慶92側高難度定向井技術

王自民 劉春林 王克林 王進杰 王玉彬 劉 鵬

（中原石油勘探局鉆井一公司，河南濮陽 457331）

慶92側高難度定向井技術

王自民 劉春林 王克林 王進杰 王玉彬 劉 鵬

（中原石油勘探局鉆井一公司，河南濮陽 457331）

慶92側井是中原油田一口?139.7 mm套管開窗側鉆井，該井施工過程中存在井斜位移大、裸眼段長、井眼軌跡不易控制、鉆井液性能不易調整、完井電測與固井施工困難等難題。通過優化大位移側鉆定向井剖面，加強井眼軌跡控制、優選鉆頭、及時調整鉆井液性能、精心準備完井電測與固井施工等技術，為該井順利施工創造了有利條件，該井的成功完鉆對指導今后此類井順利施工起到了一定的借鑒作用。

慶92側井；軌跡控制；鉆井液；完井；借鑒

慶92側井是部署在東濮凹陷西部斜坡帶慶祖集慶92斷塊的一口雙靶、小靶徑、大井斜、大位移、長裸眼段的高難度開窗側鉆井，設計垂深2 750 m，最大井斜37°，靶心半徑10 m，鉆探目的為完善慶92斷塊沙三中10～12、沙三下1～2注采井網，該井存在以下難點：穩斜控制段長度800 m，軌跡控制難度大；裸眼長達984 m，井斜大、密度高、泵壓高；鉆井液性能維護調整難度大；完井工作難度大。通過對前期準備、軌跡控制、鉆井液與完井等技術進行了探索應用，效果顯著，該井完井電測、下套管、固井均一次成功，復雜故障時效為零，井身質量、固井質量優質。

1 前期準備

（1）考慮到鉆井周期長，優選了雙液缸斜向器，確保施工中窗口質量安全、可靠。

（2）下入“雙缸斜向器＋送斜器＋定向接頭＋?73 mm鉆桿”鉆具組合，避開套管接箍4 m，選擇固井質量優質井段1 894 m處作為開窗位置。

（3）使用有線隨鉆高邊儀器定向、預置斜向器斜面方位139°，側鉆出去實鉆方位顯示105.7°，與對靶方位基本一致，保證了上部井眼軌跡圓滑，為后期定向創造了有利條件。

2 井眼軌跡控制

2.1 設計剖面優化

設計第1增斜段自1 933～2 030 m定向至井斜29.15°，方位 139.41°，穩斜鉆進 528 m；第 2增斜段自2 558～2 586 m二次定向至井斜36.78°、方位138.01°，中1靶，穩斜鉆進230 m（2 812 m）中2靶。因小井眼穩斜困難，為保障后期定向順利，現場降低了設計第一穩斜段井斜大小和穩斜長度，優選以下雙增剖面，見表1。

表1 慶92側井雙增剖面數據

2.2 實鉆軌跡控制

采用有線隨鉆儀器控制軌跡，一是掌握第1造斜段鉆具增斜能力，密切跟蹤第1穩斜段軌跡變化規律，杜絕穩斜段軌跡調整幅度過大；二是根據第1增斜段動力鉆具增斜能力和第1穩斜段軌跡變化規律，預計鉆至最大井斜36.59°后，穩斜鉆進500 m中二靶；三是強化穩斜段測斜，2個測點距離不大于60 m，若軌跡變化不大，可適量增加2個測點之間距離，堅持“隨時測量、隨時糾正”原則，同時加強下部井眼軌跡預測，預留一定提前量，靠地層自然變化規律中靶，從而減少定向工作和保持井眼曲率圓滑。

（1）側鉆脫離老井眼段（1 894～1 924 m）。鉆具組合：?118 mmYC517鉆頭＋?95 mm1.25°單彎螺桿＋?88.9 mm無磁承壓加重鉆桿鉆鋌×1根＋?88.9 mm加重鉆桿×12根＋?73 mm鉆桿，鉆井參數：鉆壓10～20 kN，排量8 L/s。控制鉆時0.5 h/m，復合鉆至1 924 m，返出砂樣和磁場強度均顯示正常，側鉆脫離老井眼一次成功，井斜0.8°、方位105.7°（對靶方位139°），減少了扭方位量。

（2）第1增斜段（1 924～2 076 m）。鉆具組合不變，鉆井參數：鉆壓10～40 kN，排量8 L/s。自井深1 924 m開始定向，先用磁性工具面定至井深1 940 m、井斜2.8°、方位135°后改用高邊工具面，由于地層可鉆性好，增斜率達33 （°）/100 m，采取“定向滑動+復合”方式交替鉆至2 076 m，預計井底井斜27°、方位 139°，第 1 增斜段結束。

（3）第1穩斜段（2 076～2 350 m）。鉆具組合及鉆井參數與第1增斜段相同。

①2 076～2 127 m復合鉆進，測斜井斜25.2°、方位138°，降斜率3.6 （°）/100 m；于2 127～2 143 m隨鉆增斜，預計井底井斜30.5°、方位139°。②2 143～2 195 m復合鉆進，測斜井斜29.5°、方位140°，降斜率2 （°）/100 m。③2 195～2 282 m復合鉆進，測斜井斜29°、方位143°，降斜率0.5 （°）/100 m，增方位率3.5 （°）/100 m，2 282～2 287 m隨鉆控制高邊280°減方位，預計井底井斜29°、方位142°。④2 287～2 350 m復合鉆進，測斜井斜26.2°、方位145°，降斜率4.5（°）/100 m，增方位率5 （°）/100 m。

（4）第2增斜段（2 350～2 453 m）。鉆具組合及鉆井參數與第1增斜段相同。

① 2 350～2 411 m 控制高邊 290～300°減方位，預計井底井斜26.5°、方位136.5°；自2 411～2 438 m 控制高邊 350～360°增斜，顯示井斜 28.5°、方位140°，全增效果僅10 （°）/100 m，分析為2 350～2 438 m地層強增方位造成增斜效果差。②為防止下部井斜過大，起鉆下入1.5°螺桿，自2 438～2 445 m控制高邊330～345°增斜減方位，井斜、方位變化明顯，顯示井斜 30°、方位 143.6°后，改控高邊 350～355°增斜至 2 453 m，預計井底井斜 36.5°、方位 137°，1.5°螺桿增斜率達40～45 （°）/100 m。

（5）第2穩斜段（2 453～2 878 m）。鉆具組合只需要將單彎螺桿的彎度改為1.5°，鉆井參數：鉆壓10～40 kN，由于井深、裸眼段長，泵壓已達25 MPa，采取5 L/s排量鉆進+8 L/s排量循環方式交替施工。

①2 453～2 500 m復合鉆進，測斜井斜36°、方位136°，井斜方位變化不明顯。②2 500～2 572 m復合鉆進，測斜井斜34°、方位140°，降斜率3 （°）/100 m，增方位率5.5 （°）/100m；于2 572～2 588 m全增斜，預計井底井斜39.5°、方位140°。③2 588～2 639 m復合鉆進，測斜井斜36.5°、方位138°，降斜率6 （°）/100 m，減方位率4 （°）/100 m；于2 639～2 655 m全增斜，預計井底井斜41°、方位140°。④2 655～2 717 m復合鉆進，測斜井斜36°、方位131°，降斜率8 （°）/100 m，減方位率15 （°）/100 m，可順利中達Ⅱ靶。該井實鉆井眼軌跡控制與中靶情況良好。

3 鉆頭優選

由于整個穩斜段長度達856 m，需要多次調整軌跡，該井優選了YC517鉆頭，共使用4只，該鉆頭質量穩定，平均機械鉆速2.19 m/h，純鉆時間均達100 h以上，見表2。

表2 慶92側井鉆頭使用統計

4 鉆井液

由于該井井斜位移大，裸眼段較長，鉆井液性能不易調整，主要存在以下難題：（1）井壁易失穩、坍塌掉塊；（2）巖屑易沉到下井壁，形成巖屑床，攜砂困難；（3）軌跡復雜加大了鉆具與井壁的接觸面積，容易造成黏附卡鉆，為保證施工安全，主要采取以下措施：

4.1 鉆井液體系優選

優選硅醇鉀鹽鉆井液體系，開窗前對送井老漿進行預處理，轉換體系，加入KCl 10 t、硅甲基防塌劑 SAK-1 1 t、LV-CMC 200 kg，要求氯根含量大于10×104mg/L，各項指標達到設計性能要求。

4.2 合理控制鉆井液密度

（1）根據鄰井調研，初始密度控制1.30～1.35 g/cm3，井斜增至 25°以后，密度控制為 1.35～1.38 g/ cm3，現場根據具體情況及時調整，以滿足井壁穩定需要，電測前全井密度加至1.40 g/cm3。

（2）電測完，分為3段1 890 m、2 400 m、2 890 m下鉆循環處理鉆井液，下至2 780 m時遇阻劃眼，施工難度較大。分析原因為井底2 780～2 878 m井段地層砂層發育多，加上鉆井液靜止時間長，砂巖地層有些縮徑造成，劃眼到底后將鉆井液密度提至1.45 g/cm3，井下正常。

（3）鉆井液潤滑、防塌、防卡性能控制

①開窗前加入硅甲基防塌劑2 t，井深2 350 m以后，采用定井深補充SAK-1、QS-2，即每隔100 m，補充硅甲基防塌劑0.5 t，使SAK-1在鉆井液中含量不低于2%，以改善濾餅質量，提高防塌效果，并用LV-CMC、PAMS-150膠液進行日常維護。

②定向前第1次混油5 t，配合加入乳化劑400 kg，控制摩阻因數小于0.1，起鉆摩阻小于60 kN，確保定向施工順利。

③穩斜控制段，根據起下鉆摩阻大小和定向施工是否托壓，每次及時補充潤滑劑0.5 t。主要是最后3次定向托壓較為嚴重，先后加入潤滑防卡劑1 t、低濁點（50 ℃）聚合醇2 t，確保了穩斜段定向施工順利。

④完鉆前、井深2 809 m第2次混油5 t，控制摩阻因數小于0.1，起鉆摩阻小于100 kN；同時，提高鉆井液的黏切，黏度由65 s提高至80 s，靜切力1/7 Pa提高至2/12 Pa，動切力6.5 Pa提高至10 Pa，結合短起下等工程措施，進一步提高了鉆井液的攜砂、潤滑性能，確保了井眼清潔和電測一次成功。

（4）鉆井液固相控制。重點加強機械除砂工作，控制低密度固相含量＜10%，維持膨潤土含量30～40 g/L，進一步提高機械鉆速。①提高振動篩篩布目數至220目，除砂器使用率100%。②堅持每天使用離心機1.5～2 h，尤其拉井壁、起下鉆、劃眼施工到底，延長離心機使用時間，清除細顆粒劣質固相。如電測完下鉆通井、劃眼時，密度自1.40提高至1.43 g/cm3，含砂量達1%，返出細砂很多，此時連續使用離心機8 h，控制進口密度不低于1.35 g/cm3，然后重新加重至1.45 g/cm3。③每次起下鉆清理錐形罐1次。

5 完井準備

（1）完鉆前拉井壁至套管內，然后下鉆到底循環觀察有無后效，確保鉆井液密度能夠壓穩地層 ，若起下鉆中仍有阻卡現象，則采用鉆具結構“?118 mm鉆頭+扶正器+?73 mm鉆桿”通井，對遇阻、卡或縮徑井段充分劃眼，確保井眼暢通，電測順利。

（2）根據甲方下發的完井數據對井眼進行承壓試驗，依據固井施工壓力采取大排量循環試漏或地層安全破裂試驗，打入1 t高強+超細目封閉液，起至套管內做承壓試驗3～4 MPa。

（3）起鉆前使用3個閥大排量循環，開窗點以下裸眼段按要求全部打封閉鉆井液，起鉆至套管內進行鉆桿膠塞通徑試驗。

（4）簡化套管串結構，自下而上：旋流短節×1.5 m+浮箍×1+短套×2.5 m+浮箍×1+短套×2.5 m+球座×1+套管+懸掛器。

（5）嚴格控制下放速度為0.5～1 min/10 m，套管每下15～20根灌滿鉆井液1次，過窗口及出窗口后嚴格控制下放速度為1 min /10 m，鉆桿每下5～10柱灌滿鉆井液1次，進入裸眼段采取邊下邊灌鉆井液辦法，井口設有專人觀察鉆井液返出情況。

（6）由于井深、鉆井液密度大，循環壓力高，固井極易發生井漏，為降低井漏風險，實際施工共替入平衡液4 m3，選用優質膠液作為壓塞、頂替液，采用塞流頂替，確保固井施工順利，聲波變密度測井一次成功。 慶92側井完成技術指標見表3。

表3 慶92側井完成技術指標統計

6 認識與建議

（1）鉆井液性能與軌跡優化控制是確保大井斜、長穩斜段側鉆井井身質量和井下安全施工的關鍵，在條件允許情況下，盡量使用無線隨鉆控制軌跡。

（2）過斷層或地層軟硬界面時應加強測斜，防止軌跡變化過快、失控或造成軌跡復雜。

（3）泵壓超過25 MPa時，可采取5 L/s排量鉆進+8 L/s排量循環方法清砂，配合短起下拉井壁工作，可有效清除巖屑床。

（4）通過強化下套管前通井、地層承壓堵漏、鉆具水眼通徑工作，優選平衡液、壓塞、頂替膠液，控制替入排量等措施，可大幅提高小井眼下套管、固井一次成功率。

［1］ 許欽銳，卜凡偉，馬開良.開窗側鉆水平井周32-11A側平井施工技術［J］.復雜油氣藏，2009，2（3）：66-68.

［2］ 左衛青，閆振來，張佃賓.YH23-2-4側鉆井鉆井實踐［J］.中外能源，2010，15（2）：53-55.

［3］ 曹軍，李根奎.DK262A開窗側鉆水平井小井眼鉆井技術［J］.鉆采工藝，2001，24（6）：7-9.

（修改稿收到日期 2013-06-11）

Directional well drilling technology on Well Qing-92

WANG Zimin, LIU Chunlin, WANG Kelin, WANG Jinjie, Wang Yubin, LIU Peng
（No.1Drilling Company,Zhongyuan Petroleum Exploration Administration Bureau,Puyang457331,China）

Well Qing-92 is a sidetracked well with diameter of 139.7 mm in Zhongyuan Oilfield. During the drilling process, difficulties were encountered, such as large displacement, long openhole section, hard trajectory control, difficult drilling fluid property adjustment, difficult completion logging and cementing operation, etc. Through optimizing large displacement sidetracking profile,enhancing trajectory control, bit selection, promptly adjusting drilling fluid property, and decently preparing completion logging and cementing operation, the well drilling favorable conditions are guaranteed. The successful drilling of the well plays a referencing role to similar type of well drilling in the future.

Well Qing-92; trajectory control; drilling fluid; completion; reference

王自民，劉春林，王克林，等. 慶92側高難度定向井技術［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（4）：40-43.

TE243

：B

1000–7393（2013） 04–0040–04

王自民，1967年生。1990年畢業于西南石油學院鉆井工程專業，現主要從事現場技術管理與技術攻關工作，總工程師。電話：0393-4800550。E-mail：wangzimin001@163.com。

〔編輯 薛改珍〕