Z3034小井眼側鉆水平井完井技術

郭 鋒 孫星云 羅曉敏

（1.中油國際曼格什套有限責任公司，哈薩克斯坦阿克套 130000；2.中國石化華北分公司勘探開發研究院，河南鄭州 430007）

Z3034小井眼側鉆水平井完井技術

郭 鋒1孫星云1羅曉敏2

（1.中油國際曼格什套有限責任公司，哈薩克斯坦阿克套 130000；2.中國石化華北分公司勘探開發研究院，河南鄭州 430007）

為提高老井單井產量，加快治理?146 mm的套損井，決定利用擴孔工具，擴大完井井眼直徑，增大水泥環厚度，延長油井使用壽命。分別從完井方式、完井液及井眼擴孔3個方面對Z3034井完井進行了優化設計，詳細介紹了該井的擴眼及完井管柱下井的施工過程。該井的順利完井為熱德拜油田后續治理小井眼套損井、實施小井眼側鉆提供了一條切實可行的途徑。Z3034井自側鉆投產以來產量比較穩定，平均5 t/d，是側鉆前產量的5倍。

Z3034井；熱德拜油田；擴孔工具；尾管懸掛器；水泥傘；屏蔽暫堵；滾輪扶正器

熱德拜油田位于哈薩克斯坦曼格什拉克半島西部，地質構造是熱德拜—烏津大地構造臺階，沉積于南曼格什拉克拗陷北緣。構造基本特征為北西西向背斜，構造平緩，長24 km，寬8 km，幅度約50 m。目前熱德拜油田總井數2 071口，其中油層套管為?146 mm的套損井385口，占總井數的18.6%，合理治理這些套損井是首要任務，通過對完井資料的分析與研究，依據目前在產井狀況，決定在熱德拜油田進行小井眼側鉆，側鉆完井后再下入擴眼工具擴大井眼尺寸，增加套管環空間隙，提高固井質量，延長油井使用壽命等［1］。Z3034井是在?146 mm套管內用?118 mm鉆頭開窗，鉆至B點，從開窗點到B點再用偏心式擴孔工具完成井眼擴孔，最終實現完井管柱順利入井，該井設計井深為2 677.36 m，實際完鉆井深2 681.31 m，水平段長200 m。利用擴孔工具 GWYK114-14OPDC，在 2 205～2 677.36 m 處進行擴眼作業，擴孔后井眼裸眼直徑可達139.7 mm，整個擴眼時間為63 h，下完井管柱及固井時間為30.5 h。各項完井技術指標均達到設計要求。

1 Z3034井基本概況

Z3034井原設計為Ю-10層采油井，井深2 270 m。該區域在Ю-12層儲層發育較好，油層厚度較大，平均達 16～20 m，孔隙度 15%～18%，滲透率 100～350 mD。利用Z3034井原井筒，完善Z3034井區在Ю-12層的開發井網，提高該井區的采油速度和儲量動用程度［2］，挖掘底水油層頂部剩余油［3］，進一步提升單井產量。

Z3034井井眼設計方位98.42°，磁偏角3.55°，其他參數見表1。

2 185.00 2 185.00 0.00 0 開窗點2 280.00 2 279.71 6.41 13 定向造斜段2 409.68 2 376.35 85.68 0 穩斜段2 477.10 2 393.17 150.22 13 A點2 677.36 2 393.17 350.48 0 B點

2 Z3034井完井技術難點

（1）Z3034井油層套管外徑是146 mm，壁厚為8.9 mm，所以內徑為128.2 mm，環空間隙小，井身質量和井眼清潔程度要求較高，循環排量受到限制，裸眼井段巖屑難以攜帶干凈，固井施工風險大。

（2）首次在?146 mm套管內側鉆，進行井眼擴孔工藝措施，工程施工風險較大。

（3）完井管柱外徑小，易彎曲，不易居中；對于完井管柱設計要求較高，由于擴孔留有20 m長的臺階，下管外封隔器較難。

（4）下尾管懸掛器、固井過程中水泥從水泥傘上部的分級箍孔返到懸掛點，工藝復雜，懸掛部分較輕，坐掛及倒扣難度較大，也容易出現碰壓失敗，從而形成內留塞和管外提空現象。

（5）所鉆油層厚度較大，平均達16～20 m，孔隙度15%～18%，滲透率100～350 mD，基于這些因素，需要有較好的完井液配制體系，保護油層，一旦油層受到污染及傷害，將會嚴重影響油井產量。

3 Z3034完井方案優化措施

3.1 完井工具的組合

（1）完井后利用擴眼技術，井眼由?118 mm變為?139.7 mm，但在擴眼過程中受工具功能的限制，在開窗點以下20 m處留有臺階，下管外封隔器很難入井，將管外封隔器改為3個水泥傘，利用3層水泥傘充分托住上部的水泥石，保證上部固井質量，避免層間串通。

（2）在?146 mm套管內，井深為2 185 m處磨銑開窗，采用?118鉆頭在2 280 m處開始造斜，造斜率為13 （°）/30 m，鉆至2 477. 1 m進入水平段，至2 677.36 m完鉆。完井管柱組合［4］為：?101.6 mm帶有滾輪的圓頭盲堵管鞋+?101.6 mm無接箍割縫篩管（帶滾輪扶正器＋柔性接頭）×200 m + ?101.6 mm盲板管×3根+水泥傘×3個＋?101.6 mm盲板+?101.6 mm分級箍＋?101.6 mmNU無接箍套管×271 m＋?146 mm×?101.6 mm懸掛器，懸掛到2 150 m，上部用?73 mm鉆桿下放。

3.2 完井液保護體系

（1）油藏屬孔隙性砂巖油藏，采用屏蔽暫堵技術［5］，暫堵材料選用惰性固體粒子與油溶性粒子2種。通過各級粒子逐級封堵，達到保護儲層目的。目的層鉆井加入屏蔽暫堵材料，并在鉆進過程中隨時補充，確保屏蔽暫堵材料在鉆井完井液中的含量達到設計要求，以形成致密高強度的“屏蔽環”，防止鉆井完井液對油氣層造成嚴重傷害。同時，由于白堊系上部壓力較高的地層已封固（側鉆點井深在2 185 m），進入儲層的鉆井液密度可控制在1.10～1.16 g/cm3，有效地防止了在儲層段發生井漏，傷害油氣藏。

（2）油層段鉆井中嚴格控制鉆井完井液API濾失量不大于5 mL。

（3）快速鉆穿目的層，提高裸眼井段電測一次成功率。快速完井，盡可能縮短鉆井完井液對油氣層的浸泡時間，減少鉆井完井液對目的層的污染。

4 完井施工

4.1 擴孔施工方案

（1）擴孔施工基本原則。在確定不能用液壓刀片式擴孔工具的時候，及時更換偏心式擴孔工具，保證擴孔質量。

（2）工具準備。GWYK114-140PDC液壓擴孔工具2套，?114 mm可鉆式擴孔牽引工具1套，?118偏心式擴孔工具1套。工具扣型為211×210。

（3）擴孔井段的確定。窗口以下20 m至井底，Z3034井窗口在2 185 m處，設計完鉆井深為2 677.36 m，設計擴孔段為2 205～2 677.36 m。

（4）擴孔鉆具組合。?114 mm 可鉆式擴孔引錐+?114 mm →?139.7 mm擴孔器+?73 mm 鉆桿+?73 mm加重鉆桿+?73 mm鉆桿。

（5）過窗口時減速慢通過，下到預定井深，上下活動3～5 m，低速試轉動幾圈觀察是否有卡；每次擴孔施工時，嚴格按照先轉轉盤后開泵、擴完每個單根后按照先停泵后停轉盤的施工原則防止卡鉆。

（6）第1個單根以剛方入開始造臺階。①先啟動轉盤正常后單閥開泵，柴油機轉速調至最低，開泵不能太猛，防止憋漏地層。定點造臺階15～20 min，待循環泵壓和返出正常后，零鉆壓鉆進0.3 m；②將柴油機轉速調至正常，定點旋轉5～10 min，正常后小鉆壓擴進0.3 m，之后加壓5～10 kN鉆進下擴2 m；③下放鉆具驗證是否有壓，停泵停轉盤上提1 m， 柴油機轉速調至最低，啟動2個閥轉動5～10 min，小鉆壓鉆進0.3 m；④柴油機轉速調至正常，定點5～10 min，后加壓0～20 kN正常擴眼鉆進，轉速60～80 r/min。

（7）第1個單根擴完后，不劃眼直接接單根。第2單根開始，每個單根劃眼1次，劃眼時上提方鉆桿到剛方入（超過鉆桿長度），控制速度，每次下放長度不超過滾筒圈的1/10，遇阻大則應劃第2遍。擴孔時一定要按照小鉆壓施工（鉆壓控制在20 kN以下）、防止遛鉆，以免造成刀彎、卡鉆事故發生。

（8）擴孔鉆壓應為5～10 kN，當進尺較慢時，鉆壓可增至20 kN，蹩跳嚴重應減壓或提起劃眼。

（9）擴至設計井深后應充分循環，直至井底干凈。

4.2 管柱入井施工工藝

（1）按照順序下入完井管柱；

（2）尾管上提下放稱重后，將鉆具提到尾管坐掛位置；

（3） 迅速接固井管線, 倒通固井泵至鉆具的閥門；固井泵緩慢打壓至8 MPa，穩壓5 min后，下放尾管重量并加壓30～50 kN，確認坐封成功后，泄壓；倒開鉆桿（但不得上提鉆桿超過2 m）；

（4） 確認懸掛器完全丟手后下壓50～100 kN；繼續升壓至18 MPa打開分級箍；大排量循環鉆井液1～2周，準備固井注水泥漿；按固井設計進行注水泥漿作業；投鉆桿膠塞，替壓塞液；替鉆井液，頂替水泥漿使復合膠塞碰壓至20 MPa，關閉分級箍；起鉆，候凝（不可將鉆具留在井內候凝）。鉆開盲板接頭，投產。

5 應用效果

（1）Z3034井整個完井過程施工順利，在小井眼條件下，復雜完井管柱順利入井，尾管懸掛器成功坐封，送入工具成功丟手，保證水泥傘成功下入預定位置。

（2）整個擴眼時間為63 h，比計劃提前60 h，施工過程安全順利，無阻無卡，擴眼工具磨損較小，節約了材料成本。

（3）完井管柱采用滾輪扶正器，完井管柱入井順利，下完井管柱及固井時間為30.5 h，比計劃節約了近60 h，聲輻測井顯示該井A點以上到懸掛器以下20 m固井質量良好。實現了油層上部復雜井段的有效封堵，確保了產層高效的開采。

（4）完井液采用屏蔽暫堵技術，在摩阻較大井段加入潤滑劑，保證井眼光滑度，減少井斜較大段的摩阻，水平段潤滑劑含量保持在3%。鉆井液性能穩定性好，攜帶能力強，保證鉆井液將巖屑帶出地面，防止巖屑床形成。采用輕、重鈣復配的方式達到油層屏蔽暫堵的作用，利于油層保護。

6 結論與認識

（1）利用擴孔技術，增大完井井眼的尺寸，實現管柱一次順利入井，增大固井水泥環厚度，確保了油井長期生產。

（2）利用水泥傘，可有效托住上部水泥環的下沉，保證固井質量，延長油井生產壽命。

（3）在鉆井液形成優質濾餅的基礎上進行適度混油并充分乳化，最大程度地降低了摩阻因數。

（4）需要解決的問題是篩管下井過程中固體顆粒易堵塞縫隙。因篩管上部裝有盲板，篩管處于負壓自動灌漿狀態，細小顆粒容易堵塞縫隙并在篩管外形成濾餅。

（5）Z3034小井眼側鉆順利完鉆，為后續同類小井眼完井提供了一條切實可行的途徑。

［1］王智鋒，馬清明，李作會，等. 側鉆井鉆后擴眼技術［J］.石油鉆采工藝，2005，27（2）：69-70.

［2］萬仁溥. 現代完井工程［M］.北京：石油工業出版社，2000.

［3］陳大偉，沙東，甑華強，等. 莊海8Ng-H3K井開窗側鉆大位移水平井鉆完井技術［J］. 石油鉆采工藝，2011，33（4）：31-32.

［4］張蔚. 北布扎齊油田淺層小井眼短半徑開窗側鉆水平井鉆井液完井液技術［J］. 新疆石油科技，2010，20（1）：24-26.

［5］胡景榮. 改善鉆井液的屏蔽暫堵保護油氣層技術研究［J］.鉆采工藝，2000，23（4）：70-73.

（修改稿收到日期 2013-03-02）

Completion technique of slim hole sidetracking for horizontal well Z3034

GUO Feng1, SUN Xingyun1, LUO Xiaomin2

（1. AO MMG,Aktay130000,The Republic of Kazakhstan; 2. North China of Sinopec,Zhengzhou430007,China）

In order to improve mature single well production and speed up the curing process of casing damaged wells with casing diameter of ?146 mm, it is decided to use the reaming tool to increase the diameter of completed wells, and to increase cement sheath thickness, furthermore, to improve well service life. In this paper, the completion of Well Z3034 is designed and optimized from three aspects, completion method, completion fl uid and borehole reaming. The working process of reaming and completion string tripping are introduced in detail, the success of the well completion provides a feasible way for subsequent treatment of slim-hole casing damaged wells in Redbai oil fi eld and conducting of slim-hole sidetracking. The production of Well Z3034 has been relatively stable since the start of production, with the average rate of 5t/d, and it is 5 times of the non-sidetrack case.

Well Z3034; Redbai Oilf i eld; reaming tool; liner hanger; cement basket; shielding temporary plugging technique; roller centralizer

郭鋒，孫星云，羅曉敏. Z3034小井眼側鉆水平井完井技術［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（3）：34-36.

TE243

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0034 – 03

郭鋒，1978年生。2009年畢業于俄羅斯“古博金”國家石油天然氣大學，獲鉆井碩士學位，現從事鉆井生產管理工作。E-mail：guofeng@cnpcint.com。

〔編輯

薛改珍〕