孝蓬2-1H淺層大位移水平井鉆井技術探討

羅朝東 李國嘉 李增浩 張 秦

（西南石油局鉆井工程研究院，四川 德陽 618000）

1 概況

孝蓬2-1H井位于孝泉構造近軸部，井場位于四川省綿竹市齊福鎮桐麻村。設計完鉆垂深：923m，斜深：2633m；實鉆完鉆垂深923.73m，斜深2639m，井底位移1821.97m，水平段長1502m，位垂比1.972:1創川西淺層水平井新紀錄。

井身結構：鉆頭程序Ф444.5mm×120m+Ф311.15mm×1137m+Φ215.9mm×2633m；套管程序：Φ339.7mm×118m+Φ244.5mm×1135m+Φ139.7mm×625～2631m。

2 施工重點難點

2.1 造斜點淺，水平位移大，設計完鉆層位淺（蓬萊鎮組），設計井斜大達90.27°，井眼軌跡控制難度大。

2.2 位垂比大，水平段長，且垂深較淺，中后期施工中下鉆和鉆進施工中摩阻扭矩大，施工中托壓嚴重鉆壓施加困難。

2.3 如何有效地消除巖屑床，長水平段井壁穩定。

2.4 MWD測量點距離井底相對滯后，施工時如何準確判斷著陸點、井下動力鉆具實際造斜率判定困難。

3 鉆井技術措施

3.1 增斜井段（635m-993.53m）：

3.1.1 定向工具選擇：該井造斜點垂深635m相對地層比較松軟。選用Φ311.15mm（ABS1605C）PDC鉆頭，選用Φ216mm扶正器Φ308mm1.5°單彎螺桿，平均造斜率達 18.39°/100m滿足井眼軌跡控制要求。

3.1.2 鉆井參數：鉆壓 90～120(KN)、排量33(l/s)、泵壓 15(Mpa)，優選鉆壓、排量既保證造斜率同時清潔井底。定向初期采用小排量開泵避免沖蝕井壁，影響增斜率。

3.1.3 合理的鉆具組合設計：及時倒裝鉆具，簡化鉆具，保證正常施工的前提下，用剛度小、外徑小的鉆具。

3.2 水平井段（993.53m-2639m）

3.2.1 工具選擇：選用Φ215.90mm（ABS1605F）PDC鉆頭，選用Φ172mm扶正器Φ212mm，1-1.25°單彎螺桿。

3.2.2 由于垂深淺，鉆具與下井壁接觸面多，為防止鉆具事故以及保證鉆壓傳遞，組合上盡量簡化。鉆具結構：φ215.9mm PDC鉆頭＋φ172mm 單彎螺桿（1.0-1.25°）＋回壓閥＋φ127mm無磁承壓鉆桿＋MWD無磁懸掛＋φ127mm 鉆桿×17柱＋φ127mm 加重鉆桿×25柱＋φ127mm鉆桿。

3.2.3 著陸段是水平井增斜段的一部分，著陸控制是水平井控制的重要一部分，仍然采取螺桿鉆具以定向加復合鉆進的方式進行鉆進。在著陸段根據井眼軌跡實際情況，根據本區塊的資料及一般的規律方位的趨勢預留1°的后置角，采用定向加復合鉆具組合方式鉆進。

3.2.4 水平段定向施工措施，在進行水平段軌跡控制時采用小度數單彎螺桿鉆具組合以復合鉆進為主的鉆進方式，簡化鉆具的作用，可以有效的解決水平段軌跡上下調整及水平段施工風險問題。必要時進行井眼軌跡微調。

3.2.5 利用摩阻扭矩計算軟件進行實時摩阻扭矩分析，采用短起下鉆、分段循環等手段有效清除了巖屑床，保障了井眼暢通和井下安全，合理調整鉆井液性能，保障全井井壁穩定，降低了摩阻。

圖1

3.3 輔助技術措施

3.3.1 破壞巖屑床：在井斜角在35°～65°之間時最易形成巖屑床，由于鉆井液只從高邊通過，巖屑床會愈積愈厚，輕者摩阻增大，重者造成卡鉆。①及時提高鉆井液的攜沙能力；②堅持每根一劃眼措施，以破壞巖屑床的穩定，既每打完一根視鉆進速度、阻力大小劃眼1～2次，至井眼暢通；③堅持短起下鉆制度，短起下是破壞巖屑床的有效辦法，每次下鉆到底大排量將井底巖屑返出。

3.3.2 在實鉆過程中充分利用摩阻軟件，加強摩阻扭矩計算與實際起下鉆、鉆進的摩阻扭矩的對比分析，反推出摩阻系數。鉆頭扭矩等參數，在修正理論計算值，使理論計算值和實際計算值相符合，并反復修正，為水平段安全施工提供保證。

4 主要技術指標

4.1 完鉆井深：2639m，垂深：923.73m，水平段長1502m

4.2 井底位移：1821.97m，位垂比：1.97:1

4.3 定向周期：2011年11月24日-12月26日；純鉆時間：403.24h

4.4 井身質量：優秀

4.5 中靶情況：(圖1)

5 幾點認識

5.1 通過優化鉆具組合與鉆井參數，井眼軌跡的有效控制及采用倒裝鉆具結構，減少造斜段以下鉆具重量，保證鉆壓的有效傳遞，并有效防止井下復雜情況，是淺層水平井成功的關鍵。

5.2 泥漿性能的穩定，凈化設備的合理利用，有利于攜帶巖屑、降低摩阻、減小扭距。

5.3 摩阻、扭矩的分析計算在井眼軌道優化設計、鉆具組合設計和施工中起了非常關鍵的作用。

5.4 精確的井眼軌跡預測，完鉆井眼軌跡和設計井眼軌跡總是存在差異的，在實際施工中，由于具體條件的變化 (如鉆具組合，鉆井參數，地層、巖性的變化等)，經常造成已完成的井眼軌道偏離設計軌道，因此需要及時地對下部井段進行預測，進行二次剖面設計，選擇最佳的施工方案。

[1]張和茂，趙子仁，伊明.淺層水平井井眼軌跡控制技術[J].石油鉆采工藝，1998，20（5）：1～5.

[2]鄧傳光.提高川渝地區鉆井速度的對策[J].天然氣工業,2005,25(3):63-66.