蘇北工區水平井鉆井技術務

【摘要】蘇北盆地地質構造小而復雜，井位分布點多面廣。為提高采收率，近年來華北局大力推廣水平井技術。中原鉆井一公司自2010年在蘇北工區完成4口水平井后，2012年又成功實施8口中曲率半徑水平井，水平井鉆井技術進一步完善，各項技術指標有了長足進步，為立足蘇北市場提供了有力技術支撐。水平井軌跡控制與井下安全是打好井的關鍵，鉆頭優選是提高鉆井速度的有效途徑，本文從這幾方面對2012年施工水平井進行分析，為今后該區域水平井施工提供借鑒。

【關鍵詞】軌跡控制；潤滑

1、軌跡控制

1.1 直井段軌跡控制

一開鉆進采用塔式鉆具組合，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，加強監測，確保防斜打直，要注意實鉆與設計軌跡偏差對下部軌跡控制的影響。鉆完直井段后測多點，根據計算結果進行二次井眼軌跡設計。

1.2 第一增斜段、穩斜調整段軌跡控制

在進行二次設計井眼軌跡方案時，應考慮直井段側向位移，在井斜較小的情況下，將井眼軌跡調整到設計線。根據穩斜調整段長度和鄰井雙驅鉆進井斜變化規律，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鉆軌跡與設計軌跡在井斜、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，總的原則是簡化待鉆井眼軌跡，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

本井段是軌跡調整余地小，控制過程中要堅持加密測斜，由于儀器監測數據滯后，要準確判斷井底鉆頭位置軌跡數據，分析各種因素對造斜率的影響，盡量精確掌握造斜率，找出滑動和雙驅鉆具造斜及方位變化規律，及時計算軌跡參數，并作出實鉆軌跡圖，與設計軌跡方案進行對比并及時調整下步軌跡控制方案，實鉆軌跡要保持與設計軌跡有較高的符合率。

由于井斜大，經常出現托壓現象，導致定向工具實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，要保持鉆井液的潤滑性能，每鉆進50-100m進行一次短起下，密切注意實鉆造斜率，如實鉆造斜率低于軌跡設計方案造斜率，不能盲目鉆進，防止垂深對造斜率的誤差放大作用給后續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鍵，在鉆進過程中必須與地質人員密切配合，及時卡準層位，確定窗口位置，著陸過程中，要加密測斜，保持垂深和井斜匹配關系，保證井眼入靶井斜角、方向角和垂深滿足靶區范圍和地質需要，入靶前采用一定的井斜角穩斜或微增斜方式探頂，減少水平段調整井斜和方位的幾率，保證進靶井眼軌跡光滑性。

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合鉆進，控制過程中要加密測斜，盡快摸清地層傾角對井斜、方位的影響。如若需要調整井斜、方位，一定要及時調整并留有余地，適時采用短井段、勤調整、小調整的措施，有效地保證了井眼軌跡的圓滑，避免連續定向引起實鉆軌跡大幅波動，有效地將井眼軌跡控制在設計靶區范圍內。

2、儀器使用情況

水平井順利實施的關鍵因素之一是MWD或LWD儀器質量，儀器的精度和信號傳輸速度對軌跡控制尤為重要，而儀器性能穩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定，沒有影響鉆井速度。邊平1B、草平3井著陸時未使用LWD，不能及時反饋鉆頭位置油氣情況，加之地層對比把握不準，油頂位置遲遲難以判定，只能按設計矩形靶控制軌跡，根據砂樣確定油氣層，時間滯后太長，導致滑動鉆進上下找油層，不僅影響鉆進速度，而且井斜波動較大，水平段油氣層損失分別達124m和65m。

3、水平井安全鉆井和鉆井液技術

3.1 井眼清潔方面

在滿足井眼軌跡控制要求前提下，盡量使用復合鉆進方式鉆進，保持較高的泵排量，提高環空上返速度。每鉆完一根單根進行套劃眼，破壞和清除巖屑床。一般井斜45°以前每鉆進150-200m短起下拉井壁一次，井斜45°以后每鉆進50-100m拉井壁一次，特殊情況長起下拉井壁或加密短起下次數。充分利用四級固控設備，最大限度清除有害固相，要求振動篩篩布達到120目，除砂器使用率100%，離心機使用率90%以上，鉆井液固相含量保持在14%以下。調整鉆井液流變性，確定合理的動塑比，提高懸浮鉆屑能力，防止鉆屑床的形成。根據井下情況，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，根據摩阻扭矩預測分析和實際監測情況及時進行補充，保證原油含量達8～12%，同時補充非滲透劑、磺化瀝青粉，加強泥餅的致密性，提高泥餅質量，減小摩擦系數，使泥餅摩阻系數始終保持在0.08以下，在起下鉆、電測和下套管前在裸眼井段加入固體潤滑劑，控制鉆進摩阻扭矩。

3.2.2 嚴格按照設計軌跡進行施工，控制全角變化率不超過設計要求，盡可能使井眼軌跡平滑。做好鉆進參數和摩阻記錄，加強井下情況觀察和事故隱患分析，檢測返出鉆屑量，監控巖屑床是否生成，并及時采取措施。嚴格執行防卡規定，細化測斜、起下鉆、接單根等操作規程，控制鉆具靜止時間，特別要注意井眼軌跡曲率變化大井段的起下鉆阻卡情況。盡量簡化鉆具，采用無磁承壓鉆桿代替無磁鉆鋌。

3.2.3 井壁穩定方面

合理確定分段鉆井液密度，嚴禁負壓鉆進，做到物理防塌和化學防塌并重，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量，增強鉆井液的防塌能力，在井壁上形成有效的非滲透膜，從而達到支撐、穩定井壁的作用。嚴格控制起下鉆速度，以防液柱壓力降低、壓力激動導致井塌、井漏；若起鉆遇卡，不能強提硬拔，防止拔垮井壁；循環鉆井液時要避開井塌層段，并經常變換鉆頭位置，禁止長時間定點沖刷井壁。如起鉆拔活塞，應將鉆具下到暢通井段開泵重新循環洗井；堵水眼情況下，要連續灌漿，避免因抽吸引起井塌。

4、結論

搞好直井段防斜打直、軌跡監測工作，防止側向位移給下步施工造成困難。實際控制中造斜率應選擇先高后低原則，水平段施工要準備判斷滑動和雙驅增降斜規律，盡量避免軌跡大幅波動。鉆頭選型上四刀翼PDC鉆頭鉆時快，五刀翼鉆頭工具面較穩定，根據地層實際情況選擇合適鉆頭。堅持短起下鉆拉井壁，及時破壞巖屑床，執行防卡有關規定，加強鉆井液清潔、潤滑、攜屑性能維護，保證井壁穩定。