泥浆整个过程中要勤活动钻具，一般以转动转盘为主，可间断

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大幅度活动钻具

6.2.4.5打水泥浆中途设备发生意外，在短时间内不能修复应立即开泵将注入井内水泥浆循环出来

七、加强生产组织与协调管理

1、甲方验收、电测、固井等配合多，要超前计划组织，加强各工序之间的衔接，杜绝因组织不到位而造成停工。

2、充分发挥地面设备的保障作用，加强设备的维护、检查、保养，每趟钻利用起下钻时间对设备全面检修，确保钻进期间设备运转正常。

3、加强与定向队（甲方指定队伍）的沟通、配合，督促定向队提前做好准备工作，仪器入井前认真调试、检查，确保井下工作正常。

4、加强与工区甲方的交流沟通，与住井监督、地质录井人员搞好关系，泥浆气泡较多时，使用消泡剂消泡，尽量不要使用柴油，以免地质录井告状。

5、对使用中存在质量问题的钻头、螺杆及其它材料要及时反馈项目组，并附使

用情况、出厂合格证等原始资料，争取厂家索赔，减少损失。每根螺杆要充分利用，使用到家，每口井螺杆控制在3根以内。

八、分段施工重点措施及要求

8.1导管

导管采用φ444.5mm钻头开眼，井深30m，下入φ426mm导管，目的封闭易塌、易漏黄土层，建立井口。

施工措施：

（1）提前配坂土浆100m3，钻头旋转开眼，防止井斜。 （2）下入导管后，要校正井口，固定牢靠。 8.2一开（φ311.15mm井眼，钻进井段：0-550m） 所钻地层：第四系、延长组

施工难点：第四系黄土层易塌、易漏，延长组易斜。 施工措施：

（1）提前24h水化坂土6-8t，配置坂土浆不少于100m3，严禁用清水冲鼠洞及开

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钻

（2）一开钻头安装等径喷嘴，开眼时应先启动转盘，然后再开泵，前50m用排量30 L/s钻进，，采取轻压吊打，确保开眼要直，之后排量50-55 L/s钻进 （3）每钻进50m吊测一次，根据测斜结果调整钻井参数

（4）钻完一开井深后短起下至井口，大排量充分循环清洗井眼，全井打入60s的稠泥浆封闭一开井眼，确保下套管顺利，固完井后把套管下到井底，原则上不留口袋。 （5）下表层套管用带扭矩的双钳紧扣或套管钳控制扭矩上扣，下完后拉正井口。固井替浆时计算好替入量，套管内预留水泥量20-30m，井队工程师要亲自监督替入量，严防替空。

（6）表层水泥要求返至地面，侯凝6小时后方可装井口，24小时后方可二开。 (7)钻井液体系及维护

?钻井液体系:坂土浆 ，性能：ρ:1.00-1.05g/cm3 、 FV：27-50S。

?为防止表层井漏，开钻前配10%坂土浆100m3，水化24h，根据水化后钻井液性能，加入适量的HV--CMC，配好后钻井液粘度达到50S以上方可开钻。前40--50m采用28-30l/s钻进，未出现井漏恢复50-60l/s钻进，钻进中根据钻井液性能情况，加入部分清水或HV--CMC胶液补充钻井液量，粘度控制在35--40S左右，提高钻进速度，防止钻头泥包。一开完钻前50--60m，适当控制钻井液量，钻完进尺后粘度＞50S，配20m3粘度＞100S的稠浆，大排量循环清洁井眼，循环好后配封闭液40m3，粘度＞100S

8.3二开（φ215.9mm井眼，钻进井段：550-2430m）

所钻地层：刘家沟、石千峰、石盒子、山西、太原、本溪、马家沟组

施工难点： 二开防漏、防斜：刘家沟注意防漏，双石组防泥岩垮塌，山西、太原、本溪组的煤层发育注意煤层防塌，本溪组重点防井喷。

施工措施：

（1）钻水泥与地层交界面时容易打斜，二开后开始50m用20-30KN钻压轻压吊打，待钻铤全部进入新地层后再正常加压钻进

（2）钻进时，要求送钻均匀，钻压和转速在设备能力允许范围内尽量按设计要求

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执行，不能猛增猛减。如有蹩跳等情况时，应优选合适的钻压、转速

（3）钻进时，要做到早开泵、慢开泵、晚停泵，每次起钻前充分循环钻井液，保持井眼干净，以减少井下复杂情况。

（4）保持井底干净，钻头使用到后期，机械钻速较中期下降30%时，如无地层变化因素，应起钻换钻头。钻进蹩跳严重时，不得用调整参数反复试钻，以防掉齿过多或掉牙轮。

（5）钻进过程中若出现返砂少，接单根困难，应及时配15-20m3稠泥浆推周，平时应在储备罐储备一些稠泥浆，为应急所需。

（6）设立泵压观察记录牌，由专人每15分钟观察记录一次，钻进时泵压下降超过0.5MPa，应停钻检查，防刺钻具、防漏

（7）控制起下钻速度，下钻遇阻不超过l00kN,禁止硬砸硬压,以冲通为主,防止抽吸压力或激动压力造成井塌、井漏等。

（8）起下钻必须安排专人负责记录灌入量及返出量，发现异常及时处理。起完钻要及时下钻，检修设备时必须保持井眼内有一定数量的钻具。

（9）加强钻具管理，建立健全钻具记录，钻具、接头入井前必须探伤，使用超过200小时应及时探伤。起钻时应错扣检查钻具。凡下井钻具、接头、工具，井队技术员应做好记录，丈量好内外径，绘好草图。

（10）加强坐岗观察，及时发现漏失，进入漏层前可加入随钻、单封预堵漏。 （11）调整钻井液密度、粘度，严格控制失水,增加润滑性，加强煤层防塌预防。 （12）使用好四级固控设备，严格控制泥浆含砂和有害固相。

（13）钻具使用200h应及时探伤，起钻时应错扣检查钻具，定期倒换钻具。 （14）钻井液体系及维护

?钻井液体系：低固相聚合物钻井液。钻井液性能： ρ：1.08--1.20g/cm3 , FV：35-55S，FL：6ml, pH ：8.5-9.5。

?二开前，彻底清理循环系统并往循环罐内加入足够的清水，通过混合漏斗加入上述钻井液材料循环均匀，钻井液性能达到设计要求、满足井下需要即可开钻。 ?钻水泥塞时加入适量的Na2CO3除钙，防止对钻井液造成污染。钻进中采用大小分子聚合物复配胶液维护钻井液性能。

④随着井深不断增加，钻井液中加入不同浓度的处理剂或其胶液进行维护性能，并且根据定向和井下摩阻情况加入部分液体或固体防塌润滑剂，为提高钻井液的防塌

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效果补充少量的聚胺抑制剂，并适当提高粘切增加钻井液的携砂能力。

⑤适当提高钻井液的粘度，控制钻井液的滤失量，有利于避免井漏的发生和减少漏失的速度，如果出现井漏可以根据现场井漏的轻、重程度，分别采用加入部分随钻堵漏材料强钻或静止堵漏的方法，十分严重的可以使用狄塞尔堵漏或水泥堵漏。

8.4丛式井防碰要求

（1）直井段确保防斜打直，控制直井段与邻井的距离不小于4m。 （2）根据测斜数据及时计算、绘制实钻轨迹投影图，并绘出防碰图。 （3）每测一点都要扫描、计算正钻井与邻井的最近空间距离，预测出井眼轨迹的发展趋势以及与邻井是否有“相碰”的危险。

（4）两井轨迹水平投影叠加图交叉点的垂直井深差大于30m。

（5）丛式井组防碰井段钻进时，应严格落实防碰岗位责任制，必须安排专人观察井口、泵压、泥浆返出情况，发现老井口冒气、钻时突然加快、放空、泵压下降等异常情况，应立即停止钻进，并提离井底20米以上观察。

（6）防碰、绕障井段用造斜工具来控制井眼轨迹。

九、钻井作业施工进度计划

表5 钻进进度计划表 开钻 次数 施 工 项 目 钻头尺寸 mm 井 段 M 内 容 钻进、辅助 一开 311.2 0-550 电测、固井、装井口等 钻进、辅助 二开 215.9 550-2430 电测、固井、装井口等

6 2 24 30 时间 d 2 4 累计时间 d 17

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