土耳其卡赞天然碱溶采项目A型水平井施工方案Word文件下载.docx

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3.2钻井技术要求

（1）确保导管达到100%的垂直度。

（2）表层套管下入深度超过深层地下水位置20m。

（3）为便于固井，套层套管以下保留2m的井眼口袋。

（4）0m～200m井段，每3根表层套管安装一个扶正器，200m～394.8m井段，每2根表层套管之安装一个扶正器。

（5）导管固井候凝24h,表层套管固井候凝48h。

（6）水平井着陆点位于开采层底板以上0.5m～1m，着陆时钻孔倾角与矿层倾角基本一致。

（7）水平井与第二口垂直井连通后，在水平井着陆点之前35m位置下入裸眼封隔器，在封隔器至表层套管口之间的孔段，注入水泥浆进行填充。

（8）水平井钻至距离垂直井还剩60m时，采用“慧磁”中靶仪器，引导水平井与垂直井对接连通。

（9）为了保证钻孔轨迹在矿层中穿行，三开水平钻进时采用伽玛测井仪器，对所钻地层进行识别。

4钻井施工设备

4.1常规钻井设备

钻机：

TSJ—2000型（GZ-2000/2600钻机、车载式1500米钻机）

泥浆泵：

NBB350泵、BW1200泵

钻塔：

23米A型钻塔

钻杆：

Φ89mmAPI钻杆、Φ73mmAPI钻杆

钻铤：

Φ203mm钻铤、Φ178mm钻铤、Φ159mm钻铤和Φ105mm钻铤

主动钻杆：

118方钻杆、89方钻杆

常规钻头：

Φ450mm牙轮钻头、Φ311mm牙轮钻头、Φ311mmPDC钻头、Φ216mm牙轮钻头、Φ216mmPDC钻头、Φ152mm造斜钻头、Φ216-311mm扩孔钻头

取心钻具：

Φ140mm取心钻头、108-127取心筒

电机：

250Kw电机、185Kw电机、110Kw电机

泥浆净化设备：

震动筛等

4.2水平井钻井设备

测井绞车：

车载测井车、撬装测井绞车、中靶测井绞车

螺杆钻具：

Φ172mm螺杆、Φ120mm螺杆、Φ95mm螺杆

无磁钻杆：

Φ127mm无磁钻杆、Φ89mm无磁钻杆、Φ73mm无磁钻杆

造斜钻头：

Φ200mm钻头150个、Φ152mm钻头150个、Φ118mm钻头80个

专用仪器：

泥浆脉冲式无线随钻测斜仪、DST有线随钻测斜仪、随钻伽玛测井仪、“慧磁”对接中靶仪器：

辅助设备：

通缆水龙头等

5钻井施工技术

5.1导管钻进

Φ450mm钻头开孔，钻进深度12m，下入Φ355.6mm导管。

钻进表层松散的沉积地层时，为了维护孔壁稳定，采用膨润土配制的无固相泥浆，马氏漏斗粘度不低于60s。

成孔后，使用G级水泥固井，通过泥浆泵将调制好的水泥浆送入环状间隙，要求水泥浆比重平均1.85，导管候凝达到12h后一开钻进。

水泥浆配方：

100kgofClassGcement+44liters（L）ofwater+3%byweightofwater（BWOW）calciumchloride（CaCl2）（byweightofwater）=76.4LofslurryataSGof1.85。

5.2一开钻进

采用Φ311mm钻头钻进，钻进到深层含水层以下20m，下入Φ244.5mm套管。

钻进时注意对井斜的控制，不得超出设计要求，主要采用钻铤实施孔底加压，钻铤规格有Φ203mm、Φ178mm和Φ159mm三种。

有一种情况：

如果一开按设计深度下入套管，会导致二开造斜半径不足，并影响施工安全和生产套管的下入。

这种情况下，需要在一开时提前造斜施工，造斜长度视具体情况大约20m～150m。

造斜钻具组合：

Φ215.9mm钻头+Φ172mm单弯螺杆钻具+Φ127mm无磁加重钻杆+Φ89mm普通钻杆+Φ118mm主动钻杆。

完成预造斜后，采用扩孔钻头将钻孔直径扩大至Φ311mm。

一开钻进采用水基泥浆，比重大约1.1～1.2，根据钻遇地层情况，泥浆中加入增粘剂、降失水剂和防塌剂等。

如果钻遇易坍塌地层，可在泥浆中加入重晶石等加重材料，通过提高泥浆比重来控制地层压力。

如果地层发生漏失，轻微时可以在泥浆中添加封堵材料，如果漏失严重甚至失去泥浆循环，必须采用水泥封堵漏失孔段方可继续钻进。

泥浆性能参数如下：

比重≈1.1～1.2，马氏漏斗粘度>

60s，失水量<

5ml。

一开钻井结束，采用通井管对所钻井眼进行划眼，保证表层套管下入成功。

固井水泥浆配方：

100kgofClassGcement+42Lfreshwater+1-1.5%Plasticizer（ifnecessary）+Defoamingagent（ifnecessary）。

水泥浆平均比重1.85。

5.3二开造斜钻进

采用Φ215.9mm牙轮钻头扫水泥塞，继续钻进直到造斜点深度。

下入造斜钻具组合，进行造斜钻进施工。

钻具组合：

Φ152mm造斜钻头+Φ120mm单弯螺杆钻具+Φ89mm无磁钻杆+Φ89mm普通钻杆+Φ118mm主动钻杆。

造斜钻进施工时，井眼曲率控制在7°

～10°

/30m范围，平均8°

/30m左右。

造斜钻进至首采层后，钻孔倾角与地层倾角基本一致，继续钻进3～5m提钻。

钻进技术参数：

钻压30～50KN，泵排量700～1200L/S。

二开造斜钻进施工时，采用无线随钻测斜仪对钻孔轨迹实施控制。

当钻进距离至第一靶点还剩60m左右时，采用“慧磁”中靶仪器引导水平井与垂直井对接连通。

基本原理是：

在钻头与螺杆之间加装一个磁短节，磁短节旋转时激发磁信号，在垂直井中下入探管，探管接收磁短节发出的磁信号，并将磁信号转换成电信号，通过井下电缆传输给地面终端设备（计算机），经过数据处理，就可以知道钻头相对于靶点的准确位置。

5.4三开水平钻进

钻压30～50KN，泵排量700～1200L/S

钻进距离至第二靶点还剩60m左右时，采用“慧磁”中靶仪器引导水平井与垂直井对接连通。

矿层中水平段钻进时，可以在MWD基础上串接伽玛测井短节，增加地层辨识功能，保证井眼轨迹始终在矿层之中行进。

随着水平钻进距离的延长，钻具与井壁的摩阻逐渐增大，可以在钻具组合中加入Φ121mm钻铤，有效增大孔底钻村。

注意：

钻铤加入位置，可以在直井段或者45°

井斜以上位置。

水平钻进碱矿层时，淡水泥浆会加快碱的溶解，并导致孔径扩大。

可以配制饱和盐水泥浆或者在泥浆中添加化学药剂，抑制碱矿溶解，保证钻孔安全。

水平钻进方位角变化率≤2°

/30m，靶点轨迹控制误差：

垂直方向≤±

0.5m，水平方向≤±

0.5m。

A型水平井与所有垂直井对接连通后，需要在着陆点（矿层以上0.5～1m）之前35m处下一个裸眼封隔器，然后用水泥封堵表套口至封隔器的孔段。

6钻井泥浆体系

6.1钻井液性能指标

资料表明，卡赞矿区所钻地层有粘土层、沥青岩、泥灰岩、石灰岩和凝灰岩等，粘土层和沥青岩均具有较强的水敏性，属于复杂地层。

如果没有合理的钻井液体系和应对技术措施，极易造成钻孔缩径和坍塌，继而引发钻井事故。

因此，对钻井液性能提出如下要求：

（1）具有良好的抑制粘土水化膨胀和稳定井壁作用；

（2）流变性能较稳定，维护间隔时间长；

（3）有预防起下钻具遇阻、遇卡及防止泥包钻头作用；

（4）具有较好的抗钙、钠离子性能；

基于上述要求，卡赞矿区钻井液体系主要选择加重、饱和盐水、不分散、低固相、钾铵基两性离子聚合物钻井淮体系，具体性能指标要求：

密度：

1.1～1.2（g/cm3）

漏斗粘度：

60～100s

泥饼厚度：

0.5～1mm

含砂量：

0.5～1%

PH值：

7～9

切力（初/终）：

0.2～2/0.5～5Pa

动切力：

15～20Pa

6.2钻井液维护措施

采用不分散低固相钾铵基两性离子聚合物淡水泥浆

基浆准备：

用4.3kg/cm3火碱或7kg/cm3纯碱除去配浆水中的钙、镁离子，按25～50kg/cm3

的优质膨润土用量加0.02kg/cm3双功能聚合物（PHPA、CMC、NH4-HPAN、K-PAM等）（增效膨润土、选择性絮凝）和0.3～1.5kg/cm3的比例配成基浆。

为防止石灰岩、硅化石灰岩井段渗透性强而形成厚泥饼，每钻进100米补充0.3%～0.5%防塌降滤失剂，提高泥饼“饲养”质量，使其薄而坚韧，封堵地层微裂隙和孔隙。

同时采用有机降粘剂调整钻井液流变性能。

为防止泥页岩段泥页岩水敏剥落、缩径及粘切过高形成厚泥饼而产生拔活塞现象，钻进中应随时监测钻井液性能，适当补充降滤失剂和有机降粘剂，使钻井液始终保持良好的流变性，以及有效清除井壁岩屑，保持起下钻畅通。

为维持钻井液体积和降低钻井液粘度，以便于分离固相，要有控制地缓慢向体系中加水；

同时要注意加入页岩抑制剂NH4-HPAN，控制泥页岩地层造浆。

经常性地清除泥浆罐中的沉砂，维持PH值在7～9之间。

如需要可采用双功能聚合物等和预水化膨润土浆提高粘度。

用好固控设备，保证化学絮凝的固相物质清除，维持低固相。

钻水泥塞前，用1.4kg/cm3的纯碱进行预处理，以保证钻井液性能并沉淀钙离子。

6.3碱层钻进泥浆转化

进入碱层前，通过对转化前淡水钻井液性能的小型实验数据，换算好转化后的盐水钻井液体积，配制好饱和盐水钻井液转换所需要量2/3的预水化膨润土浆+聚合物处理剂的胶液。

按计算好的混合比例边混合胶液边放掉多余钻井液。

混合均匀后加盐至饱和的同时补充剩余1/3部分的预水化膨润土浆+聚合物处理剂的胶液，调整性能达到要求。

最后加入盐抑制剂0.4%左右，循环观察后按上述方法加重（预水化膨润土浆+聚合物处理剂+重晶石）至要求密度。

配制维护中膨润土、各种药剂应先用纯碱处理水制成胶液后加入，盐与盐抑制剂和重晶石应后加入。

严格控制钻井液中的膨润土含量，如因土含量过低而出现动切力偏低、携岩能力差、滤失量大、泥饼厚等情况可补充预水化膨润土浆。

如因土含量高引起粘度、切力上升时，可在加强固控后，加入饱和盐水或饱和盐水胶液，同时加入重晶石加重，相对地降低了钻井液中的含土量。

保持护胶剂和降滤失剂在钻井液中的含量，日常准备胶液，均匀加入。

严格控制钻井液中的岩屑含量，震动筛尽可能用60目以上筛布，保证除砂效果。

水平井造斜段应加入润滑剂降低泥饼摩阻，防止粘卡。

如果震动筛和钻具上出现碱结晶、停泵后再开泵泵压增高、碱层缩径等情况，应及时补充盐抑制剂。

钻遇易垮塌、裂隙发育地层，及时加入磺化沥青和酚醛树脂。

如果携岩不好，动塑比过低时，除补充预水化膨润土浆外，可加入改性石棉处理。

工作中还要防止钻井液加重而引起的井漏，造成喷、漏共存的复杂情况。

维护以护胶为主、降粘为辅，同时使钻井液流变参数及滤失量达到钻井施工要求。

使用时处理剂数量必须加足，才能保证钻井液性能稳定。

6.4井漏处置

对于可能的井漏，钻进过程中采取预防为主的方针。

石灰岩、硅化石灰岩裂隙发育，渗透性好，易成虚饼缩径，起下钻井眼不畅通，容易造成承压能力差的井段蹩堵漏失。

因此钻井液必须选择合适的流变性能参数，既保证有一定的冲刷井壁能力，又有一定的造壁性，达到防漏的目的，必要时可加入1.5%～2%的随钻堵漏剂，以降低钻井液密度。

采用近平衡钻进，减少压差是防止井漏的关键，根据地层压力系数，及时调整钻井液密度。

对于轻微的渗透性漏失，可采用降低排量穿过漏层或静止堵漏。

如出现漏失严重，无法继续进尺时，采用速凝水泥或桥堵技术。

6.4完井作业

完钻前20m,加入0.5%～1.5%的润滑剂，确保全井钻井液性能稳定、良好。

钻完进尺后，大排量充分循环洗井。

循环洗井后，短起下钻具300m以上，下钻到底开泵循环洗井两个循环周，此时不得调整钻井液性能。

6.5设备保障

各井队需备用80m3循环罐，震动筛、除砂器、清洁器等固控设备运转良好，预水化池多个。

6.6消泡

准确判断钻井液严重起泡现象是由以下三种可能的哪种原因引起的：

气浸、盐溶解和加油包剂，调整钻井液性能，选择有效消泡剂。

7地质录井

地质录井：

岩屑录井、钻时录井、岩心录井、简易水文地质观测。

7.1岩屑录井

捞屑间距：

根据具体情况合理选择捞屑取样间距，本设计要求非取心段进行岩屑录井，取样间距为河卡段2m，其它井段1m。

取屑重量一般不少于200g。

岩屑采集后要洗净晾干，并在样袋上填写井号、编号、取样深度等。

岩屑鉴定、描述和成图：

在岩屑鉴定分出各类岩类百分比的基础上，进行分类描述，并及时编制1：

500现场录井剖面柱状图。

7.2钻时录井

钻时录井采用非取心段钻时录井，在incirlik段每1米一个纪录点，在overlying段每2米一个点。

7.3岩心录井

取心井段选择：

根据矿层赋存条件，按照设计要求垂直井在含矿段要进行取心工作，取心段长度约100米，取心段深度按设计要求。

采取率：

含矿层岩心采取率应大于95%（长度和直径都达到），非矿层采取率大于90%。

靠什么技术措施来保证。

多长的回次，什么类型的取心器。

岩心整理：

岩心从岩心管取出洗净后，放入岩心箱内，经检查无误后，对岩心进行编号，岩心自然干燥后要密封。

录井：

录井应及时完成。

矿床段上部和下部的岩石单元录井比例为1/100，矿床段的录井比例为1/20。

每一种矿床和矿床的矿层都应清晰地描述。

7.4简易水文观测

在KAZAN矿区，三种不同的含水层（即浅、中、深部）需要进行观测。

深部含水层是最广泛也是最厚的。

它是一种破裂带含水层。

这种含水层需要考虑采用比常规钻井更高浓度的钻井液。

简易水文观测主要是观测泥浆冲洗液的变化。

要求每班观测两次，观测时间不少于30分钟。

钻井过程中如遇井漏、井涌、孔内坍塌、放空等，都要详细记录井深、层位、涌漏量。

8电测井

测井项目如下：

测井段及测井项目表

类别

测井段

测井时间

测井项目

水平井

表套管鞋到仪器能到达的位置

完井后24小时内

井斜

表套管鞋到第一靶点

自然伽玛、井斜、井径、声幅、电阻、自然电位

井斜从地表到井底每间隔10米测量一次。

井下测量方案在实施前必须提交给甲方纸质文件，并说明测量间隔和类型。

为了控制质量，甲方可以委派第三方监理测量工作。

所有测量图表（原始图表记录）都必须附在完井报告中。

9取样

如果岩心需要，含矿层（如incirlik层）总岩心采取率应不低于95%，非矿层采取率不低于90%。

数值每段都要求达到，而不是平均值。

在目标矿床内，应该连续取心至少15m。

从岩心筒取出岩心时应非常小心地操作，须清洗，然后置于岩心箱内。

入箱摆置方法必须保持其原来次序，各回次岩心由分隔挡板分开。

岩心箱数量和长度必须满足岩心筒要求，摆放时减小对岩心的破坏。

在岩心和岩心箱上作必要的标记（比如在摆置时刻划上）。

完井后，岩心箱移交给甲方，并取得批文）。

10固井

乙方将尽可能的安排固井作业在白天进行；

如特殊情况下不能在白天进行，乙方将提前通知甲方，并由双方就固井计划达成一致。

乙方将与固井设计文件和发货文件--包括卡车承载量等提交给甲方。

在套管柱下入井作业时，套管须以标准扭矩上扣，上扣须以扭力扳手进行调整。

油管入井作业也须以扭力扳手进行调整。

生产套管管鞋下入首采层中的精确位置由乙方和甲方共同确定，在设计套管下入深度时还应考虑套管自重和环境温度对套管长度的影响。

Ø

表套深度：

含水层以下20m。

水泥：

采用油井ClassG水泥，由甲方从土耳其当地供应商进货。

固井准备

下套管之前，用钻井液循环带出井底岩屑。

测量每根套管长度，并计算出所需数量，检查是否弯曲、破坏，如有损坏则不能下入井内。

套管接箍应下入远离矿层的适当位置，套管依次下入井内。

固井时水泥注入端的井口上必须安装有压力表，在固井作业时，固井作业时便于工地监视者观察。

套管用扭力扳手以标准扭值上紧套管丝扣。

在井底约20m处设置不回收阀。

在0～200m之间的表套和生产套管每三根套管安装一个扶正器，在200～450m之间的套管每二根套管安装一个扶正器，在450m到井底间套管每根套管安装一个扶正器。

套管下完毕后，井内充分循环确保井底干净。

然后注水泥开始固井。

固井要求

生产套管下入到通过钻井测量和电测量比较获得的主要矿层中的设计深度。

固井设备应彻底检查以确保固井作业流畅。

应该不间断地注入水泥浆，水泥浆密度应常规测量保证水泥浆的稳定，为下一个固井作参考。

水泥浆必须返至地面。

水泥浆密度平均1.85，最小不应低于1.80。

每一分钟采样一次，测量水泥浆的密度，形成作业纪录。

在注入水泥浆之前需要用大约用10～13m3清水替浆。

注入水泥浆应连续作业，中间不得停顿。

注入水泥浆时压力应不高于6Mpa,较高的压力容易导致地层破裂。

清水替浆量需要准确计算来控制钻进压力最高值11Mpa。

固井水泥浆应在施工前进行配合比试验，以确定是否应该加添加剂。

通常情况下，需加入塑化早强剂以提高其流动性和早期强度。

与此同时，需加入消泡剂以消除泡沫，避免泡沫产生比重下降。

每次固井作业时，需针对注入前水泥浆和返出水泥浆进行采样并制作模块，在3天和7天养护后，送试验室进行UCS强度检验。

结果应符合设计要求。

电测井CBL是检测固井胶结质量的重要手段，因此每次固井后48小时需进行电测井。

在第一次电测井时，必须进行校核标定试验，求解出100%胶结与0%胶结两种条件下的声幅传播时间值，以此作为基础，建立起固井质量评定标准。

在以后的固井作业中，根椐CBL测井结果和评定标准，给出每次固井作业的固井质量评定结果。

11建槽

11.1建槽

每一个单井或井组都应有建槽设计，设计内容包括不限于充分解释、图表、技术图件、连通方案等。

乙方按甲方提供的格式编写文件并提交。

原则上每个文件包括以下内容：

同一个溶采单元的每个单井互相连通的建槽计划

溶采井连通步骤，建立达到生产要求的溶腔时间。

在同一井组溶采井组的连通步骤，形成一个单独的溶采单元（可以建立无压测试）

商业开采计划

因溶腔顶板上升引起的中断（即换层开采）；

相应时间预测、行动计划—包括射孔、套管切割作业等

溶腔顶板垫层，注油次数、时间和注入量，保护性注油；

抽油时间和程序。

每个单井或单元建槽前十五天，乙方必须提交建槽设计文件给甲方。

甲方有权审议、建议，并可要求做必要的修改，最终批准。

设计依据将为现有地质和分析数据库，或在设计阶段已有的资料。

鉴于垂直井具有勘探井的作用、在施工顺序上首先应考虑垂直井作为勘探井的作用来降低施工风险，不具备勘探井作用的井施工的顺序可由甲方确定。

如改变次序，双方应通过纪要的形式记录决定。

单井和井组标识由甲方提供。

在初步设计之前、甲方应将这些标识提供给乙方，乙方使用提供的编码提前对所有相关文件进行修改（项目、其他文件或函件），由于提供标识不及时造成的成本增加由甲方承担。

如甲方认为有文件夹或其内容在技术上不满意，缺乏数据或错误，甲方有权要求乙方在规定期限内作出部分或全部修改。

11.2建槽作业

①实施单井或井组建槽条件

乙方完成取心后10内应移交岩样给甲方；

甲方将在20天内提交矿层分析报告。

乙方应提供每个单井一个建槽初步设计方案。

如设计多口井构成一个溶采单元，设计也必须包括相应的操作方案。

设计中还应包含保井周期，或者达到投产所需足够溶腔体积的周期。

在设计文件中以使用手册的形式提供试运行步骤。

如某一井或单元需特殊条件，应提出具体措施来说明。

溶采模拟得出的产量要能支持设计。

应对油垫油的发展情况和注油日期制定计划。

井口装置须经检查无渗漏并合理安装。

对于垂直井，生产套管固井达到29天后才能开始建槽，注剂量和温度按乙方设计书中的数值。

与定向井要连通的第一个垂直井建槽期间应限制形成一个足够大的溶腔，以保证定向井钻进安全。

直井应优先与定向井连通。

井口有溶液上返才表明连通成功。

水平井井组连通后，3天之内必须开始建槽以免堵塞，注剂量和温度按乙方设计书中的数值。

连通井组的建槽需要连续进行，直到溶腔宽度达到溶采设计值，然后实可以进行商业运行。

②实施方法和溶采中的问题

溶采井组应基本满足以下标准才达到商业溶采目的：

注井入口和返井出口之间的低压连通压差最多不超过28bar。

该状况应自连通之日开始不间断持续至少1个月。

溶采单元出卤质量和数量必须满足以下条件，即：

平均浓度17.5%

流量27.9m³

/h

注剂量30m³

/h，温度80℃（@溶剂罐），和2-4%碳酸钠。

根据钻井测量和岩心分析获得的数据，对建槽溶腔发展进行预测，且单井或井组溶腔的发展必须符合之前的预期。

“预期”指“业主的现场经验”或者“工厂测试结果研究”。

如果溶腔发展出现异常可以说是一个工程失误。

业主可以要求分析原因并改进建槽条件。

如果建槽极其缓慢，以致影响井组的连通，乙方不能因此谈判增加费用。

井组单元在试运行、初建槽和溶腔形成后属乙方保证期内。

如果溶腔发生堵塞（证实不是在井管内堵塞后），不管注入压力或流量，相应采注比下最长注入时间如下：

>

90%.................................................48hrs

80%-90%.....