芻議蘇丹水平井優快鉆井技術

孟慶雷（大慶鉆探工程公司鉆井四公司 吉林 松原 138000）

近年來，蘇丹油區單井產量不斷下滑，為進一步適應與日俱增的石油需求，則必須開發越來越多的水平井，但受地質條件干擾，致使鉆井事故層出不窮。而優快鉆井技術的合理應用，不僅可以降低鉆井難度，加快施工進度，還可在較大程度上減少事故發生，故值得推廣應用。

一、蘇丹水平井概述

蘇丹水平井基本位于3/7和1/2/4區塊，其中前者地勢相對平坦，后者則為具有張拉特點的含有盆地，其中1400-1650m的Aradieba地層多為蒙脫石、石英、高嶺石，且存在較多的頁巖夾層，容易發生吸水脫落，而500-1350 m的Adar和Jimidi地層多為蒙脫石和伊利石，且掉塊多，巖縫發育。如此一來，其復雜而獨特的地質特點便為該區域的水平井開發帶來了很大難度，如難以控制井眼軌跡，定向鉆井面臨較大的摩阻力和嚴重的托壓現象，井壁掉塊、地層縮徑等問題突出，為鉆、測、固井構成了較大威脅，現有設備工具鉆井效用較差等，故合理應用優快鉆井技術必要而迫切[1]。

二、蘇丹水平井優快鉆井技術的應用研究

為切實改善現狀，首先對蘇丹水平井的井深結構作了優化，即在泥巖穩定井段設置造斜點，并將縮短至1300 m左右的技術套管沿著井斜60°方向下放，然后根據地質勘探數據，對地質靶點作了適當調整，以期避開障礙，加快鉆井進程，減小設備負荷和費用成本，在此基礎上，采用了下述優快鉆井技術：

1.基于井眼軌跡控制的優快鉆井技術

一方面是鉆具組合的優化，主要是借助微增倒裝組合鉆具實現井斜和小全角變化井段處鉆桿重量的增大，用于適當減小鉆具下部剛性及其對水平段井壁的壓力，然后通過扭矩和鉆壓的有效傳遞和鉆桿摩擦阻力的降低，實現順暢鉆進并消除卡鉆隱患；同時基于60°井斜，以及部分鉆鋌被加重鉆桿的取代，還可以保證井底鉆壓足夠，減小黏卡概率；另一方面則是考慮到蘇丹水平井的目標厚度一般處于1.5-3 m之間，故采用了Pulser+SEA+PSA+THE+G R+CPR的LW D測井組合儀器，通過對比判斷所獲數據與電測鄰井數據，可為鉆進方向提供實時指導，而近鉆頭工具的應用，既利于儀器零長的減少，數據精度的提高，也有助于縮小預測誤差，提高施工效率[2]；而Yabus和Adar地層測井曲線變化數值的獲取，為首個關鍵標志層的準確定位提供了可靠依據；此外深淺電阻率的變化幅值還在確保油層鉆遇率中彰顯了重要作用。

2.基于鉆井提速的優快鉆井技術

由于定向造斜段較低的鉆速是蘇丹水平井鉆井進度的主要制約因素，故選擇了專用定向、壽命長、符合鉆井要求的PD C鉆頭，希望以此對切削齒進行保護，并延長總進尺和使用壽命，實踐證明，該鉆頭工作面相對穩定，托壓現象有所減少，且具有良好的定向造斜效用，并在3/7和1/2/4區塊水平井的水平段和斜井段進過程中達到了預期鉆速；同時經合理匹配螺桿鉆具與鉆頭，不僅在3/7區鉆井過程中保持了高于80%的旋轉鉆進，克服了托壓嚴重和大摩阻扭矩的難題，也在1/2/4區鉆井過程中提高了鉆進速度和鉆進率；而通過使用AGITATOR TOOL這一型號的水力振蕩器，配以規格達標、數量合適的螺桿、鉆頭、鉆桿、加重鉆桿、MWD、CPR等工具，促使機械鉆速由4.68 m/h提升到了10.26 m/h，而且由此產生的震動既未干擾MWD信號，也未破壞鉆頭等鉆具，故在改善機械鉆速、有效控制工具面中效果顯著。

3.基于鉆井液的優快鉆井技術

考慮到3/7區和1/2/4區水平井所處位置多為特殊而復雜的地質環境，其中有的掉塊嚴重，有的容易吸水脫落，有的為砂巖互層等，均為卡鉆、劃眼等鉆進問題創造了機會，所以經全面分析，針對一開采用了KCL聚合物系列鉆井液，二開采用了KCL/硅酸鹽系列鉆井液，主要用于微裂縫的填補和泥巖的穩固，以此抑制井段頁巖發生水化，提高其穩定性能[3]；三開則采用了Drilling-in系列鉆井液，即先通過保持含量為5%以上的潤滑劑，加入xc用于流型的調整，以將動塑比維持在0.7以上，并確保攜砂，然后在確定井壁穩定的前提下，在完井環節使用1.18 g/cm3的鉆井液，同時結合固控裝置，盡量降低固相含量。現場應用證明，該體系的鉆井液有著良好的強封堵性、強抑制性和流變易控性，故成功解決了井壁穩定的難題，井徑的平均擴大率由20%降至了8%，懸浮攜砂和低熒光等要求也得到了滿足，從而為順利鉆井提供了重要保障。

綜上所述，優快鉆井技術在蘇丹水平井施工中的合理應用，不僅明顯提高了機械鉆速，縮短了建井周期，也降低了問題和事故概率，增強了鉆井效益，故其值得推廣應用。

結束語：

總之，優快鉆井技術高效可靠、安全實用，可以說為當下水平井鉆井施工帶來了良好的發展契機，提供了有力的技術支持。而蘇丹水平井在應用優快鉆井技術之后，無論是鉆井速度，還是鉆井質量均得到了有效提升，并為其形成競爭優勢、占據海外市場、增加經濟效益奠定了堅實基礎。

[1]張云.淺談現代水平井鉆井技術[J].科技資訊,2010(30):21-22.

[2]楊德才.城區大平臺水平井優快鉆井方法[J].黑龍江科技信息,2010(21):05-06.

[3]嚴智武.已探明區塊水平井優快鉆井技術研究[J].西部探礦工程,2012(09):17-19.