南海西部潿洲油田大位移長裸眼水平井鉆井技術

趙學戰+徐一龍+劉智勤+楊玉豪+鄭浩鵬

摘 要：南海西部油田的潿洲油田A1H井具有井斜大，裸眼穩斜段長和井壁穩定性差的特點，導致井眼清潔困難，易憋漏地層及增加了卡鉆的風險。文章結合南海西部海域的北部灣盆地的潿洲油田的某大位移井，分析了該井各井段的施工工藝，各井段鉆井液的技術要點及相應措施，并探討了井眼軌跡控制技術，鉆具組合優化設計，水力攜巖分析，井壁穩定性分析等問題，并提出了相應的改進措施。對潿洲油田中最大水平位移A1H井鉆井難點的克服，對今后類似井的作業具有很好的指導和借鑒作用。

關鍵詞：大位移井；長裸眼井；泥球；井眼清潔；水平井

中圖分類號：TE142 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0052-02

對于埋藏淺、水平位移大的儲層，大位移水平井使油層得以開采，并使油層段泄油面積增加，油井產量提高。大位移井的井斜角大、穩斜長度大，導致管柱摩阻和扭矩極大幅度增加及井眼清潔困難程度增加；測深大，鉆井時間長，裸眼受鉆井液浸泡時間長，容易引發井下復雜和事故問題。

潿洲油田位于北部灣盆地2號斷裂帶的中部，油田構造主控斷層F1為漸新世潿洲組發育形成的斷層，是2號斷裂帶的一條分支斷層。地質情況復雜，給施工人員帶來了很大的挑戰。其中最大水平位移A1H井鉆完井工程實施難度大，在南海西部及東部自營井中均無先例。在沒有前期實踐經驗的基礎上，整個作業從設計前期至現場具體作業，均在一步步摸索中總結經驗，潿洲A1H井的成功經驗對以后大位移井的作業具有良好的借鑒作用。

1 潿洲A1H井概況

潿洲油田共有7口水平井，均為生產井。A1H井是一口水平井，為最大水平位移井（水垂比：2.92，水平位移2955m），且A1H井接近高水垂比大位移井。

該井實際完鉆井深3485m，垂深1012.20m，完鉆方位76.76°，完鉆井斜89.10°，井底閉合距2962.91m。第1靶點斜深2870.13m，垂深1002.63m；第2靶點斜深3477.09m，垂深1012.07m。

淺層大位移井通常由三段構成，即：高造斜率定向井段、很長的大斜度穩斜延伸段和水平儲層段。本井工程實施難點在于淺層造斜段（A1H井二開444.5mm井段以4°/30m的狗腿從24″樁管鞋深度140.3m至1123m連續造斜）和大斜度穩斜段（A1H井311.15mm以大于80°的穩斜角鉆進長度達1700m的裸眼段）。見圖1。

2 前期工程準備

制約實施大位移井作業的主要是對鉆井設備及工具能力極限的挑戰。本次選用油盛號平臺作業，作業前在塢修適應性整改。主要為：增加一臺主機，提高動力系統能力；更換新頂驅，提高旋轉系統及提升系統的能力等。

3 定向井技術

A1H井的二開444.5mm井段為全力造斜井段，使用大彎角馬達從160m開始以3°/30m造斜至10°，260m開始連續以4°/30m造斜率造斜到844m，后穩斜穩方位鉆進。

三開311.15mm井段裸眼長1712m，采用旋轉導向工具，由于裸眼段長，鉆進及倒劃眼短起過程中采用大排量（4000lpm），高轉速（150rpm）鉆進，確保具有良好的環空返速，A1H井本井段鉆進至1869m、2617m及本井段至下套管深度2831m后，分別倒劃眼起鉆至13-3/8″套管鞋內，完成了該井段的作業。

四開215.9mm井段全長656.87m，穩斜鉆進，該井段選擇旋轉導向工具和隨鉆測量和隨鉆測井工具，僅用一趟鉆就順利完成了井段全部作業。

4 鉆井液工藝技術

4.1 主要技術難點

該生產平臺的井口區為外掛井槽結構，采用4×4的布井方式，且井槽中心間距只有2.20m，各井之間容易竄易漏；一開隔水導管是由打樁法錘入，下深受到限制，入泥僅達到55m。海床面附近的地層松軟，連通性較好，導管鞋處容易發生漏失；二開淺部松軟地層，造斜及井眼清潔困難；三開裸眼段長，角一段純泥巖厚層（斜厚400-500m），成巖性差，鉆進過程中易出“泥球”現象，堵塞高架槽、振動篩跑泥漿，在井內聚集時會導致憋泵，ECD增加。對井眼清潔、井壁穩定、井眼漏失都會產生很大影響，易出現復雜情況。

4.2 鉆井液應對策略

（1）針對609.7mm隔水導管管鞋處的地層薄弱，容易出現井漏和井槽間竄漏的問題，利用常規鉆具鉆到609.7mm導管鞋，觀察井眼狀況，若出現井漏問題，則起鉆下光鉆桿打堵漏型水泥漿，利用簡單的水泥漿施工工藝進行堵漏。

（2）降低鉆進摩阻。井眼清潔與井壁穩定是二開444.5mm井段鉆井液工作的重要措施之一。保持鉆井液的分散性、攜砂能力、良好的潤滑性能，保證安全和快速鉆進。三開311.15mm井段下套管前為降低下套管摩阻，井眼內墊入潤滑性強的封閉液以保證下套管到位。

（3）井眼清潔。預防泥頁巖水化起泥球及井壁失穩問題是三開311.15mm井段鉆井液施工工作的重點之一。在鉆進過程中加強鉆屑返出量、鉆井液的循環當量密度（ECD）和鉆井液性能的監測，了解井眼狀況及鉆井液性能，控制鉆速，進行適當的中途短起下鉆或倒劃眼，確保井眼清潔。

5 下套管及固井

二開444.5mm井段作業時間很短，井眼干凈，下套管和固井作業很順利。三開311.15mm井眼使用PLUS-KCL鉆井液體系，井眼干凈，井壁穩定，下套管和固井作業順利。四開215.9mm井段下177mm篩管，鉆進過程中采用高排量高轉速參數鉆進保證了井眼清潔，下篩管前倒劃眼清砂并通井到底，保證了作業的順利完成。

6 施工效果及總結

（1）三開井段采用大井斜，長裸眼穩斜的方法來進行鉆進，由于在該區應用相對成熟的PDF-PLUS/KCL鉆井液，采用合理的鉆井液密度，井壁失穩風險小，難點在于井眼清潔，此次作業摸索出了較為適合鉆大位移井的鉆井液配方、維護辦法和鉆井液性能范圍，較好地解決攜砂難、易漏、摩阻大等難點。

（2）四開井段，使用PRD鉆井液，滿足井壁穩定、井眼清潔及儲層保護需要，效果理想。

7 結論

（1）提高鉆井液的包被性、抑制性、攜帶性、潤滑性，保證井眼清潔、井壁穩定是潿洲油田大位移水平井施工的關鍵技術。

（2）三開311.15mm井段地層角一段的泥巖易水化起“泥球”，對鉆井液性能影響大，井眼不清潔，且易造成憋漏地層、卡鉆等井下復雜情況。保證井眼清潔，解決攜砂難、易漏、摩阻大等問題。

（3）A1H井的成功完鉆克服了大位移井鉆井作業的諸多難題，摸索出了一套成熟的作業模式。A1H井創下北部灣水垂比新紀錄（水垂比2.92），為北部灣乃至整個南海西部海域鉆淺層大位移井積累了寶貴經驗；三口大位移井鉆進、起下鉆、下套管作業均未發生任何復雜情況，對比以往相似井有明顯提高。通過這次實踐，進一步認清了大位移井作業的特點，摸索出了鉆大位移井有效的鉆井工藝配套措施。

參考文獻：

[1]馬開華，劉修善.深井超深井鉆井新技術研究與應用[M].北京：中國石化出版社，2005.

[2]蘇長明.水平井鉆井液技術研究報告[R].1995-04.

[3]范維慶，蘇長明.大斜度定向井水平井泥漿技術[J].鉆井液與完井液，1995，12（3）：45-48.

[4]相玉輝，屈展.大位移井鉆井工程優化設計與應用[J].石油機械，2006，34（10）：60-64.