"#N1008差446承德石油高等专科学校学报第23卷第1期，2021年2月CN13-1265/TE Journal of Chengde Petroleum College Vol.23,No.1,Feb.2021伊拉克米桑油田水平井钻井关键技术 宋文宇，龚永华，张建国，陈浩
(中石化华北石油工程有限公司，河南郑州450000)
摘要：针对伊拉克米桑油田盐膏层巨厚、钻井液密度窗口窄、存在高压盐水层，储层段漏塌同层导致复杂时效高等问题，通过对比分析国内外盐膏层和窄压力窗口地层钻井技术，总结了米桑油田钻井面临的主要技术难点，从井身结构优化、钻井提速和复杂预防等方面入手，研究形成了适合米桑油田的钻井关键技术，并进行了现场试验应用，取得了显著的效果0伊拉克米桑油田钻井关键技术对该地区钻井技术方案设计和钻井提速提效具有较强的借鉴和指导作用" 关键词：米桑油田；井身结构；钻井提速；盐膏层
中图分类号:TE243文献标志码:B文章编号：1008-9446(2021)01-0007-05
Key Technologies of Horizontal Drilling in Iraq Miss+n Oilfield SONG Wen-yu,GONG Yong-hua,ZHANG Jian-guo,CHEN Hao (Sinopec North China Petroleum Engineering Co.,Ltd,Zhengzhou450000,Henan,China)
Abstract:In view of the problems of extremely thick salt bed,narrow density window,high pressure salt water layer,and collapsa in the same layer in Iraq Missan Oilteld,thic paper summarizes the main technical dCficulties of drilling in Missan Oilteld by comparing and analyzing the drilling technologies of salt gypsum layer and narrow pressure window formation at home and abroad,including cosing program optimization,ROP increasing technology and complex prevvntion.The key drilling technology suitable foe Mishan Oilfield has been devvloped,and remarkable results havv been a-
ohieved b e oa o eing out the tie ed te at app ei oation.The ke ed oi i ng te ohno eogie ain Ioaq Mi a n Oie-tieed o t eean impoetanteeteeenoeand guidanoe toethedeaign o td ei i ng te ohno eog e aoheme and im( peovementotROPand e t ioienoein thiaaeea.
Key words:Missan Oilfield%cosing prooram%ROP increasing method%salt bed
米桑油田位于伊拉克东南部米桑省，毗邻伊朗边界，南距巴士拉省约175km，西北距巴格达约350km。主要分布在扎格罗斯低角度褶皱带中，整体构造呈现为NW差走向的长轴背斜，无断层，地层倾角小［1］o地层自上而下分别是第三系的Upper Fars、Lower Fars、Jeribe组和白垩系，其中Lower Fars组为盐膏地层，厚约800m，埋藏深度2000~3000m，岩性包含大段的硬石膏、软石膏、软泥岩和纯盐层等，层间夹有高压盐水层［2］。Jeribe至Jaddale层位为页岩和泥灰岩，下部为灰岩，
孔隙度大，裂缝发育，地层连通性好，易发生漏失；上Kirkuk灰岩井段易漏失，下Kirkuk井段页岩易垮塌和泥包；下部MB11、MB12地层为纯灰岩，地层压力低，易漏失［3］。通过调研、分析和总结，积累了一定的经验和认识，形成了米桑油田安全钻井关键技术，实现米桑油田的优快钻完井作业，节约施工成本，缩短钻井周期，亦能有效地避免钻井风险，降低复杂时效。
1钻井技术难点
米桑油田水平井钻井施工主要面临以下技术难点［4-］:
1'受构造运动的影响，水平方向存在挤压，水平地应力作用使盐膏层具有很高的压力。盐水层的最
收稿日期：2020-09-01
第一作者简介：宋文宇&1987-)，男，内蒙古呼伦贝尔人，工程师，硕士，主要从事钻完井工程工作，E-mait：swydemail @163
•8•承德石油高等专科学校学报2021年第23卷第1期
大压力系数高达2.04，流动性强。极易侵入井筒和污染钻井液。且盐膏层安全密度窗口窄，一旦发生，且发溢流，钻、等井；
2)MB1层为，厚度仅为1.3〜1.5m,，卡层失败风险高；
3)岩地发育且存在不整合面，具有“上、中”的特点，上发生恶性失返性，中发生钻，为主力油层，灰岩孔隙发育，易发生井漏。
2井身结构优化方案
米桑油田勘探开发以Asmaa和Mishrif层位为
主要目的层，综合地质目标及必封点，主要I
六级井身结构(7-一660.4mm钻合
914.4mm扩眼器钻至30m，下入762.0mm表层套
管，圭寸隔地表松软黄土层；二开采用660.4mm钻头
钻至110m，下入508.0mm套管，封隔地表和保护
；444.5mm钻钻入Faes
MB-5()80m，下入339.7mm技术套管，
为揭开高压盐膏层做准备。四开采用311.2mm钻
头钻至MB1层顶部0.6〜0.8m，下入244.5mm尾
，封和高。二
215.9mm钻头钻至着陆点，下入177.8mm套管；
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六开为，152.4mm钻头钻至完钻井深。
图1为BUCS-91H井身结构图。
3钻井提速技术
3.1钻头选型
一914.4mm井、二660.4mm井主要
为导管、表层井眼，对地层为松软砂泥岩，，主要以提高钻速为主。钻上部主要
图1BUCS-91H井身结构图MSL elevation
Upper Fars
&Bakhtiary
Lower Fars
Mb5-Mb2
Lower Fars Mb1
Jeribe/Euphrate
Upper Kirkuk
M-L Kirkuk
Jaddala-Aaliji
Shira n ish
Martha
Sadi
Tanuma
Khasib
Mshrif MA-MB21
以灰棕泥岩为主，属塑性地层，易造浆，造成钻井液黏切升高，致使钻头泥包和地层缩径。下部以绿棕、红棕泥岩为主，为脆性地层，易垮塌，形成不规则井眼。井眼尺寸大，环空返速低，井眼净化比较困难，易发生沉砂或掉钻，钻头选型主要解决钻头泥包问题。四开地以石膏为主，含泥岩和盐层夹，在，特是在斜的和容泥球、泥包的泥岩地层。无石吸水膨胀造成缩径，盐岩蠕变；部分区域存在高。钻头选型主要解决钻头泥包问题。上
地孔隙，发，地承，发生，为岩泥岩，分地较高，高，可钻性较差。钻选型主要以提高钻速和寿命为主。地层以石灰岩为主，地。小井钻进环空间隙小，压耗，且岩发，易发生井⑻。井移较大，斜井较长，滑动定向时托较严重，钻选型主要解决优快钻进问题。综上所述，结合钻头使，钻优选方案如表1。
表1各开次钻头选型方案
井眼/mm钻厂钻头型号914.4Kingdreem SKG115C 660.4Kingdreem SKG115C 444.5NOV TFR519S 311.10NOV SK519S 215.9NOV SKR616M 152.4NOV SKFX613M
宋文宇，等：伊拉克米桑油田水平井钻井关键技术•9-
3.2钻具组合优化
根据地层特性和井身结构及轨迹特征，优化各开次钻具组合。直井段以防斜打直、提高钻速为主!定向段以降摩减扭和降低施工难度为主，其中一开和二开采用塔式钟摆钻具组合，三开、四开及五开直井段采用双扶塔式钟摆钻具组合，以加强防斜打直效果，采用小钻压吊打防斜，配合大排量和高转速提高机械钻速，保证施工质量，五开0〜45。井段采用常规定向组合，配合大扭矩等壁厚螺杆（1.15。〜1.5。）和MWD进行钻进,45。之后采用带LWD的倒装钻具组合，降低环空摩阻，并可实现A靶点精准着陆，六开采用小度数螺杆（0.75。〜1。）和LWD综合控制井眼轨迹，配合水力振荡器，确保储层钻遇率和降低摩阻。各开次钻具组合明细如表2所示°开封府
表2各开次钻具组合
井段组合类型钻具组合明细
一开和二开塔式钟摆钻
组合
三开、四开和五开上直井段双扶塔式钟摆钻组合
五开造斜段（0〜45°）常规定向钻
组合
造斜
（45~90。）和水平段倒装钻具
组合
钻头+浮阀接头+钻铤_2根+扶正器+钻铤+转换接头+钻铤x3根+转换
接头+加重钻杆+钻杆
钻头+浮阀接头+无磁钻铤x1根+扶正器+钻铤x2根+扶正器+钻铤x
1根+转换接头+钻铤x9根+随钻震击器x1根+转换接头+加重钻杆x
美国旧金山
12根+钻杆
PDC钻头+螺杆+浮阀接头+MWD+无磁加重钻杆+加重钻杆x18根+随钻击+钻杆x3+钻杆
钻头+螺杆+扶正器+浮阀接头+无磁钻铤+LWD+MWD+无磁加重+加重
钻杆x3根+钻杆x189跟+加重钻杆x18根+随钻震击器+加重钻杆x
2根+水力振荡器+钻杆
4复杂事故预防与处理
4.1盐膏层安全钻井技术
针对米桑油田盐膏层钻井技术难题，通过采用高密度复合盐水强抑制钻井液体系，利用化学和力学手段有效抑制地层的蠕变；并结合水力参数优化、钻井液性能控制措施及盐膏层综合卡层技术，整体上形成了盐膏层安全钻井技术，有效保证盐膏层的施工安全。
4.1.1高密度复合盐水强抑制钻井液体系
高密度复合盐水强抑制钻井液体系既能有效地控制盐膏层的溶解和吸水膨胀，又能有效降低钻井液活
度，同时通过加强钻井液体系封堵性，提高泥页岩半渗透膜特性，使井壁在钻井液静压力的基础上，又增加了渗透压，协同抑制地层中泥岩的水化膨胀能力，提高井眼的稳定性。活度控制和膜效率的提高是该体系的基础，根据米桑油田地层岩性特点，通过NaC1、KC1和HCOONa三种常用盐的复配，使钻井液活度控制在0.60-0.65，同时由于甲酸盐的HCOO'易与水分子形成氢键，对自由水具有很强的束缚能力，钾离子能镶嵌在黏土颗粒的层间，有利于减少泥页岩的水化膨胀，也提高了膜效率，有效阻止压力传递和滤液侵入（9）。
大雁塔北广场在钻井液维护上，严格控制滤失量在3~8mL，p H控制在8.5~10，密度随井深逐步由2.2g/cm3提高至2.30g/cm3，且每循环周提密度不超过0.01g/cm3，黏度控制在45~60s。筛布以140和120目为主，振动筛最外侧安装80目，不能运转其它固控设备，并严禁长时间用水冲洗振动筛。在钻井液静止时间较长时，应缓慢开停泵，并分段小排量顶通。钻进时排量控制在2000~2100L/min，机械钻速不大于10m/h，防止井底压力过高，憋漏地层。
4.1.2盐膏层综合卡层技术
米桑油田盐膏层井段压力系数高，但是盐膏层段卡层较困难，尤其是下部MB1段，通常要求进入
・10・承德石油高等专科学校学报2021年第23卷第1期
MB1层位0.6〜0.8m，卡层难度较大，下部
mb2、mbl交结系数低，卡
会造成井漏及，诱发钻、、井等恶性。
其中MB2层为一套纯盐层，厚度20〜80m不等，根据邻井钻录井及返出岩屑情况，MB2置及，精确o同时制钻井参数，钻速精确到0.1m，根据的钻时数据来岩性变化,MB1组的第g
d
o
H
<
«
>
井深/m
一膏岩o如图2所示，BUCS-91H井根据图2BUCS-91H井MB1与MB2层位交界面钻井参数变化关系MB1和MB2交界面钻时变化关系成功判断
出MB1组顶界为2814.8m o
本溪关门山介绍
4.2层
针对米桑油地层“上下漏、中间塌”的特点，应用高性能水基钻井液、优选高效物理和化学封堵剂和优化水力参数等技术措施，形成了盐下地钻井。
4.2.1高性钻井
高性钻井复配聚合醇可将水基钻井液润滑系数降至0.15以下，有效保证钻进中摩阻降低，减少钻具与井壁的摩擦，同时聚合醇的浊点效应封堵微裂缝；复合盐来维系较低的活度，提高抑制性；成膜高井地层之间的渗透压，从进一步提高井壁稳定性。维持钻井液中有效MBT在20〜25g/L，配合优质沥青改善泥饼的质量，封堵泥页岩的微裂缝，提高井眼的性；封堵剂PF-GreenSeel和化学封堵剂PF-hemSeol进一步封堵成岩性好的泥岩，减缓传递、降低滤液渗透，延长井壁时间(10-
其中，圭寸堵剂PF-GreenSeol为白颗粒，易在水中分散，作用机理为在正向压差作用下迅速进入近井壁带，形成密隔离层带，封堵和孔喉，减缓传递、降低滤液渗透，延井壁时间o 该在高的环境，规
堵成，从更好地封固地层。化学封堵剂&PH-chemicol)为黑褐片状固体，化高分子络合物，高pH值下的游离态的合物随滤液进入浅部地层，少量的滤量的地，pH降低，合转化为Al(OH)3沉，形成泥饼，进一步高地的o
4.2.2参优化
综合井壁、高效携岩、钻井提速等因素，结合现场实践应用，得出米桑油田盐下地层推荐水力参数如下(11渐3]：在Jaddalo层位之前，1500L/min排量高效携岩钻进，强化钻井参数，提高钻速。Jaddalo至Aliji层位控制排量不超过1200L/min，同时控制钻时不超过10m/h，以降低环空当量密，保证井底ECD处于密口之内，降低。Aliji层位之后，逐步提高钻井量，但不超过1500L/min，根据地和岩屑返出，排量进行。
5现场应用
项目研究期间共施工5口井，平均钻井周期109.19d，平均机械钻速7.62m/h，非生产时间(NPT) 12.27d，与前期米桑油田施相比，各项指标较均水平均有大幅度提高。
统计施工的5口井施工均较，钻井液性，井，井径较规则。盐膏层平均施工时间21.2d，其中BUCS-91H井盐膏层机械钻速达4.32m/h，较工区平均水平提高33.7%，刷新米桑油钻速。
地钻井效地预防了井下复杂情况的发生，其中BUCS-117H井为部署在高漏失风
宋文宇，等：伊拉克米桑油田水平井钻井关键技术-11-
险区域的一口水平井，周边邻井均发生较严重漏失。通过强化高性能水基钻井液的防漏性能和优化水
力参数，精细控制井底当量密度，有效降低了钻穿漏层过程中的漏速和减少了总漏失量。揭穿漏层后采用水泥塞堵漏一次成功，大幅度减少了井漏处理时间。该井总漏失量为36m3，井漏处理时间29.5h，与邻井BUCS-116相比，总漏失量减少230余m3，井漏处理时间减少97.7h，大幅度提升了施工效率和降低了施工成本。
6结论及建议
伊拉克米桑油田钻井关键技术基本满足该油田的开发要求，但与低成本高效开发和先进技术相比仍然存在一定的差距，仍需优化提升，开展持续攻关。建议持续优化井身结构和钻井提速技术，开展近钻头测量、扭力冲击器、旋转导向和高效PDC钻头等先导性试验，并进行相关示范应用研究，进一步促进技术水平的提升，实现该油田经济高效开发。
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