蘇里格盒8目的層水平井技術(shù)特點與施工思路

賈武升（中國石油天然氣集團公司川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司， 陜西 西安 710021）

蘇里格盒8目的層水平井技術(shù)特點與施工思路

賈武升（中國石油天然氣集團公司川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司， 陜西 西安 710021）

水平井鉆探的兩大不確定因素造成軌跡控制的難度大，軌跡的精巧設(shè)計、針對不確定性的靈活應(yīng)變，以及實現(xiàn)快打穩(wěn)打的剖面設(shè)計顯得尤為突出；鉆井作業(yè)是一個較大的系統(tǒng)工程，蘇里格地層存在易漏、易塌、方位易漂等多樣性，有針對性的做好每一個環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)工序間平穩(wěn)過渡的關(guān)鍵；蘇里格下部地層可鉆性、復(fù)合增斜率不穩(wěn)定，優(yōu)選PDC鉆頭和單彎螺桿，使其在不同地層發(fā)揮出最大的功效，實現(xiàn)快速鉆井。

靶前距；水垂比；PDC鉆頭優(yōu)選

1 蘇里格區(qū)塊氣井水平井的設(shè)計

水平井的電腦設(shè)計是一個模式化、理想化模型。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場采用的造斜工具、鉆頭類型、地層特點等因素將其轉(zhuǎn)換成利于實現(xiàn)的軌跡參考。

通過經(jīng)驗總結(jié)，牙輪鉆頭復(fù)合增斜率較高且穩(wěn)定，易于滑動鉆進（即易于實現(xiàn)軌跡控制），而其壽命較短，鉆時較慢，造成頻繁起下鉆，損失時效；PDC鉆頭相對于牙輪鉆頭軌跡控制不易實現(xiàn)，而其壽命較長，鉆時較快，井下風(fēng)險小。如何將互補的兩種鉆頭穿插在設(shè)計的軌跡中，量體裁衣，物盡其用，是蘇里格區(qū)塊今年軌跡優(yōu)化的基本思路。

針對造斜工具造斜能力的不穩(wěn)定，目的層的不確定（即入窗點的不確定），增加軌跡的應(yīng)變能力是實現(xiàn)軌跡準確入靶的必要條件。

2 水平井軌跡的控制

（1）直井段控制 控制作用：此結(jié)構(gòu)主要起防斜打直，存在偏移距時在直井段消除偏移距。

（2）斜井段控制 ①定向造斜，此結(jié)構(gòu)根據(jù)增斜需要調(diào)整鉆頭類型，第一趟定向時帶一柱鉆鋌可起到兼顧抑制方位漂移的作用，牙輪鉆頭起出時給PDC提供一個較高的初始井斜，實現(xiàn)PDC較高復(fù)合增斜率。②選擇使用成熟的PDC鉆頭（如EDM1616EL），容易擺工具面和實現(xiàn)高的復(fù)合增斜率。③小井斜時盡可能將方位調(diào)整至水平段投影方位，減少后續(xù)施工難度。

（3）水平段控制 水平段結(jié)構(gòu)屬于微增結(jié)構(gòu)，水平段中根據(jù)靶區(qū)垂深的限制，通過控制井斜“波浪式”前進。水平段鉆進過程中會遇到巖性突然發(fā)生變化，勤測斜多預(yù)算有效控制軌跡。

3 PDC鉆頭的優(yōu)選

蘇里格氣田延長組底部和紙坊組存在礫石夾層 ，石盒子上部分鉆頭容易泥包，水平段砂巖研磨性較強等地質(zhì)因素要求選擇PDC在不同地層體現(xiàn)出其適應(yīng)性，當然也包括在不同地層實施不同的鉆井參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)提高鉆頭的壽命.

通過對3口水平井直井段PDC的使用對比可以看出由于在同井場蘇6-2-10H和6-2-10H1 9 1/2井眼使用了對地層適應(yīng)性較好的勝利和億思達PDC鉆頭，使得這兩口井的9 1/2井眼的施工周期均在10.54天和10.58天；在蘇6-21-12H 9 1/2井眼施工過程中由于對地層可鉆性差，加之對地層的掌握并不清晰，使得在9 1/2井眼鉆進過程中延長組和紙坊組就使用了2只PDC鉆頭，使得PDC鉆頭總數(shù)達到了4只，鉆井周期達到了14.9天。

通過3口水平井水平段PDC的使用情況可以看出在選擇水平段PDC鉆頭時應(yīng)當選用在砂巖段鉆進時保徑齒抗研磨性強、復(fù)合片及切削齒強度高的PDC鉆頭，防止造成在滑動鉆進和復(fù)合鉆進時對鉆頭造成偏磨；同時水平段鉆進時存在較多鉆遇泥巖的可能性，因此在水眼和流道的選擇上應(yīng)滿足防止泥包，冷卻鉆頭的功效。單純的選擇復(fù)合片和切削齒較好的PDC鉆頭已經(jīng)不能滿足水平段的鉆進需要了，應(yīng)該更多的考慮水平段地層對PDC鉆頭的整體影響。

在水平井的施工過程當中，直井段9 1/2井眼的鉆進過程當中，應(yīng)選擇切削齒和復(fù)合片抗沖擊力強，較好的適應(yīng)上部延長組和紙坊組的PDC鉆頭，使得9 1/2井眼的施工周期穩(wěn)定在10天左右，2只鉆頭就能到達造斜點，這當中蘇6-2-10H井勝利的P5362MJ和蘇6-2-10H1億思達的EM1925SE是較好的典范，而在蘇6-21-12H井 9 1/2井眼施工過程中百斯特的4只均使用不理想，造成施工周期增加，若9 1/2井眼施工周期超過10天，上部直羅等易坍塌地層則非常易出現(xiàn)了井下復(fù)雜情況，影響了整口井施工進度。而在水平段的鉆進過程中雖然砂巖鉆時較快，但砂巖對鉆頭的磨損很嚴重，同時水平段滑動鉆進時考慮鉆頭對工具面穩(wěn)定性需要，在選擇水平段PDC的鉆頭上應(yīng)注重鉆頭整體抗研磨強，滑動鉆進時工具面穩(wěn)定。因此在選擇PDC鉆頭的時候應(yīng)該加強對同一地區(qū)地層的掌握和分析，合理選擇，達到縮短鉆井周期的最終目的。

通過不同區(qū)塊，不同PDC鉆頭對比，可以看出，在斜井段億思達EDM1616EL鉆頭所鉆進尺較多，而百斯特M1666SSR鉆頭復(fù)合進尺僅有90米，究其原因是因百斯特鉆頭復(fù)合鉆進時所產(chǎn)生的增斜率低和滑動時工具面不穩(wěn)定，滑動效果不理想，不易實現(xiàn)軌跡控制，導(dǎo)致此鉆頭不能長井段使用，達到滿足斜井段提速要求和減少斜井段滑動鉆進的目的。由此可見，斜井段PDC選型的成功與否直接關(guān)系到軌跡控制的難易、整個斜井段機械鉆速的高低。

4 幾點認識

①直井段要穿越直羅、劉家溝地層，防塌、防漏工作不能疏忽，其中直井段PDC快速穿越這些地層也是保證直井段以及斜井段安全施工的重要措施。 ②提高水平井機械鉆速是一個復(fù)雜的、系統(tǒng)的綜合性課題，它不僅受地層條件的影響，而且還受地面設(shè)備、鉆具、鉆頭選型、鉆井液密度等多種因素的影響。③水平井不同井段優(yōu)選符合地層特性的PDC鉆頭是目前提高水平井機械鉆速的有效手段。④在地面設(shè)備、井下鉆具允許的前提下，優(yōu)選水力參數(shù)和機械參數(shù)，可提高井底破巖效率，從而提高機械鉆速。

［1］蔣希文.鉆井事故與復(fù)雜問題［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.

［2］李克向.保護油氣層鉆井完井技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.