鄂爾多斯大井叢定向鉆井技術的創新實踐與應用

摘 要：隨著提質增效，高質量發展需要，鄂爾多斯烏審旗氣田大井叢、大位移開發模式逐步深入推進，大井叢井組多達20口井以上，井叢拖距縮小到5米范圍，最大位移超過2000米。面臨大位移、大井斜（35-42°）、大扭矩、大摩阻，通過提前預分、優化剖面設計、調整鉆具剛性等技術，精細防碰、軌跡控制，初步形成了該區域大井叢、大位移定向井安全、高效施工的工藝技術。

關鍵詞：提質增效；大井叢；大位移定向井；剖面優化；軌跡控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.055

近年來，鄂爾多斯蘇里格氣田為充分發揮工程技術服務的優勢，進一步滿足氣田有效開發需求，甲乙雙方深化項目合作管理，持續推動機制體制創新，通過標準改進、方案優化，一體化運行等措施，探索實現共同降本增效措施，大井叢、大位移開發成為降本增效的途徑之一。

1 大井叢、大位移定向井施工特點

優勢：（1） 節約區域整體步井占地，緩解土地征用困難及征用費用。（2）減少了隊伍搬遷頻次，利于統一協調村民阻擋，有效降低搬遷成本和協調費用。（3）為鉆、固、試一體化及工廠化作業創造了條件，便于優化生產資源保障和同平臺資源共亨，提高鉆井液、壓裂液等的重復利用。

施工瓶頸：（1）大井叢開發，多機組叢式井組模式逐漸增多，同時受施工地形條件約束，井間距逐漸縮小至5米，井眼防碰難度大。

（2）水平段長，軌跡調整多，滑動時易托壓，延長完井作業周期。（3）井斜大、扭矩摩阻大，鉆具易失效。

2 大井叢、大位移井組排序及鉆機的布局

2.1 優化井組鉆井施工排序

井組施工前要優化鉆井順序，統籌安排，圍繞“防碰”這一中心，均衡防碰空間，降低施工難度，水平投影空間盡量不相交。同時優先遵循以下原則：

（1）先施工設計方位與井架推移方向相反的井，設計方位相近時先施工大位移定向井、后施工小位移定向井。（2）然后施工左右兩側井，左右兩側井較多時相互交錯，避免連續施工一側方位的井。（3）最后施工設計方位與井架推移方向相同的井，方位相近時先施工小位移定向井，后施工大位移定向井。（4）井組設計時盡量避免軌跡空間相交，相鄰井造斜點相差50-100米，避免防碰。（5）對于部分施工先后有嚴格要求的井，在定井場大門方向時應嚴格考慮此因素，避免為后期施工留下設計隱患，導致兩井防碰繞障困難。

2.2 優化鉆機的布局

為保障大井叢施工完后井口排列整齊美觀，要求所有井口與大門方向在一條直線上，因此鉆機的布局要根據井組的排序以及所需的鉆機數、鉆機的施工能力進行擺放。以蘇東42-73井叢的18口井為例，本井叢大門方向后方部署一部40LDB鉆機，就位于井組的第六口井位置，施工井順序為6-5-4-3-2-1（位移分別為986米、536米、1392米、1203米、1471米、1098米），中間部署一部50LDB鉆機就位于井組的第12口井位置（位移分別為334米、1603米、436米、1465米、1012米、835米），施工順序為12-11-10-9-8-7，前場部署一部70DB鉆機，就位于井組的第18口井位置（位移分別為1776米、1536米、1578米、1766米、1041米、1735米），施工順序為18-17-16-15-14-13。

3 精細現場技術集成，推進項目提速提效

3.1 精細防碰預分技術

大井叢、小拖距客觀上增加了防碰風險，加之測量數據誤差，若不及時預分，就會發生碰套管故障。采取表層優化預分的方式，選擇好預分時機，使表層方位朝大門方向兩側魚刺狀分布，確保表層及直井段防碰距離大于8米，同時完善表層鉆進鉆具組合。

3.2 優化好剖面設計

大位移定向井在施工過程中存在井斜大、斜井段長、摩阻扭矩大等問題，若剖面選擇不當，則后期摩阻、扭矩大導致施工困難，將直-增-緩降剖面優化為直-增-穩剖面。以蘇東44-67井為例，設計位移1633.85米，中靶垂深2906米，井底位移1880米。

3.3 軌跡控制要點

二開后立足三趟鉆，力爭兩趟鉆完鉆。建議選用直-增-穩剖面，初始井斜角比對靶井斜角小1-2°，方位比對靶方位大2-3°，定向時增斜率9-10°/100m，若超過10°/100m則井眼曲率過大，下部井段施工扭矩、摩阻過大。

3.4 鉆具組合

鉆具組合的選擇，主要充分利用所鉆地層的增降斜及方位的自然漂移規律來控制井眼軌跡，減少滑動進尺，達到快速、高效鉆進的目的。在地層劉家溝組以上時，建議鉆具組合為Φ216PDC+高轉速7LZ172*1.25°（1.4°）+SDC*1.5m+Φ211～212STAB+MWD接頭+165NMDC+165DC*8根+461*410接頭+Φ127WDP*30-45根+Φ127DP；劉家溝組至完鉆階段，選擇鉆具組合時充分考慮降摩減阻、增降斜及事故、復雜預防的需要，減少下部鉆具鉆鋌的數量，用Φ127mm加重鉆桿30-45根代替Φ165mm鉆鋌，用Φ114.3mm鉆桿2000米替代下部的Φ127mm鉆桿。短鉆鋌的選擇要考慮下部地層的增降斜規律，因石千峰組下部-石盒子組-山西組-本溪組增斜率相對低，加之鉆具的剛性減弱原來的穩斜組合就表現出降斜的趨勢，選擇3-3.5米短鉆鋌來達到穩斜的作用，建議鉆具組合Φ216PDC+中低速7LZ172*1.25°+SDC*3-3.5m+Φ211～212STAB+MWD接頭+165NMDC+165DC*2根+Φ127WDP*30-45根+Φ114.3mmDP*2000米+Φ127mmDP。

3.5 復雜、事故的預防

大位移定向井在施工中由于井斜大、斜井段長，起下鉆、下套管過程中的防粘卡是重點，在接單根、起下鉆過程中要勤活動鉆具，確保鉆具在井內靜止時間不超過3分鐘；鉆井液配方以控固相，提高鉆井液的潤滑性、抑制性為主，達到降摩減阻的目的，提高滑動效率，下套管前通井循環時加入1-2噸固體潤滑劑（塑料小球）HZN-1，防止套管串粘卡。

4 亮點效果

統計已完成的19口大位移定向井，水平段超過1300米，平均位移1464.81米，最大位移1880.29米，平均井深3740.26米，二開平均起下鉆趟數3.31，其中二開兩趟鉆完成1口井，三趟鉆完成13口井，三趟鉆比率達到68.42%，四趟鉆完成3口井，五趟鉆完成2口井；平均鉆井周期18.39天，最短鉆井周期14.625天；平均機械鉆速17.48m/h；平均鉆機月速度3867米/臺月，最高鉆機月速度6431米/臺月。

5 結論與建議

（1）合理的井組排序，能有效避免井眼軌的空間相交，降低二開防碰繞障難度；使用表層預分技術能夠滿足大井叢小拖距的防碰需要。（2）直-增-穩剖面，二開三趟鉆軌跡控制技術是充分利用所鉆地層的增降斜及方位的自然漂移規律來控制井眼軌跡，減少滑動進尺，能夠達到快速、高效鉆進的目的。（3）減少第二趟鉆后下部鉆具的鉆鋌數量、用Φ114.3mm鉆桿2000米替代下部的Φ127mm鉆桿、增強鉆井液的潤滑性，能夠達到降摩減阻的作用。

參考文獻：

[1]譚平，岳硯華，雷桐等.長慶小井眼叢式井鉆井技術[J].石油鉆采工藝，2002，24（01）.

作者簡介：何勇（1971-），男，四川蓬溪人，本科，工程師，主要從事石油工程技術及生產安全管理，精通鉆井、固井業務，具備專業技術水平和安全管理，生產計劃、組織、協調能力。