2024年3月10日发(作者：r11plus)

８０　西部探矿工程　２０１０年第９期　

埃及ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田快速钻进技术的研究与运用　

喻著成　，艾贵成，范洪祖，赵　晨，贾明磊，赵志华，许建忠　

（西部钻探工程有限公司国际钻井公司，新疆乌鲁木齐８３００００）　

摘要：通过埃及ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田的钻探实践，介绍了相关地质、钻井技术情况，以增强对该区域的　

了解。为彻底解决埃及ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田钻井速度，最大程度减少油气层污染问题，通过优选ＰＤＣ　

钻头，并配合复合钻井；强化钻井参数，优化钻具结构；采用无线跟踪井眼轨迹及无线测井技术进行定　

向钻井；油气保护层技术等四项技术措施的综合运用，机械钻速提高了１１８　，有效控制井斜，很好地　

解决了困扰该油田多年的难题，实现了效益最大化和成本最小化。　

关键词：ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田；ＰＤＣ钻头；复合钻井；井眼轨迹　

中图分类号：ＴＥ２４２文献标识码：Ｂ文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２０１０）０９—０Ｏ８Ｏ一０３　

ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田位于红海西岸，埃及东部沙漠　

区，油气资源丰富。主产层为努比亚组（Ｎｕｂｉａ），次要　

目的层为玛土拉（Ｍａｔｕｌｌａ）、鲁克忽（Ｎｕｋｈｕａ１）。所钻主　

要地层从上至下依次为ＺＥＩＴ、ＳＯＵＴＨ　ＧＨＡＲＩＢ、ＢＥ—　

ＬＡＹＩＭ、ＫＡＲＥＥＭ、ＲＵＤＥＩＳ、ＮＵＫＨＵＩ　ＭＡＴＵＩ　一　

在ＥＳＰＴＣＯ油田７口井钻井过程中，共使用各类　

钻头１２只，总进尺２５０２３ｍ，平均单只进尺１２５２ｍ，平均　

机械钻速１０．２３ｍ／ｈ。其中，使用高效ＰＤＣ钻头３只，　

进尺８２５３ｍ，平均单只进尺２７５１ｍ，其平均机械钻速　

２３．１２ｍ／ｈ，与２００７年相比，取得了突破性进展，使该区　

域钻井速度同比２００７年提高了２６０　９／６。　

表２　２００８年高效能２１６ｍｍ钻头的运用情况使用　

ＬＡ、ＮＵＢＩＡ。钻探深度一般在２０００～２２００ｍ，上部地　

层以砾岩和砂质泥岩为主，下部地层主要为泥质砂岩。　

井型为定向水平井，井身结构为：　３１ｌｍｍ钻头ｘ　

４５０ｍ＋　２１６ｍｍ钻头×２２００ｍ。套管层次：　

２４４．５１ｍｍ￣套＋ｊ２『１７７．８ｍｍ油层套管。　

ｌ快速钻井技术的运用　

１．１优选高效能ＰＤＣ钻头　

ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田钻头选择依据：通过该区域地质　

和岩性分析，根据不同井段选择不同的钻头，选型见表　

１。　

井名篙…号　豢　

表１　ＥＳＩｔＰＥＴＣＯ油田钻头选择依据表　

从表２可以看出，ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田在ＰＤＣ钻头　

方面运用效果成绩显著，根据该油田地层特性，表层钻　

完砂砾岩，进入泥岩后，二开就采用ＰＤＣ钻头进行钻　

进。其中运用最好的是：ＥＳＰＴＣＯ油田ＲＥ一１９井、ＲＥ　

－

３０和ＲＥ一３４井，二开共同使用１只意大利产的　

ｊ２『２１５．６ｍｍ，型号为Ａｍｉ９６１ＰＤＣ钻头，累计进尺　

＊收稿日期：２００９—１０—２０　

第一作者简介：喻著成（１９６２一），男（汉族），四川成都人，教授级高级工程师，现从事钻井施工技术管理工作。　

２０１０年第９期　西部探矿工程　８ｌ　

４０７２ｍ，平均机械钻速２９．２７ｍ／ｈ。通过选用适合地层　

为主，采用ＰＤＣ钻头钻进，主要以提高钻井速度、选择　

特性的ＰＤＣ钻头，使该区域钻井速度相比２００７年全面　

提高了１１８　９／６。　

１．２优选钻井参数及钻具结构　

１．２．１优选钻进参数　

根据地层特点，分段优选钻井参数，避免了井下复　

杂与事故的发生，提高了机械钻速。①０～４５０ｍ地层　

属砾岩层段，以预防坍塌卡钻为主，参数选择以高排量、　

较高钻压、高转速、高泵压为主，同时适当提高泥浆密　

度，预防缩径卡钻。③１３３６～１５００ｍ地层属泥质砂岩，　

以石英砂为主，采用三牙轮钻头，选择高钻压、高泵压提　

高机械钻速。④１５００￣２０００ｍ地层为较为疏松的泥质　

砂岩，石英含量少，为主力油层段，选择高强度ＰＤＣ钻　

头来提高机械钻速，参数选择较高钻压、高钻速。同时　

为最大程度降低钻井液对油层的伤害度，选择较低钻井　

低泵压为主。②４５０，－－．．１３３６ｍ地层是砂质泥岩，以泥岩　

液密度。其参数选择见表３。　

表３　ＥＨＳＰＥＴＣＯ油田钻井参数优选表　

１．２．２优化钻具结构　１５００￣２０００ｍ：　２１６ｍｍＰＤＣ钻头＋　１５９ｍｍ螺杆　

为有效地控制井斜，预防卡钻事故，确保井身质量　

２１６ｍｍ扶正器＋　１６５ｍｍＤＣＸ　９ｍ＋　２１６ｍｍ近钻　

一

次性满足甲方设计要求，根据不同地层情况及地层各　头扶正器＋　１５９ｍｍＤＣＸ　２根＋　１５９ｍｍ下击震击器　

向异性对井斜和井眼轨迹的影响，确保井下钻具安全，　十　１５９ｒａｍ　ＤＣ×１根＋　１５９ｍｍ下击震击器＋　

ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田优化选择了一套适合该油田快速钻　

１５９ｍｍＤＣ×１根＋　１２７ｍｍ　ＨＷＤＰ　Ｘ　２７根＋　

进的钻具结构，通过软件计算优化出合理的钻进参数，　

１２７ｍｍＤＰ。钻压６０￣８０ｋＮ，最大井斜１．２。，机械钻　

在实际运用中，取得了很好的钻进效果，并有效地控制　

速３６．６９ｍ／ｈ。　

了井斜，优选钻具结构情况：①０～４５０ｍ：　３１１．２ｍｍ　

１．３随钻测井技术　

钻头十　３１ｌｍｍ近钻头扶正器＋　２０３ｍｍＤＣ×９ｍ＋　

完成ＲＥ一１６、ＲＥ一１９、ＲＥ一３０３口定向井施工任　

３１０ｍｍ扶正器　２０３ｍｍＤＣ　Ｘ　５根＋　１２７ｍｍ　

务，主要运用了先进的ＭＷＤ＋ＬＷＤ随钻控制井眼轨　

ＨＷＤＰＸ２７根＋　１２７ｍｍＤＰ。钻压２０～３０ｋＮ，最大　

迹技术，对井眼轨迹进行实地跟踪和测试，有效地保证　

井斜０．８。，机械钻速９．２８ｍ／ｈ。②４５０～１３３６ｍ：　

了井眼轨迹一次成功率达１００　；同时通过不断调整钻　

』２『２１６ｍｍＰＤＣ钻头＋　２１６ｍｍ近钻头扶正器＋　

进参数，优化钻具组合，提高了钻井速度，最大限度地缩　

１６５ｍｍＤＣＸ　９ｍ＋　２１６ｍｍ扶正器＋　１５９ｍｍＤＣＸ　

短了钻井周期。　

２根＋　１５９ｍｍ下击震击器＋　１５９ＤＣｍｍ×１根＋　

１５９ｍｍ下击震击器＋　１５９ｍｍＤＣＸ　１根＋　１２７ｍｍ　

表４　ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田定向井钻井参数优选表　

ＨＷＤＰＸ　２７根＋』２『１２７ｍｍＤＰ。钻压８０￣１００ｋＮ，最大　

井斜１．２。，机械钻速２８．５２ｍ／ｈ。③１３３６～１５００ｍ：　

２１６ｍｍ三牙轮钻头＋　２１６ｍｍ近钻头扶正器＋　

１６５ｍｍ　ＤＣ　Ｘ　９ｍ＋　２１６ｍｍ近钻头扶正器＋　

１５９ｍｍＤＣＸ　２根＋ｊ２『１５９ｍｍ下击震击器＋　１５９ｍｍ　

ＤＣｘ　１根＋　１５９ｍｍ下击震击器＋ｊ２『１５９ｍｍＤＣ　Ｘ　１　

根＋』２『１２７ｍｍ　ＨＷＤＰ　Ｘ　２７根＋　１２７ｍｍＤＰ。钻压　

１．３．１根据井下实际情况选择合理的井身剖面技术　

１００￣１４０ｋＮ，最大井斜１．５。，机械钻速１０．１６ｍ／ｈ。④　

根据该区块地层情况，ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田主要采取　

８２　西部探矿工程　２０１０年第９期　

的定向井身剖面为“直一增一稳”、“直一增～稳一降”２　

种剖面形式。当进入ＫＩＳ主力油层后，为尽最大可能　

的保护油层不受污染，设计要求以较低的钻井液密度实　

行近平衡或负压钻进，但由于该井地层压力的特殊性和　

功钻完油层段，机械钻速比过去采用三牙轮钻头提高了　

８０　，很大程度上减少了钻井液对油层的污染时间，最　

为有效地保护了油气层。②采用欠平衡钻井技术，以略　

小于油层压力梯度的钻井液密度，再配以和油层物性最　

不可预测性，定向井段上下地层压力差异大，钻井液密　

度降低后，尽管满足了下部地层保护油层的需要，但上　

部由于井壁失稳，地层出现坍塌严重。而为满足定向需　

接近的钻井液处理剂，确保钻井液对油层的污染程度降　

低到最小。　

２应用效果　

要，若下人带扶正器的钻具则容易憋漏地层，造成井下　

复杂。因此，通过严格的计算论证，不同的地层情况，可　

根据实际情况选择合适的井身剖面，比如ＲＥ一３０井实　

际采用的井眼轨迹为“直一增一稳一降一稳”。　

１．３．２定向造斜扭方位技术　

①该油田为背斜构造，地层倾角大，自然造斜能力　

强，扭方位困难。依据这一特点，造斜点选在井深　

４６０ｍ，选用１．５０～１．８ｏ的　１６５ｍｍ弯螺杆，很好满足施　

工要求。②井眼轨迹控制：由于ＮＩＫＳ泥岩段与油层　

Ｋ１Ｓ段交替存在，且油层厚度薄，无法采取下套管完全　

封割ＮＩＫＳ层复杂段，井下异常复杂，而设计目的层与　

实际录测目的层相差大，致使中靶困难，为降低定向风　

险，采取了优化定向钻具结构，加强井眼轨迹随钻测量，　

随时纠正井眼轨迹等技术措施。③钻进至Ｐ１ＨＪ地层，　

地层可错陛差，为防憋跳钻严重，螺杆易折断的难题，采　

用钻头上接一液力缓冲器，成功地解决了这一难题。　

１．３．３井眼轨迹控制技术　

选择符合井下实际情况的井身剖面后，关键的技术　

就是如何控制井眼轨迹，使其与设计井身剖面相符，提　

高中靶率。①准确掌握邻井钻井自然造斜方位。②根　

据井眼轨迹实测情况，不断地变换所需要的钻具组合。　

③根据地层走向及倾角和牙轮钻头漂移规律确定合理　

的方位。④利用ＭＷＤ和ＬＷＤ进行井眼轨迹的实测　

跟踪与预测。并根据井眼轨迹的实际情况，调整出合适　

的钻井参数。⑤根据下部井眼长度，方位漂移大小，通　

过增、降斜率来确定最大井斜角。⑥遇复杂井段，特别　

是钻遇Ｎ１ＫＳ泥岩段，采用在钻井液里加入适当的润　

滑剂方法，既保证了井壁与钻具的润滑性，又有效地抑　

制了泥岩的水化膨胀。　

１．４保护油气层技术　

为有效地降低钻井液对油层的污染程度，采用了以　

下措施：①采用高强度ＰＤＣ钻头，提高钻井速度，减少　

钻井液在油层浸泡和渗透的时间，ＥＳＰＴＣＯ油田通过　

分析油层段岩性变化情况，认为砂岩里石英成分不高，　

岩性主要为疏松的细砂岩，决定屏弃以前该层段用三牙　

轮钻头的做法，大胆选用高强度ＡＭＩＰＤＣ钻头系列，成　

表５　２００７年和２００８年度埃及ＥＳＨＰＥＴＣＯ　

油田钻井技术质量指标对比情况表　

从表５可以看出，相比２００７年，２００８年无论在年　

进尺、钻井口数、单井钻井周期、机械钻速、生产时效、钻　

井月速等方面都取得了很好的效果。特别是通过采用　

合理的钻具结构和根据不同的地层，优化钻井参数，杜　

绝了井下事故和复杂，为全面实施快速钻进技术研究提　

供了必要的基础。２００８年单井平均周期缩短了６ｄ，钻　

井总数增加了２口，为甲方仅节约钻井周期费用一项，　

就达到了４６５万美元，加上增加钻井２口井次，没发生　

任何钻井事故和复杂，同比２００７年，节约了处理事故及　

复杂１００万美元，全年累计为甲方实现利润９７８万美　

元。　

３结论与认识　

通过ＥＳＨＰＥＴＣＯ油田７口井成功钻探实践，探索　

出一套优质、安全、快速的钻井配套技术。平均机械钻　

速提高了１１８　，平均钻井周期缩短了６ｄ，创造了良好　

的经济效益和社会效益。在国外新区块施工中，要积极　

地对不同井段的地层特征进行认真分析，掌握第一手地　

质资料，通过优化钻具结构，优选水力参数，充分利用国　

内成熟配套钻井技术与经验，保障井下安全，提高机械　

钻速。