蘇北工區(qū)水平井鉆井技術(shù)務(wù)

【摘要】蘇北盆地地質(zhì)構(gòu)造小而復(fù)雜，井位分布點(diǎn)多面廣。為提高采收率，近年來華北局大力推廣水平井技術(shù)。中原鉆井一公司自2010年在蘇北工區(qū)完成4口水平井后，2012年又成功實(shí)施8口中曲率半徑水平井，水平井鉆井技術(shù)進(jìn)一步完善，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，為立足蘇北市場(chǎng)提供了有力技術(shù)支撐。水平井軌跡控制與井下安全是打好井的關(guān)鍵，鉆頭優(yōu)選是提高鉆井速度的有效途徑，本文從這幾方面對(duì)2012年施工水平井進(jìn)行分析，為今后該區(qū)域水平井施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】軌跡控制；潤(rùn)滑

1、軌跡控制

1.1 直井段軌跡控制

一開鉆進(jìn)采用塔式鉆具組合，確保井眼開正開直，表層套管口袋小于0.50m；二開上部直井段，由于鹽城組地層易斜，采用兩根7″鉆鋌鐘擺鉆具組合輕壓吊打，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，確保防斜打直，要注意實(shí)鉆與設(shè)計(jì)軌跡偏差對(duì)下部軌跡控制的影響。鉆完直井段后測(cè)多點(diǎn)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行二次井眼軌跡設(shè)計(jì)。

1.2 第一增斜段、穩(wěn)斜調(diào)整段軌跡控制

在進(jìn)行二次設(shè)計(jì)井眼軌跡方案時(shí)，應(yīng)考慮直井段側(cè)向位移，在井斜較小的情況下，將井眼軌跡調(diào)整到設(shè)計(jì)線。根據(jù)穩(wěn)斜調(diào)整段長(zhǎng)度和鄰井雙驅(qū)鉆進(jìn)井斜變化規(guī)律，選用1.25°或1.5°的單彎單扶螺桿。本井段施工要充分利用上直段和第一造斜段實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌跡在井斜、垂深等方面存在的偏差，提高軌跡的控制精度，并為第二次造斜打好基礎(chǔ)，總的原則是簡(jiǎn)化待鉆井眼軌跡，減少第二增斜段控制和著陸難度。

1.3 第二增斜段及著陸軌跡控制

本井段是軌跡調(diào)整余地小，控制過程中要堅(jiān)持加密測(cè)斜，由于儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滯后，要準(zhǔn)確判斷井底鉆頭位置軌跡數(shù)據(jù)，分析各種因素對(duì)造斜率的影響，盡量精確掌握造斜率，找出滑動(dòng)和雙驅(qū)鉆具造斜及方位變化規(guī)律，及時(shí)計(jì)算軌跡參數(shù)，并作出實(shí)鉆軌跡圖，與設(shè)計(jì)軌跡方案進(jìn)行對(duì)比并及時(shí)調(diào)整下步軌跡控制方案，實(shí)鉆軌跡要保持與設(shè)計(jì)軌跡有較高的符合率。

由于井斜大，經(jīng)常出現(xiàn)托壓現(xiàn)象，導(dǎo)致定向工具實(shí)際造斜率低于期望值，因此，宜選用1.5°單彎單扶螺桿，在控制過程中，要保持鉆井液的潤(rùn)滑性能，每鉆進(jìn)50-100m進(jìn)行一次短起下，密切注意實(shí)鉆造斜率，如實(shí)鉆造斜率低于軌跡設(shè)計(jì)方案造斜率，不能盲目鉆進(jìn)，防止垂深對(duì)造斜率的誤差放大作用給后續(xù)探油頂和著陸帶來不利。

水平井著陸是軌跡控制成功與否的關(guān)鍵，在鉆進(jìn)過程中必須與地質(zhì)人員密切配合，及時(shí)卡準(zhǔn)層位，確定窗口位置，著陸過程中，要加密測(cè)斜，保持垂深和井斜匹配關(guān)系，保證井眼入靶井斜角、方向角和垂深滿足靶區(qū)范圍和地質(zhì)需要，入靶前采用一定的井斜角穩(wěn)斜或微增斜方式探頂，減少水平段調(diào)整井斜和方位的幾率，保證進(jìn)靶井眼軌跡光滑性。

1.4 水平段軌跡控制

由于水平井矩形靶一般高只有2m，在水平段盡可能采用復(fù)合鉆進(jìn)，控制過程中要加密測(cè)斜，盡快摸清地層傾角對(duì)井斜、方位的影響。如若需要調(diào)整井斜、方位，一定要及時(shí)調(diào)整并留有余地，適時(shí)采用短井段、勤調(diào)整、小調(diào)整的措施，有效地保證了井眼軌跡的圓滑，避免連續(xù)定向引起實(shí)鉆軌跡大幅波動(dòng)，有效地將井眼軌跡控制在設(shè)計(jì)靶區(qū)范圍內(nèi)。

2、儀器使用情況

水平井順利實(shí)施的關(guān)鍵因素之一是MWD或LWD儀器質(zhì)量，儀器的精度和信號(hào)傳輸速度對(duì)軌跡控制尤為重要，而儀器性能穩(wěn)定與否直接影響鉆井周期。2009年完成的水平井使用中海油和江蘇油田鉆井院儀器，在使用過程中性能較穩(wěn)定，沒有影響鉆井速度。邊平1B、草平3井著陸時(shí)未使用LWD，不能及時(shí)反饋鉆頭位置油氣情況，加之地層對(duì)比把握不準(zhǔn)，油頂位置遲遲難以判定，只能按設(shè)計(jì)矩形靶控制軌跡，根據(jù)砂樣確定油氣層，時(shí)間滯后太長(zhǎng)，導(dǎo)致滑動(dòng)鉆進(jìn)上下找油層，不僅影響鉆進(jìn)速度，而且井斜波動(dòng)較大，水平段油氣層損失分別達(dá)124m和65m。

3、水平井安全鉆井和鉆井液技術(shù)

3.1 井眼清潔方面

在滿足井眼軌跡控制要求前提下，盡量使用復(fù)合鉆進(jìn)方式鉆進(jìn)，保持較高的泵排量，提高環(huán)空上返速度。每鉆完一根單根進(jìn)行套劃眼，破壞和清除巖屑床。一般井斜45°以前每鉆進(jìn)150-200m短起下拉井壁一次，井斜45°以后每鉆進(jìn)50-100m拉井壁一次，特殊情況長(zhǎng)起下拉井壁或加密短起下次數(shù)。充分利用四級(jí)固控設(shè)備，最大限度清除有害固相，要求振動(dòng)篩篩布達(dá)到120目，除砂器使用率100%，離心機(jī)使用率90%以上，鉆井液固相含量保持在14%以下。調(diào)整鉆井液流變性，確定合理的動(dòng)塑比，提高懸浮鉆屑能力，防止鉆屑床的形成。根據(jù)井下情況，如有必要，短起下鉆到底后，泵入20m3左右的稠漿塞清掃井底，保證井眼清潔。

3.2 潤(rùn)滑防卡方面

3.2.1 采用非滲透鉀基聚合物混油鉆井液體系，在井斜大于45。后，鉆井液加入原油，根據(jù)摩阻扭矩預(yù)測(cè)分析和實(shí)際監(jiān)測(cè)情況及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，保證原油含量達(dá)8～12%，同時(shí)補(bǔ)充非滲透劑、磺化瀝青粉，加強(qiáng)泥餅的致密性，提高泥餅質(zhì)量，減小摩擦系數(shù)，使泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)始終保持在0.08以下，在起下鉆、電測(cè)和下套管前在裸眼井段加入固體潤(rùn)滑劑，控制鉆進(jìn)摩阻扭矩。

3.2.2 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行施工，控制全角變化率不超過設(shè)計(jì)要求，盡可能使井眼軌跡平滑。做好鉆進(jìn)參數(shù)和摩阻記錄，加強(qiáng)井下情況觀察和事故隱患分析，檢測(cè)返出鉆屑量，監(jiān)控巖屑床是否生成，并及時(shí)采取措施。嚴(yán)格執(zhí)行防卡規(guī)定，細(xì)化測(cè)斜、起下鉆、接單根等操作規(guī)程，控制鉆具靜止時(shí)間，特別要注意井眼軌跡曲率變化大井段的起下鉆阻卡情況。盡量簡(jiǎn)化鉆具，采用無磁承壓鉆桿代替無磁鉆鋌。

3.2.3 井壁穩(wěn)定方面

合理確定分段鉆井液密度，嚴(yán)禁負(fù)壓鉆進(jìn)，做到物理防塌和化學(xué)防塌并重，合理加入腐植酸鉀、磺化瀝青和非滲透劑，提高鉆井液的抑制性以改善泥餅質(zhì)量，增強(qiáng)鉆井液的防塌能力，在井壁上形成有效的非滲透膜，從而達(dá)到支撐、穩(wěn)定井壁的作用。嚴(yán)格控制起下鉆速度，以防液柱壓力降低、壓力激動(dòng)導(dǎo)致井塌、井漏；若起鉆遇卡，不能強(qiáng)提硬拔，防止拔垮井壁；循環(huán)鉆井液時(shí)要避開井塌層段，并經(jīng)常變換鉆頭位置，禁止長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)沖刷井壁。如起鉆拔活塞，應(yīng)將鉆具下到暢通井段開泵重新循環(huán)洗井；堵水眼情況下，要連續(xù)灌漿，避免因抽吸引起井塌。

4、結(jié)論

搞好直井段防斜打直、軌跡監(jiān)測(cè)工作，防止側(cè)向位移給下步施工造成困難。實(shí)際控制中造斜率應(yīng)選擇先高后低原則，水平段施工要準(zhǔn)備判斷滑動(dòng)和雙驅(qū)增降斜規(guī)律，盡量避免軌跡大幅波動(dòng)。鉆頭選型上四刀翼PDC鉆頭鉆時(shí)快，五刀翼鉆頭工具面較穩(wěn)定，根據(jù)地層實(shí)際情況選擇合適鉆頭。堅(jiān)持短起下鉆拉井壁，及時(shí)破壞巖屑床，執(zhí)行防卡有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)鉆井液清潔、潤(rùn)滑、攜屑性能維護(hù)，保證井壁穩(wěn)定。