井20水平井鉆井施工技術

吳寶民

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江大慶163413）

井20所在的圈閉位于某次凹中部斷階帶扇體，屬于生油洼槽中心，油源條件好。從鄰井揭示的地層情況來看，某組暗色泥巖厚度在50～150m之間，有機碳為0.37%～3.57%，一般為0.86%～2.74%，氯仿瀝青“A”為0.02%～0.42%，一般為0.05%～0.18%，S1+S2為0.54～14.69mg/g，一般為2.83～9.63mg/g，暗色泥巖有機質含量較高，達到中等—好生油巖標準。從區域性巖芯分析資料看，某段孔隙度變化范圍在7%～15.5%，平均孔隙度為10.2%。從孔隙度頻率累積直方圖上可以知道分布范圍主要為10%～15%；滲透率范圍值在0.1～37.9mD，滲透率平均為2.7mD。屬于低孔特低滲透儲層。應用常規直井技術開發單井產量低，很難使油層得到有效動用，因此部署了井20這口水平井，該井完鉆斜深3811.00m，垂深26.6.45m，水平位移1472.35m，水平段長1150.00m。

1 設計概況

1.1 井身結構設計

井身結構設計是一口井施工成敗的關鍵，在井20的井身結構設計當中，根據地層實際測得的壓力情況，結合鄰井的鉆探情況，在綜合考慮水平井施工的特點基礎上，決定采用三層的套管井身結構。表層套管應用?444.5mm鉆頭進行施工，鉆至深度為131.00m，然后下入?339.7mm表層套管，封固上部流砂層，防止地表水被污染，同時為安裝井控裝置提高條件；技術套管應用?311.2mm鉆頭進行鉆進，深度為2477.00m，然后下入?244.5mm技術套管封固，在技術套管施工中完成部分造斜施工，為三開創造有利條件；三開應用?215.9mm鉆頭進行余下部分的造斜和水平段施工，然后下入?139.7mm生產套管，為油井的后期壓裂增產奠定基礎。井身結構具體設計數據如表1所示。

表1 井20井身結構設計數據表

1.2 井眼軌跡設計

井眼軌跡設計采用成熟的、有利于現場施工的直—增—穩—增—微增—水平的井眼軌跡設計模式，設計造斜點深度為2150.00m，最大造斜率為6.20°/30m，軌跡設計的詳細數據如表2所示。

2 施工技術

2.1井眼軌跡控制

2.1.1 直井段軌跡控制

表2 軌跡設計詳細數據表

由于該井直井段有2150.00m的施工長度，因此保證直井段打直，防止井斜和位移超標是施工的關鍵。在施工中采用防斜效果好的鐘擺鉆具，組合為：?311.2mm鉆頭+?203.2mm鉆鋌×18m+?308.0mm穩定器+?196.9mm無磁鉆鋌×9m+?177.8mm配合接頭+?308.0mm穩定器+?177.8mm鉆鋌×54m+?158.8mm螺旋鉆鋌×54m+?127.0mm鉆桿。施工中嚴格控制好鉆壓和轉速，并根據鉆井工程設計的要求應用電子單點測斜儀每鉆進100～150m進行定點測斜，并保證測斜結果的準確性，如果井斜有增大的趨勢及時采取措施降斜，并加密測斜，到造斜點處2150.00m井斜角只有1.5°，實現了防斜打直的目的。

2.1.2 造斜段軌跡控制

造斜段是該水平井施工的關鍵井段，根據直井段多點測得的數據對造斜點處的水平位移和閉合方位進行計算，然后重新進行待鉆軌跡的優化設計。施工中應用1.5°螺桿鉆具，鉆具組合為：?215.9mm鉆頭+?172mm彎螺桿+?165.1mmLWD+?158.8mm無磁鉆鋌×9m+?158.8mm螺旋鉆鋌×27m+?127.0mm18°斜坡鉆桿+?127.0mm加重鉆桿×334.8m+?127.0mm鉆桿。施工中根據鉆具組合的實際造斜率，合理設計定向與復合鉆進的比例，既保證能夠滿足鉆井工程設計造斜率的要求，有保證使井眼軌跡光滑，降低施工摩阻，同時保證準確中靶。

2.1.3 水平段軌跡控制

水平段采用目前比較先進的旋轉導向鉆井技術，鉆具組合為：?215.9mm鉆頭+?165.1mm旋轉導向+?165.1mm LWD+?127.0mm無磁加重鉆桿×9.3m+?127.0mm18°斜坡鉆桿+?127.0mm加重鉆桿×334.8m+?127.0mm鉆桿。施工中根據所測得的伽馬和電阻率情況，及時調整井眼軌跡，保證井眼軌跡在油層中穿行，實現砂巖鉆遇率的最大化。

2.2 鉆井液技術

造斜段和水平段除了要保持處理劑合理加量外，在造斜初期一次性加入2%的潤滑性，至井斜角80°的時候潤滑劑含量不能低于4%，保證鉆井液具有良好的潤滑性能。水平段施工中逐漸調整各種處理劑的加量，鉆井液中聚胺含量不低于0.7%，降濾失劑PACLV不低于2.5%，包被劑FA367不低于0.5%，潤滑劑含量不低于5%，確保其鉆井液整體性能優良，具有良好的流變性和潤滑性，同時適當提高鉆井液的粘度和屈服值，保證鉆井液具有良好地攜帶和懸浮巖屑的能力。該井段施工的鉆井液性能指標為：密度：1.10～1.15g/cm3，漏斗粘度55～75s，塑性粘度：13～18mPa·s，動切力：5～9Pa，API失水：1.8～2.5mL，初切：3～5Pa，終切：12～17Pa，潤滑系數：0.05，施工中根據井下摩阻和實際測量的扭矩情況以及振動篩返砂情況，及時進行短起下鉆，破壞巖屑床，保證井下的安全。

2.3 井眼清潔技術

水平井施工很容易形成巖屑床，造成起下鉆阻卡等井下復雜，因此必須保證井眼清潔，主要措施為：（1）保證鉆井排量34L/s以上，鉆井液的動塑比保持在0.5以上，提高攜帶巖屑能力；（2）調整鉆井液流變性能，使用160目振動篩，配以除砂器、除泥器和離心機及時清除鉆井液中的巖屑；（3）每鉆進一個單根正、倒劃眼2遍，根據井上的施工摩阻和扭矩情況，實時進行短起下鉆破壞巖屑床，保證井下安全。

3 結論

（1）良好的井身結構與井眼軌跡的設計是保證井20這口水平井施工成功的關鍵。

（2）施工中控制好直井段軌跡、造斜段軌跡和水平段軌跡，才能保證施工的高效性和砂巖鉆遇率的最大化。

（3）在施工中優化鉆井液性能，采用合理的井眼清潔技術措施，避免了井下復雜的發生。

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